word ook lid en profiteer van alle voordelen
Lid worden
Stroom uit zout … ?? 20-10-2021
Geachte leden,
In een eerdere blog heb ik geschreven over kernenergie, met name over kernfusie.
Wanneer we nog eens kijken naar kernsplijting, dan is er nog een variant die mogelijk vrij onbekend is, namelijk de thoriumreactor.
In een eerdere blog heb ik geschreven over kernenergie, met name over kernfusie.
Wanneer we nog eens kijken naar kernsplijting, dan is er nog een variant die mogelijk vrij onbekend is, namelijk de thoriumreactor.
Toch gaat de geschiedenis van deze reactoren, althans de research en ontwikkeling daarvan, verder terug dan wellicht gedacht. In de 60er jaren was men hiermee al bezig, maar aangezien de kernsplitsing via een thorium reactor weinig
plutonium oplevert, hetgeen tijdens de nucleaire wapenwedloop van essentieel belang was, is deze vorm van kernenergie destijds op de achtergrond geraakt.
Onderstaand een korte (eenvoudige) beschrijving van een thoriumreactor.
Daar waar bij reguliere kernenergie de splijtstof isotoop 235 (uranium) gebruikt wordt, wordt bij een thorium- reactor isotoop 233 gebruikt. Dit laatste isotoop is niet in onze natuur aanwezig, maar wordt door de reactor zelf gemaakt als gevolg van een reactie die wordt aangegaan met isothoop 232, zijnde thorium. Een thorium reactor werkt op lithium-fluoride (+/- 80%) en een mengsel van thorium-fluoride en uranium-fluoride (+/- 20%) waar isotoop 232 deel van uitmaakt. Dit mengsel bestaat feitelijk uit zouten. Vandaar dat een thoriumreactor ook wel een “gesmolten zoutreactor" wordt genoemd (MSR-reactor: Molten Salt Reactor).
De werking in het kort: De werking is feitelijk gelijk aan een reguliere kerncentrale. Wanneer een neutron op thorium 232 botst, dan verandert dit thorium 232 in uranium 233, waarna dit uranium 233 als gevolg van de botsing feitelijk splijt en zijn energie aflevert. Onderdeel van de reactor is een grafieten mantel, die neutronen zeer goed weerkaatst, hetgeen het splijtingsproces ten goede komt.
Daar waar bij een normale kerncentrale het koelwater langs de splijtstaven loopt, en daarmee de warmte absorbeert en daarna afgeeft, vormen bij een thorium reactor koelwater en splijtstof een geheel. Kort gezegd: na de reactie in de reactor stroomt de hete massa (waarin de spitsingsreactie heeft plaatsgevonden) naar een warmtewisselaar en daarna weer retour naar de reactor. Het circuleert dus doorlopend.
Om de reactor draaiende te houden, dient het mengsel dat in de reactor circuleert wel aanhoudend gezuiverd en aangevuld te worden. Met andere woorden, splijtingsproducten er uit filteren en nieuwe splijtstof bijvullen (thorium). Dit splijtingsproces biedt vooral voordelen wat betreft de radioactiviteit. Dit omdat Thorium 5 neutronen moet op nemen alvorens plutonium gevormd wordt. Dit in tegenstelling tot reguliere kernenergie (uranium 235/238) waarbij slechts 1 neutron nodig is om al plutonium te vormen. Aldus ontstaat ook veel minder radioactief afval, dat ook nog eens veel minder lang radioactief blijft (300 jaar tegenover 100.000 jaar bij reguliere kernenergie).
Wanneer het aanvullen van thorium niet gebeurt (zoals hiervoor beschreven), dan houdt dit kernsplitsingsproces vanzelf op. Zo kan het dus eigenlijk ook niet tot een meltdown komen, zoals voorheen ooit in Tsjernobyl. Verder is een thoriumreactor als volgt beveiligd. Op het systeem is een afvoertank aangesloten, die beveiligd is met een vriesplug (een soort leiding die continu elektrisch bevroren wordt gehouden). Mocht er iets fout gaan dan kan men de plug laten ontdooien (men schakelt de elektriciteit uit), waardoor het mengsel in de opvangtanks loopt. Nu de splijtstof weg is uit de reactor, is daarmee ook mogelijk gevaar geweken. De splijtreactie stopt vanzelf. Het zelfde gebeurt ook, mocht ooit de stroom uitvallen. Dit wederom in tegenstelling tot een conventionele reactor, waarbij men de splijtstaven niet kan weghalen wanneer gevaar dreigt (gevaar voor een meltdown).
De vloeistof die de turbines moet aansturen voor de aanmaak van stroom wordt in een thorium reactor veel heter dan in een conventionele kernreactor, zo´n 700 graden tegenover 300 graden. Gelet op deze hoge temperatuur wordt daarom (veelal) helium gebruikt om de turbines aan te sturen, in plaats van stoom bij een reguliere kerncentrale. Daarbij heeft helium het voordeel dat bij hoge temperaturen de atomen van helium gaan “trillen", waardoor feitelijk nog meer energie getransporteerd kan worden.
Ik hoop dat u met deze vereenvoudigde voorstelling een beeld heeft kunnen krijgen van een thoriumreactor en de voordelen daarvan. Waarschijnlijk dat u hier toekomstig meer van gaat horen!
Met hartelijke groet,
Jo de la Roij, hoofdbestuurder.
Onderstaand een korte (eenvoudige) beschrijving van een thoriumreactor.
Daar waar bij reguliere kernenergie de splijtstof isotoop 235 (uranium) gebruikt wordt, wordt bij een thorium- reactor isotoop 233 gebruikt. Dit laatste isotoop is niet in onze natuur aanwezig, maar wordt door de reactor zelf gemaakt als gevolg van een reactie die wordt aangegaan met isothoop 232, zijnde thorium. Een thorium reactor werkt op lithium-fluoride (+/- 80%) en een mengsel van thorium-fluoride en uranium-fluoride (+/- 20%) waar isotoop 232 deel van uitmaakt. Dit mengsel bestaat feitelijk uit zouten. Vandaar dat een thoriumreactor ook wel een “gesmolten zoutreactor" wordt genoemd (MSR-reactor: Molten Salt Reactor).
De werking in het kort: De werking is feitelijk gelijk aan een reguliere kerncentrale. Wanneer een neutron op thorium 232 botst, dan verandert dit thorium 232 in uranium 233, waarna dit uranium 233 als gevolg van de botsing feitelijk splijt en zijn energie aflevert. Onderdeel van de reactor is een grafieten mantel, die neutronen zeer goed weerkaatst, hetgeen het splijtingsproces ten goede komt.
Daar waar bij een normale kerncentrale het koelwater langs de splijtstaven loopt, en daarmee de warmte absorbeert en daarna afgeeft, vormen bij een thorium reactor koelwater en splijtstof een geheel. Kort gezegd: na de reactie in de reactor stroomt de hete massa (waarin de spitsingsreactie heeft plaatsgevonden) naar een warmtewisselaar en daarna weer retour naar de reactor. Het circuleert dus doorlopend.
Om de reactor draaiende te houden, dient het mengsel dat in de reactor circuleert wel aanhoudend gezuiverd en aangevuld te worden. Met andere woorden, splijtingsproducten er uit filteren en nieuwe splijtstof bijvullen (thorium). Dit splijtingsproces biedt vooral voordelen wat betreft de radioactiviteit. Dit omdat Thorium 5 neutronen moet op nemen alvorens plutonium gevormd wordt. Dit in tegenstelling tot reguliere kernenergie (uranium 235/238) waarbij slechts 1 neutron nodig is om al plutonium te vormen. Aldus ontstaat ook veel minder radioactief afval, dat ook nog eens veel minder lang radioactief blijft (300 jaar tegenover 100.000 jaar bij reguliere kernenergie).
Wanneer het aanvullen van thorium niet gebeurt (zoals hiervoor beschreven), dan houdt dit kernsplitsingsproces vanzelf op. Zo kan het dus eigenlijk ook niet tot een meltdown komen, zoals voorheen ooit in Tsjernobyl. Verder is een thoriumreactor als volgt beveiligd. Op het systeem is een afvoertank aangesloten, die beveiligd is met een vriesplug (een soort leiding die continu elektrisch bevroren wordt gehouden). Mocht er iets fout gaan dan kan men de plug laten ontdooien (men schakelt de elektriciteit uit), waardoor het mengsel in de opvangtanks loopt. Nu de splijtstof weg is uit de reactor, is daarmee ook mogelijk gevaar geweken. De splijtreactie stopt vanzelf. Het zelfde gebeurt ook, mocht ooit de stroom uitvallen. Dit wederom in tegenstelling tot een conventionele reactor, waarbij men de splijtstaven niet kan weghalen wanneer gevaar dreigt (gevaar voor een meltdown).
De vloeistof die de turbines moet aansturen voor de aanmaak van stroom wordt in een thorium reactor veel heter dan in een conventionele kernreactor, zo´n 700 graden tegenover 300 graden. Gelet op deze hoge temperatuur wordt daarom (veelal) helium gebruikt om de turbines aan te sturen, in plaats van stoom bij een reguliere kerncentrale. Daarbij heeft helium het voordeel dat bij hoge temperaturen de atomen van helium gaan “trillen", waardoor feitelijk nog meer energie getransporteerd kan worden.
Ik hoop dat u met deze vereenvoudigde voorstelling een beeld heeft kunnen krijgen van een thoriumreactor en de voordelen daarvan. Waarschijnlijk dat u hier toekomstig meer van gaat horen!
Met hartelijke groet,
Jo de la Roij, hoofdbestuurder.
Geplaatst op: 20-10-2021
Terug