SMELD: een nieuwe mijlpaal en de weg vooruit

Gezocht: partners en potentiële samenwerkingen

Het SMELD-team van SCK CEN heeft samen met CRM Group op korte tijd veel bereikt. Sinds de start in maart 2024 is expertise verworven in het smelten van nucleaire metalen en werd de infrastructuur gebouwd, met als eerste stap de levering en implementatie van twee labovens voor zowel warm als koud O&O, zoals verder in dit artikel uitgelegd. Het project loopt tot midden 2026, maar we kijken nu al naar de toekomst. We hebben ons tot doel gesteld om tegen die tijd volledig functionerende warme en koude laboratoriumovens te hebben en een koud inbedrijfgestelde oven op proefschaal [link naar paragraaf proefschaal], om onze inspanningen op te schalen. Na die mijlpalen willen we onze proefinstallatie heet in bedrijf stellen en beginnen met de exploitatie van deze grootschaligere kernsmeltinstallatie, waarbij we onze inspanningen naar een nog hoger niveau willen tillen met strategische partnerschappen en gezamenlijke onderzoeksinitiatieven. De O&O-infrastructuur die tijdens het SMELD-project is ontwikkeld, zal dienen als hoeksteen voor toekomstige ontwikkelingen in de optimalisering van smeltprocessen, van laboratoriumonderzoek tot proef- en opschalingsfasen, wat uiteindelijk zal leiden tot verbeterde industriële smeltprocessen. 

Daarnaast wil SMELD graag meewerken aan het definiëren van vrijgavecriteria en het vaststellen van kwaliteitscontrolenormen, waaronder karakterisering van lage activiteit, om de voortdurende verbetering en efficiëntie van smelttechnologieën te garanderen. Die gezamenlijke aanpak wil innovatie stimuleren en de ontwikkeling van duurzame, hoogwaardige smeltoplossingen ondersteunen.

Het SMELD project na 1 jaar

Lees de details van het project hier na.

Laten we het over details hebben: SMELD, State-of-the-art MEtal MElting Limiting waste during D&D, maakt de weg vrij voor een efficiëntere verwijdering van radioactieve elementen uit metalen afkomstig van buiten bedrijf gestelde nucleaire faciliteiten. Het doel van het project is om nieuwe technieken te ontwikkelen die de prestaties van de huidige generatie metaalsmelttechnologieën overtreffen. De huidige ovens voor het smelten van radioactieve metalen op de markt hebben hun grenzen wat betreft het soort materiaal dat ze kunnen smelten en het niveau van radioactiviteit dat ze aankunnen. In het algemeen wordt verwacht dat de buitenbedrijfstellingsactiviteiten in Europa de komende 15 jaar enorm zullen toenemen. Daarom willen we vooroplopen bij het verbeteren van deze technologie, om een circulaire economie te bevorderen door veilige metaalrecycling mogelijk te maken, radioactief afval te verminderen, en tegelijkertijd de totale afvalkosten van buitenbedrijfstelling te verlagen. Het SMELD-team heeft hard gewerkt aan de implementatie van ovens en bijbehorende infrastructuur om O&O mogelijk te maken, variërend van kleine laboratoriumtests tot tests op proefschaal. 

Laboratoriumovens onderweg

In de loop van 2025 zullen onze SMELD-ovens op laboratoriumschaal worden geleverd. Ze zijn ontworpen voor koude en warme O&O en zullen worden gebruikt voor onderzoek naar het smelten van radioactief metaal.

De ovens zijn uitgerust met meerstappenprocesbesturing en bieden geavanceerde mogelijkheden voor een breed scala aan toepassingen. Deze op maat gemaakte buisovens zijn ontworpen om temperaturen tot 1800°C te bereiken en bieden nauwkeurige controle over verschillende atmosferen, wat ze geschikt maakt voor diverse onderzoeks- en industriële processen. Met een geïntegreerd systeem voor de behandeling van de afvoergassen en breukbeveiliging zorgen deze ovens voor veiligheid en milieuverantwoordelijkheid tijdens werkzaamheden bij hoge temperaturen. Ze kunnen naadloos worden gekoppeld aan analytische hulpmiddelen en karakteriseringsapparatuur, waarmee realtime monitoring en analyse mogelijk worden. Bovendien vergroot de aanwezigheid van een quenchzone de veelzijdigheid van het proces door snelle koeling mogelijk te maken, terwijl het flexibele mechanisme voor het aanvoeren van additieven de gecontroleerde toevoeging van verschillende materialen mogelijk maakt. De ovens zijn ook uitgerust met gespecialiseerde manipulatiemechanismen voor een robuuste besturing van complexe metallurgische processen. Samen maken die eigenschappen de laboratoriumovens tot een essentieel hulpmiddel voor de SMELD-onderzoekers en maken ze nauwkeurige, flexibele en veilige experimenten mogelijk.

Op weg naar een piloot installatie: opschaling naar industriële toepassingen 

Het opschalen naar een proefinstallatie is begonnen met een voorbereidend onderzoek om de technische vereisten vast te leggen voor de proefoven, om de ovenspecificaties af te stemmen op de noden van de markt op het gebied van O&O. Op dit moment bevindt het project zich in de pre-licentiefase, waarbij wordt voldaan aan alle regelgevende en veiligheidsnormen die nodig zijn voor de volgende ontwikkelingsfasen. Bij de selectie van de optimale oventechnologie ligt de nadruk op het maximaliseren van de flexibiliteit van de werking.

De faciliteit krijgt twee ovens om zowel processen op onderzoeksschaal als processen op industriële schaal te ondersteunen. Die ovens worden op maat gemaakt om O&O op labschaal op grotere schaal te valideren en procesparameters te optimaliseren. 

1. De compacte proefinstallatie, die enkele honderden kilo's kan verwerken, zal zich richten op het opschalen van onderzoek, met de nodige flexibiliteit om O&O op laboratoriumschaal op grotere schaal te valideren en de procesparameters te optimaliseren;
2. terwijl de representatieve proefinstallatie (die enkele tonnen verwerkt) de bruikbaarheid van het proces op een industrieel relevantere schaal zal beoordelen.

Door beide schalen op te nemen, is de proef zo flexibel mogelijk. Dat maakt duurzame smeltprocessen en effectieve O&O van laboratorium- tot industriële schaal mogelijk. Met die activiteiten wil het project de financiële levensvatbaarheid op lange termijn bevorderen en potentiële partners in de sector van radioactief afval of buitenbedrijfstelling aantrekken.