Japan heeft besloten zijn enige snelle kweekreactor definitief te ontmantelen. De Monju-reactor ligt overigens al lange tijd stil. Rusland is nu nog het enige land met een functionerende snelle kweekreactor.
De beslissing om de Monju Prototype Fast Breeder Reactor te ontmantelen werd eind december genomen, aldus Japanse media. De Japanse ministerraad kwam tot de conclusie dat upgraden naar het veiligheidsniveau waar centrales na de ramp bij Fukushima aan moeten voldoen veel te duur zou zijn.
Veel plezier heeft Japan niet beleefd aan zijn eerste prototype kweekreactor met een vermogen van 246 MW. Ruim zes maanden na de start in 1994 lekte zo’n 700 kg van het koelmiddel natrium weg uit het secundaire circuit. Vervolgens viel bij de herstart in 2010 de installatie die de brandstofstaven vervangt in het reactorvat, waarna nooit meer een opstart volgde.
De snelle kweekreactor
Een snelle kweekreactor is in staat nieuw splijtbaar materiaal te produceren terwijl hij in werking is en energie levert. De neutronen in de reactor hebben een hogere snelheid dan in de gebruikelijke kernreactoren – vandaar het voorvoegsel ‘snelle’.
De snelle neutronen worden in groten getale ingevangen door het gewone U-238, waarbij het niet-natuurlijke element plutonium-239 ontstaat. Pu-239 is splijtbaar op dezelfde manier als U-235. Een kweekreactor kan per tijdseenheid meer van deze nieuwe splijtstof produceren dan hij verbruikt.
Om te zorgen dat de kettingreactie in stand blijft, moet de oorspronkelijke splijtstof wel een verrijkingsgraad van 20 % hebben. Water is hier niet geschikt als koelmiddel, aangezien het neutronen zou vertragen en invangen. Meestal vervullen vloeibare metalen als natrium de rol van koelmiddel.
Probleem van dat vloeibare natrium is dat het spntaan ontbrandt als het met lucht in aanraking komt en hevig reageert met water. Het gebruik van het vloeibare metaal stelt dan ook zeer hoge eisen aan de afdichting van het vaak complexe leidingensysteem dat bij een temperatuur van honderden graden moet opereren.
Dertig jaar
De ontmanteling gaat zo’n 30 jaar duren en kost naar schatting 375 miljard yen (3 miljard euro). Het grootste deel daarvan is nodig voor onderhoud gedurende de nog resterende tijd.
De Japanse regering benadrukte dat ze vast wil houden aan het idee van de snelle kweekreactor. Er komen nieuwe onderzoeksprogramma’s. Aangezien Japan zelf niet over uraniumbronnen beschikt wil het zich blijven voorbereiden op een nucleaire toekomst, aldus de president van het Japanse Forum van de Nucleaire Industrie JAEA.
Kalkar en Superphénix
Eerder sneuvelden soortgelijke snelle kweekreactoren in West-Europa. Kalkar in het toenmalige West-Duitsland is nooit voltooid en werd in 1991 definitief geschrapt. De Franse Superphénix kwam in de jaren negentig wel in bedrijf, maar had te maken met zowel lekken van het natrium als storingen in het niet-nucleaire deel van de centrale. Uiteindelijk werd de installatie in 1998 gesloten. Frankrijk werkt momenteel aan het ontwerp van een geavanceerd type kweekreactor.
Beloyarsk Nuclear
De enige plek waar kweekreactoren wel succesvol opereren is in Rusland. De 600 MW grote BN-600 van het Beloyarsk Nuclear Power Station in het Oeraldistrict van Rusland uit de jaren tachtig heeft tot 2012 gewerkt als kweekreactor, overigens met vele incidenten van natriumlekkage. Momenteel wordt de reactor gebruikt om plutonium te verbranden.
De opvolger, de 800 MW grote BN-800, is sinds 2014 in gebruik en draaide onlangs voor het eerst op vol vermogen. Ook deze snelle kweekreactor reactor wordt vooral aangewend om het grote plutoniumoverschot van het Russische kernwapenarsenaal weg te werken. Rusland heeft plannen voor een nog grotere uitvoering van de kweekreactor, de 1200 MW grote BN-1200.
China en India zijn op dit ogenblik bezig met de ontwikkeling van een eigen snelle kweekreactor. In de VS circuleert nog steeds het plan voor de zogeheten Travelling Wave snelle kweekreactor (‘Veilige kernafvalvreter’), maar het bedrijf Terrapower wil nu eerst aan de slag met een zogeheten gesmolten zout reactortype.
Openingsfoto: de snelle kweekreactor Monju
Nieuwsbrief
Vond je dit een interessant artikel, abonneer je dan gratis op onze wekelijkse nieuwsbrief.