Teake Zuidema
De Chinese Nuclear Engineering Construction Corporation wil eind dit jaar de eerste commerciële hgtr (high-temperature, gas cooled) kernreactoren van de wereld opstarten. Een voormalige Duitse klokkenluider, Rainer Moorman, waarschuwt dat de Chinezen te veel vertrouwen hebben in de veiligheid van twee 105 MW pebble-bed reactoren.
Het concept van de pebble-bed reactor is in de jaren ’50 in Duitsland ontwikkeld door Rudolf Schulten. De splijtstof zit niet in staven, maar in bolletjes die iets kleiner zijn dan tennisballen. Iedere bal is gemaakt van hittebestendig grafiet en siliciumcarbid. De splijtstofdeeltjes zitten verspreid in de binnenste schil die gemaakt is van poreus grafiet.
De pebble-bed reactor heeft voordelen. Zo’n reactor opereert bij zeer hoge temperaturen, tot ongeveer 950 C, en kan daarbij waterstof produceren. Het uranium hoeft minder worden verrijkt dan bij conventionele kernreactoren. En de warmte wordt afgevoerd door watervrij helium dat geen corrosie kan veroorzaken
Het allergrootste pluspunt is dat een pebble-bed reactor inherent veilig is. Wanneer een bepaalde temperatuur wordt bereikt, loopt het aantal kernsplitsingen automatische terug waardoor de temperatuur weer daalt. Deze negatieve terugkoppeling maakt een meltdown onmogelijk. De reactor heeft dus geen actief koelsysteem nodig.
Er zijn in Duitsland, Japan en China prototypen getest van pebble-bed reactoren, maar de de eerste commerciële toepassing wordt nu een 210 MW htgr in de Chinese provincie Shandong. Daarna willen de Chinezen in Jiangxi een 600 MW centrale bouwen en een centrale in Saudi Arabië.
Rainer Moorman ontving in 2011 een Duitse klokkenluider prijs voor het publiceren van de problemen en ongelukken met de twee Duitse experimentele pebble-bed reactoren. Hij publiceerde eind augustus samen met de MIT-onderzoekers Scott Kemp en Ju Li een artikel in het tijdschrift Joule waarin ze waarschuwen dat de Chinezen extra veiligheidsmaatregelen moeten nemen.
Volgens het drietal is geen enkele kerncentrale immuun voor ongelukken. Ze vinden het onverstandig dat de pebble-bed reactoren in Shandong niet in een lekdicht betonnen omhulsel staan. Ze menen dat het mogelijk is dat er bij een ongeluk toch radioactieve ‘dust’ in de omgeving terecht zal komen. Daarnaast vinden ze de geplande bovengrondse opslag van de uitgewerkte splijtstof onveilig.
Moorman c.s. wijzen op allerlei onverwachte ontwikkelingen die zich voordeden in de twee experimentele Duitse pebble-bed reactoren. In de 15 MW avr, die opereerde tussen 1966 tot 1989, week de realiteit van de processen in de reactor steeds verder af van de computermodellen. Zo ontstonden er hot-spots in de reactor waarin de temperatuur opliep tot 1280 °C. Honderden ballen raakten beschadigd en lekten radioactief materiaal.
De drie auteurs doen aanbevelingen die het opstarten van de Chinese HTGR veiliger kunnen maken. Het is de vraag of de experts van de Nuclear Engineering Construction Corporation zich hier iets van zullen aantrekken. De Chinezen hebben sinds 2003 een 10 MW prototype pebble-bed reactor in operatie bij de Tsinghua Universiteit. Ze hebben dus volop de tijd gehad om het gedrag van zo’n reactor te bestuderen.
