China heeft een belangrijke mijlpaal bereikt in de wereld van kernenergie met de succesvolle demonstratie van een meltdown-proof kernreactor. Deze nieuwe technologie, ontwikkeld door onderzoekers aan de Tsinghua Universiteit, heeft het potentieel om de kernenergie-industrie wereldwijd te transformeren.
Sinds de ramp bij Fukushima in 2011, waarbij een kernreactor smolt door het falen van het koelsysteem, is er een dringende behoefte ontstaan aan veiliger kernreactortechnologieën. Het antwoord van China op deze behoefte is de High-Temperature Gas-Cooled Reactor Pebble-Bed Module (HTR-PM), een type reactor dat passief veilig is en zichzelf kan afkoelen zonder externe hulp.
Hoe werkt een Pebble-Bed Reactor?
In tegenstelling tot conventionele kernreactoren die gebruikmaken van brandstofstaven met een hoge energiedichtheid, maakt de HTR-PM gebruik van talloze ‘kiezelstenen’ met een lagere energiedichtheid. Deze steentjes, bestaande uit uranium omhuld door grafiet, verspreiden overtollige warmte efficiënter, waardoor natuurlijke koelprocessen zoals geleiding en convectie de reactor kunnen afkoelen zonder noodstroomsystemen.
Volgens kernfysicus Zhe Dong van de Tsinghua Universiteit biedt deze aanpak twee belangrijke voordelen: “De nucleaire splijtingsreactie verloopt veel trager dan bij een conventionele reactor en kan een hogere temperatuur voor langere tijd weerstaan. Bovendien wordt de overtollige hitte over een groter brandstofoppervlak verspreid, waardoor het passief kan worden gekoeld.”
Succesvolle demonstratie en toekomstplannen
De HTR-PM reactor in de provincie Shandong begon in december 2023 met commerciële operaties. Om de passieve veiligheid van de reactor te bewijzen, schakelden onderzoekers beide modules uit terwijl ze op volle kracht werkten. Binnen 35 uur na de uitschakeling had de reactor een stabiele temperatuur bereikt zonder enige externe koeling. Dit bevestigde dat de reactor zichzelf veilig kan uitschakelen en afkoelen in geval van een noodsituatie.
Mamdouh El-Shanawany, een kerngeleerde die eerder werkzaam was bij het Internationaal Atoomenergieagentschap, benadrukt de veiligheid van het systeem: “Het koelsysteem is niet afhankelijk van ingewikkelde technologie, wat het erg veilig maakt.”
Impact op de kernenergie-industrie
Hoewel de HTR-PM-reactor niet retroactief op bestaande kerncentrales kan worden toegepast, opent het de deur naar de bouw van nieuwe, veiliger kernreactoren wereldwijd. Dit kan de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen verminderen en bijdragen aan een duurzamere toekomst.
China’s ambitieuze project markeert een belangrijke stap in de evolutie van kernenergie, en de rest van de wereld kijkt geïnteresseerd toe. Zoals El-Shanawany suggereert, zouden andere landen deze technologie kunnen overwegen voor hun toekomstige reactoren, mits grondige en precieze metingen worden verricht tijdens de koelprocessen.
