Loodgekoelde, snelle SMR in België
Demonstratiemodel van innovatieve SMR-LFR
SCK CEN doet al jarenlang onderzoek naar reactorconcepten van de toekomst. Sinds kort ook naar een geavanceerde Small Modular Reactor (SMR), een lead-cooled fast reactor of SMR-LFR. Gekoeld door lood kunnen zij een onmisbare schakel worden in een duurzame energievoorziening.
Samen met een ijzersterk, internationaal consortium willen we tegen 2035 een Belgisch demonstratiemodel bouwen van de allereerste loodgekoelde Small Modular Reactor.
Geavanceerde, loodgekoelde SMR:
Nieuwe generatie van nucleaire technologie
Samen met de consortiumpartners zetten we in op een innovatieve en geavanceerde SMR van de vierde generatie. Een loodgekoelde, snelle reactor of SMR-LFR.
We ontwikkelen –op vraag van de Belgische regering- nieuwe technologieën in kader van een meer duurzame implementatie van kernenergie en willen een antwoord bieden op de zorgen vanuit de maatschappij. Denk maar aan minder afval, veiligheid en efficiënter gebruik van grondstoffen.
💡 Meer weten over SMR's in het algemeen? Lees hier verder.
Wat is een snelle reactor?
In snelle reactoren wordt de kettingreactie onderhouden door snelle neutronen. Om de neutronen snel te houden, kan de reactorkern niet met water gekoeld worden. Lichte moleculen, zoals water, remmen neutronen namelijk af. Zware moleculen zoals natrium en lood komen wel in aanmerking als koelmiddel.
Het consortium kiest voor een SMR met lood als koelmiddel.
Lood-bismut is theoretisch gezien ook een optie maar bismut is te zeldzaam om een vloot van SMR’s uit te bouwen.
Waarom een snelle SMR?
Deze geavanceerde technologie heeft, vooral op het vlak van duurzaamheid en veiligheid, een aantal voordelen.
Veiligheid
In het ontwerp van SCK CEN wordt er ingezet op passieve veiligheidssystemen. Als de reactor stopt, voert de koelvloeistof de warmte vanzelf via natuurlijke circulatie af. Een bijkomende passieve veiligheid van het lood als koelmiddel in een SMR-LFR, is dat de reactor niet onder druk staat en dus geen drukverliesincidenten kunnen gebeuren.
Minder hoogradioactief afval & efficiënter grondstofgebruik
In een gesloten brandslofcyclus heeft een SMR-LFR een aantal voordelen ten opzichte van de traditionele, watergekoelde reactoren.
Snelle neutronen hebben, in vergelijking met thermische neutronen, een hogere kans om ook zware elementen (plutonium en ‘minor actinides’) te splijten Bovendien is het energierendement veel hoger omdat er uiteindelijk meer uranium-238 wordt gebruikt (na neutronenvangst en splijting van Pu-239) dan in watergekoelde reactoren. Een snelle reactor kan de uraniumgrondstof efficiënter gebruiken. Hij kan meer energie halen uit dezelfde beschikbare hoeveelheid splijtstof.
Een SMR-LFR heeft dankzij zijn werking in het snelle neutronenspectrum ook het potentieel om splijtstof die al een cyclus in een reactor meegedraaid heeft, en die normaal als afval beschouwd zou worden, opnieuw te gebruiken. Door deze recyclage kan gebruikte splijtstof opnieuw nuttig ingezet worden. Het volume en de radiotoxiciteit van het radioactieve afval wordt zo gereduceerd.
♻️ Meer weten over het recycleren van splijtstof?
IJzersterk consortium voor een vooruitstrevend project
In november 2023, in het bijzijn van Alexander De Croo, premier van België, Klaus Iohannis, president van Roemenië en vertegenwoordigers van de Italiaanse en Amerikaanse ambassade in België, werd een Memorandum of Understanding getekend tussen vijf internationale zwaargewichten in nucleaire technologieën met zware, vloeibare metalen werken. Sindsdien werkt het nieuwe consortium samen om de uitrol van deze innovatieve SMR's mogelijk te maken.
Ansaldo Nucleare, ENEA, RATEN, SCK CEN en Westinghouse Electric Company zullen samen systematisch alle vereisten afvinken om loodgekoelde kleine, modulaire reactoren succesvol te implementeren als duurzame, CO2-neutrale bron in een toekomstige energiemix. Een SMR-LFR kan naast elektriciteit immers ook waterstof en warmte produceren.
Van Belgische en Roemeense voorlopers tot commerciële uitrol
Aan de commerciële uitrol gaan uitgebreid onderzoek en intensief testen vooraf. Het consortium heeft een duidelijke visie uitgestippeld, gebaseerd op een stapsgewijze aanpak. Systematisch zullen de partners samen alle vereisten afvinken.
1. Kleinschalige reactor in Mol
Het begint bij de bouw van een kleinschalige reactor in Mol, België. Tegen 2035 zou het Belgisch demonstratiemodel van de allereerste loodgekoelde Small Modular Reactor klaar moeten zijn. Met die reactor willen de partners de technologische en bouwkundige aspecten ervan aantonen.
2. ALFRED
Een stap naar de volgende ontwikkelingsfase, de bouw van ALFRED in Pitești, Roemenië. Met ALFRED focussen de partners zich op de technische en economische haalbaarheid van toekomstige commerciële SMR’s. Deze fase van het project bouwt verder op het werk dat Ansaldo Nucleare, ENEA en RATEN onder de vlag van het FALCON-consortium hebben verricht.
3. Commercialisering
Het Westinghouse-design voor de SMR-LFR wordt het startpunt voor dit project. Het streefdoel is uiteindelijk een wereldwijde commercialisering, een commerciële uitrol met een time-to-market die zo kort mogelijk moet blijven.
Waar gaat het Belgische budget naartoe?
De opdracht en het budget van de regering zijn gericht op onderzoek en ontwikkeling. We willen in België een demonstratiemodel bouwen van deze loodgekoelde technologie in het licht van de industriële uitrol van SMR-LFR’s. Dat kunnen we niet alleen. We hebben de inbreng van de andere onderzoeksorganisaties en industriële partners nodig. We laten onze kennis samenvloeien met bestaande kennis en bestaande ontwerpen van de partners, en nemen zo meteen voorsprong in het project.
Het uiteindelijke doel is om loodgekoelde SMR’s op de markt te brengen en de samenleving zo een duurzame energieoplossing te bieden. Uiteraard wil elke partner, en bij uitbreiding België, de vruchten plukken van deze uiteindelijke oplossing.
Daarom is er nood aan een contract tussen de verschillende partners, met een duidelijke omschrijving van zowel de inbreng als de uiteindelijke opbrengsten. Momenteel bestaat er voor het consortium enkel een “non-binding” Memorandum of Understanding. Die willen we voor het einde van het jaar omzetten naar een document dat wel bindend is.