Overslaan en naar de inhoud gaan

Reactorvat MYRRHA wordt slanker

Vernieuwd ontwerp combineert veiligheid en economische haalbaarheid

SCK CEN - Highlights - Inhoudstafel (2021)

Vier meter korter en twee meter smaller. Het vernieuwde ontwerp van de MYRRHA-onderzoeksreactor is niet alleen kleiner, maar ook economisch gunstiger en aanzienlijk veiliger. “Deze revisie brengt ons weer een stap dichter bij de realisatie van MYRRHA”, klinkt het.

SCK CEN - Jaarverslag Highlights (2021)

Goede wetenschap vraagt tijd: tijd om na te denken, ideeën te laten rijpen en veelvuldig te testen. Soms moeten wetenschappers en ingenieurs hun concept bijstellen en gedane kwalificatietesten hernemen. Dat geldt des te meer, wanneer ze zich op onontgonnen terrein begeven. Dat weet ook Rafaël Fernandez. De ingenieur van SCK CEN tekent samen met zijn team het ontwerp van MYRRHA uit, ’s werelds eerste door een deeltjesversneller aangedreven onderzoeksreactor. De kern zal niet gekoeld worden met water, maar met een vloeibaar metaal. “Lood-bismut”, preciseert Fernandez. “Een innovatieve installatie vraagt innovatieve materialen. We moeten zeker zijn dat elk gebruikt materiaal of elk gekozen onderdeel in ons reactorontwerp de omstandigheden in de onderzoeksreactor zonder problemen aankan. We hebben een uitgebreid R&D-programma om elk ontwerpaspect in de praktijk te toetsen: gaande van veiligheid tot economische haalbaarheid en zelfs logistiek. Met die kennis stellen we ons ontwerp systematisch bij.”

Vorig jaar werkten de ingenieurs revisie 1.8 af. Dat ontwerp biedt een antwoord op alle veiligheidseisen en verbeterpunten, die het onderzoeksprogramma bij revisie 1.6 signaleerde. “Het komende jaar moet uitsluitsel brengen of het finale ontwerp nu op tafel ligt. We zullen namelijk de nieuwe onderdelen aan uitgebreide testen onderwerpen, vertelt collega-ingenieur Graham Kennedy. Een finaal ontwerp is dus in zicht.

Door het ontwerp te veranderen, verbeterden we de veiligheid aanzienlijk
en konden we de kosten reduceren.
Rafaël Fernandez
SCK CEN - Jaarverslag Highlights - Reactorrevisie MYRRHA (2021)

Verregaande verbetering

Welke wijzigingen hebben de onderzoekers eigenlijk doorgevoerd? “Eerst en vooral hebben we het reactorvat slanker gemaakt. In hoogte kromp het met circa vier meter, in diameter slonk het met bijna twee meter. Die wijziging was nodig om het reactorvat in zijn geheel van de fabrikant naar SCK CEN te kunnen transporteren”, aldus ingenieur Graham Kennedy. “Er is 200 kubieke meter minder lood-bismut nodig om het reactorvat te vullen, wat het economisch gunstiger maakt.”

De uitdaging bestond erin om die verkleining met de veiligheidseisen te laten rijmen. De ingenieurs moesten in een kleiner reactorvat grotere warmtewisselaars kwijt om een minder efficiënt warmteoverdrachtsproces te compenseren. Rafaël Fernandez legt uit: “Het lood-bismut geeft zijn warmte af aan het water dat door de buizen van de warmtewisselaars stroomt. In dit ontwerp kregen die buizen een dubbele wand. Die dubbele wand is een extra veiligheidsmechanisme, dat we hebben ingebouwd. Hij moet voorkomen dat bij een eventuele breuk het water en lood-bismut mengen en door die reactie bepaalde radioactieve producten verdampen. Een dubbele wand vermindert warmte-overdracht. Dat is net de reden waarom we in huizen ramen met dubbelglas plaatsen, maar in de MYRRHA-onderzoeksreactor willen we net koelen in plaats van warmte vasthouden.”

SCK CEN - Jaarverslag Highlights - Reactorrevisie MYRRHA (2021)

Veiligheid

De ingenieurs slaagden erin de ingewikkelde puzzel te leggen. “De inbreng van collega’s die elk een andere achtergrond hebben en met een andere bril het gegeven bekeken, maakt dat we erin geslaagd zijn. Meer nog, we hebben het beste van twee werelden kunnen combineren. Door het ontwerp te veranderen, verbeterden we de veiligheid aanzienlijk en konden we de kosten reduceren. En soms hebben we oude concepten moeten lossen. Zo zijn we van twee brandstofbehandelingsmachines naar één gegaan, en hebben we thermische spanningen kunnen verkleinen door het diafragma-ontwerp aan te passen. Het diafragma is een tussenwand die het relatief koude lood-bismut onder hoge druk van het warme koelmiddel onder lage druk scheidt.” In een volgende stap zullen de ingenieurs het ontwerp van het reactorvat aan de secundaire systemen en hulpsystemen koppelen.

SCK CEN - Jaarverslag Highlights (2021)

Klimmen naar het hoogste niveau

Het beste uitzicht komt na de zwaarste klim. Die uitspraak die elke bergbeklimmer bekend in de oren klinkt, geldt ook voor ambitieuze projecten als MYRRHA. Dergelijke innovatieve installaties vragen in de ontwikkelingsfase een uitgebreider R&D-programma, maar geven oprecht een positief vooruitzicht. Meer nog: zij zijn de sleutel voor maatschappelijke uitdagingen. Mijn felicitaties aan het team dat die unieke ‘sleutel’ ontwerpt en de bouw van MYRRHA realiseert.

Hamid Aït Abderrahim
Adjunct-directeur-generaal en directeur van MYRRHA

Deel deze pagina