Overslaan en naar de inhoud gaan

Deeltjesversnellers

Geen spontane kettingreactie

Een reactorkern is gevuld met uranium-235-atomen. Elk uraniumatoom bestaat uit een kern met protonen en neutronen, waarrond een aantal elektronen zwermen. Zodra een neutron een uraniumatoom raakt, kan die uit elkaar vallen. Dat proces noemt kernsplijting. Bij kernsplijting komen nieuwe neutronen vrij, die op hun beurt andere kernen raken. Zo ontstaat een kettingreactie. Reactoren die door een deeltjesversneller worden aangedreven, beter bekend als Accelerator Driven Systems, hebben echter een subkritische kern. Dat betekent dat de kern niet voldoende splijtbaar materiaal heeft om de kettingreactie spontaan in gang te houden. Daarom moet ze voortdurend gevoed worden met neutronen: die neutronen worden via een deeltjesversneller aangemaakt. De deeltjesversneller zal een protonenbundel versnellen om uiteindelijk op een spallatiedoelwit in het hart van de reactorkern af te vuren. Bij die inslag komen neutronen vrij, die de splijtingsreactie zullen onderhouden.

MYRRHA - SCK CEN (2019)

Veilige technologie

Het is dus de deeltjesversneller die de kettingreactie in gang zet en ook in stand houdt. Dat maakt de technologie veilig en eenvoudig te controleren. Door de deeltjesversneller uit te schakelen, stopt de kettingreactie automatisch. De reactor valt binnen een miljoenste van een seconde stil. SCK CEN zet zijn schouders onder die technologie door de bouw van MYRRHA (Multi-purpose hYbrid Research Reactor for High-tech Applications). MYRRHA is een veelzijdige onderzoeksinfrastructuur, maar bovenal een unicum. Het is ’s werelds eerste onderzoeksreactor die door een deeltjesversneller wordt aangedreven.

Dat spreekt me aan: de uitdaging om de meest betrouwbare versneller ter wereld te bouwen.
Angélique Gatéra

Versneller met Europese kleuren

Om de grootste betrouwbaarheid te verzekeren, kozen de wetenschappers van SCK CEN in het ontwerp van MYRRHA voor een lineaire versneller (linac). Een linac kan ontworpen worden met minder onderbrekingen  in de protonenstroom van de bundel dan een cyclotron. De versneller heeft een lengte van bijna 300 meter, zodat de bundel voldoende energie kan bereiken.  MYRRHA zal in drie fasen gebouwd worden. In de eerste fase wordt een deeltjesversneller tot een energie van 100 MeV gebouwd. Dat gedeelte, gekoppeld aan experimentele bestralingsstations, luistert naar de naam ‘MINERVA’.  “MINERVA is in volle ontwikkeling. Bedoeling is om de installatie in 2027 in werking te stellen, met de ontwikkeling van innovatieve, medische radio-isotopen van start te gaan en fundamenteel onderzoek in fysica uit te voeren. De installatie zal op de site in Mol gebouwd worden, maar de ontwikkeling ervan verloopt in verschillende stappen. Verscheidene componenten werden eerst in Grenoble getest en nadien naar België overgebracht om ze daar – in het Cyclotron Resource Centre in Louvain-la-Neuve (UCLouvain) – weer in elkaar te zetten. De MINERVA-versneller zal uiteindelijk 100 MeV aan protonen leveren, maar de opstelling in Louvain-la-Neuve beperkt zich tot 5,9 MeV.

Deel deze pagina