|
Kernenergie
NRG heeft vorig jaar in de Hoge Flux Reactor proeven gedaan met nieuwe dragermaterialen in capsules om vooral plutonium sneller om te zetten in kortlevende splijtingsproducten. Nu wil men met steun van de EU het experiment voortzetten in een commerciële kerncentrale,bij voorkeur in Zwitserland.
Petten - Al jaren breken kernfysici zich over de vraag hoe men het gevaar van radioactief afval kan verminderen. Immers, vooral actiniden geven lange tijd straling af. Een goed voorbeeld is plutonium-239 dat een halfwaardetijd bezit van 24.100 jaar. Actiniden ontstaan door de absorptie van neutronen in uranium-238. Daarnaast bestaat radioactief afval uit splijtingsproducten die ontstaan door splijting van U-235. Op enkele uitzonderingen na (zoals jodium-129) hebben ze doorgaans een veel kortere vervaltijd, minder dan 250 jaar.
Opwerking NRG (Nuclear Research and consultancy Group) is al geruime tijd bezig met onderzoek naar de omzetting van bijvoorbeeld plutonium en americium in isotopen met een kortere halfwaardetijd. Directeur ir. A.M. Versteegh. 'We zoeken naar veel efficiëntere methoden voor deze transmutatie ten opzichte van de huidige technologie, welke gebaseerd
is op opwerking en het gebruik van mixed oxide (MOX). Er is namelijk teveel plutonium beschikbaar in de wereld om via de huidige technologie, deze voorraden snel af te breken. Indien we erin slagen plutonium voor 90 a 95 procent op te branden is dat al een geweldige stap voorwaarts.' Geschat wordt dat er zo’n 1500 ton plutonium is in de wereld, mede door de ontmanteling van duizenden Russische en Amerikaanse kernwapens.
Vanaf 1998 is NRG al bezig met de voorbereidingen van het OTTO experiment, afkorting van One Through, Then Out. Hierbij zijn ook het Paul Scherrer Institut (PSI)in Zwitserland en het Japanse onderzoeksinstituut JAERI betrokken. Doel hiervan is om het omzetten van plutonium veel efficiënter te laten verlopen dan met zogenoemde MOX-elementen, de combinatie van uranium en plutonium. Dit kan door kleine bolletjes plutonium in de matrix
van een stabiel, inert materiaal te stoppen. Voor het OTTO-experiment beproefden NRG en PSI zeven materialen, zoals zirkoniumoxide en spinel (MgAl2O4), op hun fysisch-chemische en materiaaleigenschappen, stabiliteit en bestendigheid tegen hoge temperaturen. De preparatie van de splijtstof in pellets en poeders gebeurde deels in het actiniden-laboratorium van NRG in Petten, deels in Zwitserland. Deze splijtstof werd vervolgens
in de HFR bestraald van oktober 2000 tot december 2002. Het nabestralingsonderzoek
gebeurt momenteel in het naburige hot-cell laboratorium en moet in 2004 zijn voltooid. Daarbij onderzoekt NRG onder andere de effecten van de opbrand en de stralingsschade in de splijtstoftabletten. “De onderzochte inerte oxiden zijn chemisch stabiel, goed bestand tegen hoge temperaturen en worden zelf niet radioactief.”, aldus dr. Ronald Schram, productmanager van NRG. 'Bovendien hebben we in Europa veel ervaring met oxiden. Als
beste materiaal kwam uiteindelijk zirkoniumoxide uit de bus.'
Vervolg in Zwitserland Volgens Versteegh zien de resultaten van het onderzoek er goed uit. 'We zijn erin geslaagd vijftig a zestig procent van het plutonium op te branden in de HFR. We hebben in het OTTO-experiment bewezen dat het een efficiënte methode is om plutonium versneld op te branden. Vandaar dat we nu op zoek gaan naar een commerciële kerncentrale om deze nieuwe techniek te beproeven. Daarbij denken we aan een van de
vijf Zwitserse kernreactoren omdat ook PSI erbij betrokken is. De Zwitserse elektriciteitsbedrijven zijn geďnteresseerd omdat zirkoniumoxide lijkt op MOX dat ze voor een deel in hun reactoren inzetten.' Bij NRG kijkt men nu naar het vervolgexperiment EFTTRA (Experimental Feasibility of Targets for TRAnsmutation), waarin zirkoniumoxide wordt ingezet voor de afbraak van americium. Het is de bedoeling dat EFTTRA zal worden
gesteund door de Europese Unie als onderdeel van het zesde Kaderprogramma. Maar volgens Versteegh is een beslissing hierover nog niet genomen.
|