Betonexpertise SCK CEN versterkt nucleaire veiligheid
Het SCK CEN draagt op verschillende manieren bij tot de safety case van de langetermijnuitbating (Long Term Operation – LTO) van kerncentrales. Eén van de aspecten die belangrijk zijn, is de veiligheidsbeoordeling van de betonstructuren in de centrale. Deze structuren kunnen worden aangetast door straling en zijn ook onderhevig aan veroudering die specifiek is voor massieve betonstructuren. Het SCK CEN-betonteam heeft onlangs zijn bijdrage geleverd aan het Europese onderzoeksinitiatief ACES, dat de LTO van bestaande nucleaire faciliteiten ondersteunt.
Naar een langere levensduur van onze kerncentrales
Het werk dat binnen het ACES-project samen met onze Europese partners is uitgevoerd, heeft bijgedragen aan
- State-of-the-art van kwantitatieve beoordeling van veroudering van betonnen structuren, systemen en componenten in kerncentrales
- Corrosiebeoordeling van ingebedde voeringen in beton
- Karakterisering, voorspelling en monitoring van interne zwellingsreacties in beton
- Vertraagde spanningen van insluitingsgebouwen in operationele en ongevalsomstandigheden
- Beoordeling van de prestaties van bestraald beton
Bij SCK CEN droegen we bij aan de eerste vier werkpakketten van ACES en we leidden het eerste werkpakket. De basis voor meer flexibele, kosteneffectieve en wetenschappelijk onderbouwde verouderingsbeheerprogramma's in de nucleaire sector is dus gelegd. We kijken ernaar uit om verder bij te dragen aan de LTO-uitdagingen in België en Europa, nu en in de toekomst!
ACES in een notendop
Het ACES-project (Assessment of Safety Performance of Concrete Structures), dat in april 2025 werd afgerond, is een Europees onderzoeksinitiatief gericht op het verbeteren van de veiligheid en levensduur van kerncentrales. Het primaire doel is om de resterende wetenschappelijke en technologische uitdagingen aan te gaan die verband houden met veroudering en degradatie van veiligheidskritische betonnen infrastructuren.
Door experimentele en theoretische benaderingen uit verschillende disciplines te combineren, onderzoekt ACES belangrijke verouderingsmechanismen - zoals stralingseffecten, ISR en corrosie - en hun invloed op de structurele integriteit van nucleaire faciliteiten. Het project maakt gebruik van geavanceerde test- en modelleringstechnieken op verschillende materiaalschalen om de nauwkeurigheid van veiligheidsbeoordelingen te verbeteren.
Uiteindelijk wil ACES de werking van bestaande kerncentrales op lange termijn ondersteunen en het ontwerp van toekomstige reactoren sturen door gevalideerde, realistische methoden te leveren voor het evalueren van betonprestaties onder operationele omstandigheden.
LLeeeess hhiieerr mmeeeerr oovveerr hheett AACCEESS pprroojjeecctt
Deep dive: wat zijn interne zwellingsreacties?
Interne zwellingsreacties (ISR) zijn belangrijke degradatiemechanismen voor cement gebaseerde toepassingen. ISR zijn pathologieën die mogelijk zwelling kunnen veroorzaken, wat leidt tot scheurvorming en zo de prestaties van het materiaal op korte of lange termijn beïnvloeden. Binnen het ACES-project heeft het SCK CEN het complexe probleem bestudeerd op verschillende ruimtelijke en temporele schalen. Modellering en experimentele resultaten hebben ervoor gezorgd dat we de thermisch-chemisch-mechanische interactie van deze ISR veel beter begrijpen. De resultaten kunnen gebruikt worden om kritieke indicatoren te bepalen die het potentiële risico in verband met ISR-mechanismen in betonnen reactorstructuren zouden aantonen.
Wat is LTO en waarom wordt het steeds belangrijker?
Long-Term Operation (LTO) verwijst naar de voortgezette exploitatie van kerncentrales na hun oorspronkelijk geplande ontwerplevensduur, meestal 30 tot 40 jaar, met behoud van een hoog niveau van veiligheid, betrouwbaarheid en prestaties. Volgens de IAEA en het NEA is LTO een strategische benadering die een duurzaam gebruik van de bestaande nucleaire infrastructuur garandeert en bijdraagt aan energiezekerheid en klimaatdoelstellingen.
Om in aanmerking te komen voor LTO moet een centrale rigoureuze veiligheidsbeoordelingen en -upgrades ondergaan, waarbij de nadruk ligt op de integriteit van belangrijke structuren, systemen en componenten (SSC's). Betonnen constructies, zoals reactorgebouwen en bassins voor verbruikte splijtstof, zijn kritisch vanwege hun rol in het afschermen van straling en het garanderen van structurele stabiliteit.
Onderzoek naar het verouderingsgedrag van deze betonnen elementen is essentieel voor LTO. Het helpt exploitanten en regelgevers te bepalen of een centrale veilig elektriciteit kan blijven opwekken voor een langere periode - vaak wel 60 jaar of meer - zonder de veiligheidsmarges in gevaar te brengen.
