BR2 krijgt laagverrijkt uranium als nucleaire brandstof
SCK CEN zet koers naar nieuwe wereldprimeur
De onderzoeksreactor BR2 zal in de toekomst op laagverrijkt uranium draaien. Door van nucleaire brandstof te wisselen, helpt SCK CEN de potentiële verspreiding van hoogverrijkt uranium – een mogelijk bestanddeel van kernwapens – tegen te gaan. Test na test stevent het nucleaire onderzoekscentrum op zijn doel af: een omschakeling in 2026. Dan wordt BR2 ’s werelds eerste onderzoeksreactor met hoogperformante brandstof op laagverrijkt uranium. Vandaag kregen nucleaire onderzoekers van SCK CEN een welverdiende schouderklop van de Verenigde Staten. Voor het eerst deden drie laagverrijkte testsplijtstofelementen – net als hun hoogverrijkte broertjes – dienst als echte brandstof voor de Belgische onderzoeksreactor.
BR2 is een van de krachtigste onderzoeksreactoren ter wereld. Hij speelt een vitale rol in de wereldwijde levering van medische radio-isotopen en het testen van nucleaire innovaties. De veelzijdige installatie draait al sinds zijn start in 1962 op hoogverrijkt uranium – een mogelijk bestanddeel van kernwapens. Het Belgische, nucleaire onderzoekscentrum SCK CEN plant om die splijtstof – de ‘brandstof’ van een reactor – te vervangen door een laagverrijkte variant. Door niet langer met hoogverrijkt uranium te werken, helpt het een potentiële verspreiding – proliferatie – van dat materiaal tegen te gaan. Zo helpt SCK CEN aan een meer minder proliferatiegevoelige kernbrandstof en dus tegelijk een meer veilige wereld.
Het nucleaire onderzoekscentrum SCK CEN ontwikkelt daarvoor in nauwe samenwerking met de Verenigde Staten een totaal nieuw splijtstoftype. Die splijtstof kan echter niet van vandaag op morgen in gebruik genomen worden. Aan de omschakeling gaan jaren van ontwikkeling, intensief testen en een uitgebreid veiligheidsdossier vooraf. SCK CEN moet immers aan het Federaal Agentschap voor Nucleaire Controle (FANC) – de nucleaire, regelgevende autoriteit in België – bewijzen dat de nieuwe splijtstoftype even veilig als de huidige splijtstof is. Daarbij komt dat de onderzoeksreactor ook met de nieuwe splijtstof dezelfde technische prestaties moet leveren.
Vandaag kan het nucleair onderzoekscentrum sterker bewijs op tafel leggen. “We hebben drie laagverrijkte testsplijtstofelementen in reële omstandigheden getest. Voor het eerst deden ze – net als hun hoogverrijkte broertjes – dienst als echte brandstof voor de reactor. Ze verbleven zestig dagen in reactorkern”, aldus Jared Wight, projectcoördinator bij SCK CEN. Met die test is een nieuwe horde in het ontwikkeltraject genomen. “Na elke cyclus controleren we alle splijtstofelementen grondig. Maandag krijgen we de resultaten van die test. We zijn nieuwsgierig, maar we verwachten dat de testsplijtstofstaven net als bij eerdere demonstratietesten in tact blijven, ook bij hoog vermogen.” Test na test stevent het nucleaire onderzoekscentrum SCK CEN recht op zijn doel af: een omschakeling naar laagverrijkt uranium in 2026.
Amerikaanse felicitaties voor komende wereldprimeur
Als alles volgens planning verloopt, zal het onderzoekscentrum in 2026 een zoveelste primeur op zijn palmares kunnen schrijven. “BR2 zou dan ’s werelds eerste onderzoeksreactor met hoogperformante brandstof zijn die overstapt van hoogverrijkt naar laagverrijkt uranium als splijtstof”, aldus Steven Van Dyck, reactormanager van BR2. Met die omschakeling helpt het nucleaire onderzoekscentrum het risico op een verspreiding van hoogverrijkt uranium te beperken.
Het Amerikaanse ministerie van Energie prees SCK CEN voor die belangrijke mijlpaal. “SCK CEN heeft twee reactorcycli met testsplijtstofstaven met laagverrijkt uranium tot een succesvol einde gebracht. Dat is een belangrijke mijlpaal. Het is de eerste keer dat die hoogperformante brandstof met laagverrijkt uranium gebruikt werd. En dat is een cruciale stap in de richting van de reactorconversie in 2026. Die vorderingen vormen een wereldwijd voorbeeld voor reactorconversies naar laagverrijkt uranium. Het toont aan dat we in staat zijn om onze non-proliferatiedoelstellingen te bereiken en tegelijk onze wetenschappelijke uitmuntendheid kunnen behouden”, feliciteert Corey Hinderstein, NNSA Deputy Administrator for Defense Nuclear Nonproliferation.
“Een overstap van hoogverrijkte naar laagverrijkte nucleaire brandstof maakt de wereld veiliger. Dat onderstreept het vitale belang van onderzoeksinstituten als het Belgische SCK CEN. Het jarenlange Amerikaans-Belgische partnerschap inzake nucleair onderzoek laat ons en de wereld toe om de vele uitdagingen van onze tijd aan te pakken. Denk bijvoorbeeld aan klimaatverandering, medische vooruitgang, energietransitie en ook non-proliferatie. Samen bouwen we aan een duurzamere en veiligere toekomst”, aldus Michael M. Adler, U.S. Ambassador to Belgium.
Uitdagende taak
De onderzoekers van SCK CEN mogen zichzelf een stevige schouderklop geven, want het was een uitdagende taak. “In hoogverrijkt uranium kunnen we bijna alle uraniumatomen splijten. Bij laagverrijkt uranium is slechts één op de vijf atomen splijtbaar. Toch moet de nucleaire brandstof hetzelfde kunnen presteren, zodat BR2 zijn vitale missie kan uitvoeren. Het is alsof een bestuurder de tank van zijn auto voor 20% met benzine, maar wel dezelfde afstand tegen dezelfde snelheid wil afleggen als met een volle tank”, vergelijkt Jared Wight.
Drie demonstratiefases in het ontwikkeltraject van een nieuw type splijtstof
De testsplijtstofelementen hebben al meerdere demonstratiefasen doorlopen. “We bevinden ons nu in de laatste demonstratiefase”, licht Jared Wight toe. In de eerste fase worden kleine stalen getest in gematigde omstandigheden. Dat betekent dat het vermogen van de reactor en de versplijtingsgraad – de mate waarin de splijtstof opgebrand is – beperkt blijft. In de tweede fase worden reële, individuele splijtstofplaten aan een hoger vermogen en hogere versplijtingsgraad blootgesteld. In de derde fase worden de splijtstofplaten in de toekomstige splijtstofelementen verwerkt en in reële omstandigheden getest. Door dat traject af te leggen, draagt SCK CEN actief en concreet bij aan de vermindering van het proliferatierisico. Elke stap in dat traject wordt nauw op de voet gevolgd door het Federaal Agentschap voor Nucleaire Controle (FANC).
Gerelateerde artikels
21 september '23
30 juni '23
31 maart '23