Klimaat & energie › SMR's & next-gen kernenergie
Amerikaans microreactorbedrijf Ampera ontwikkelt thoriumbrandstof met kernlab LLNL
Het Amerikaanse bedrijf Ampera gaat samen met het Lawrence Livermore National Laboratory een nieuwe productiemethode ontwikkelen voor thoriumkernen in kernbrandstof. Met een techniek die vloeibaar metaal in druppels spuit, moeten uniforme bolletjes thorium ontstaan voor gebruik in compacte kernreactoren.
Het Amerikaanse bedrijf Ampera Inc, dat compacte kernreactoren ontwikkelt, is een samenwerking aangegaan met het Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) om een nieuwe manier te vinden om kernbrandstof te maken. Het project heet Thunder, een afkorting voor Thorium Unimodal Droplet Ejection for Reactors. Doel is om op grote schaal en tegen lagere kosten uniforme bolletjes thorium-232 te produceren voor gebruik in TRISO-splijtstof.
Metaaldruppels als basis voor brandstofkorrels
De kern van het project is een techniek die liquid-metal-jetting heet: vloeibaar metaal wordt in kleine, gelijkmatige druppels gespoten die vervolgens stollen tot bolvormige korrels. LLNL-onderzoeker Viktor Sukhotskiy bouwde eerder al een prototype van deze machine binnen het zogeheten PowderJet-project. Ampera en LLNL gaan die techniek nu verder testen en optimaliseren, specifiek voor thorium als grondstof. Daarbij kijken de partijen naar computersimulaties, de juiste materialen voor spuitmondjes, verwerking bij hoge temperaturen en veilige omgang met radioactief materiaal.
Als de methode werkt, kan Ampera de korrels straks zelf produceren in plaats van ze in te kopen. Dat past bij de strategie van het bedrijf om de hele toeleveringsketen voor kernbrandstof in eigen hand te krijgen, van grondstof tot reactor.
Compacte reactoren die decennia meegaan
Ampera bouwt zogeheten subkritische microreactoren op basis van thorium. Deze systemen zijn klein genoeg om in een container te vervoeren, maar kunnen volgens het bedrijf tot dertig jaar stroom leveren zonder dat de brandstof hoeft te worden ververst. Anders dan bij gewone kernreactoren houdt een externe neutronenbron de kernreactie op gang en onder controle, wat volgens Ampera extra veiligheid oplevert. De microreactoren zijn bedoeld voor datacenters, de industrie, defensie en de scheepvaart.
Ampera zet ondertussen ook stappen op andere fronten. Het bedrijf haalt thorium uit Australië via een eigen dochterbedrijf, Ampera Australia, en diende begin dit jaar een aanvraag in bij de Amerikaanse toezichthouder NRC om het goedkeuringstraject voor zijn reactorontwerp te starten. In april sloot het bedrijf bovendien een samenwerking met de Monegaskische rederij Scorpio Tankers om microreactoren voor schepen te ontwikkelen. Het hoofdkantoor van Ampera staat sinds april in Florida, waar het bedrijf ook een fabriek voor thorium-TRISO-korrels wil bouwen. Voor de fabricage van reactoronderdelen gebruikt Ampera daarnaast geavanceerde additieve fabricage, oftewel 3D-printen.
Achtergrond & begrippen
Wat betekent dit voor de toekomst? Een betrouwbare, binnenlandse productiemethode voor thoriumbrandstof kan compacte kernreactoren sneller en goedkoper maken, wat de opmars van kleine, flexibele energiebronnen voor onder meer datacenters en de industrie kan versnellen. Het vermindert bovendien de afhankelijkheid van geïmporteerde splijtstof, wat voor westerse landen strategisch steeds belangrijker wordt.
- TRISO-splijtstof
- Een type kernbrandstof waarbij korrels splijtstof zijn omgeven door meerdere beschermende laagjes, wat ze extreem hittebestendig en veilig maakt.
- Thorium
- Een licht radioactief metaal dat als alternatief voor uranium kan dienen in kernreactoren.
- Microreactor
- Een compacte kernreactor, klein genoeg om te vervoeren, die op kleine schaal energie kan leveren.
- Additieve fabricage
- Een productietechniek waarbij onderdelen laag voor laag worden opgebouwd, ook wel 3D-printen genoemd.
- Liquid-metal-jetting
- Een techniek waarbij vloeibaar metaal in fijne, gelijkmatige druppels wordt gespoten die stollen tot bolvormige korrels.
- Subkritisch reactorsysteem
- Een kernreactor die niet zelfstandig een kettingreactie in stand houdt, maar afhankelijk is van een externe neutronenbron om te functioneren.
- NRC
- De Amerikaanse Nuclear Regulatory Commission, de toezichthouder die nieuwe kernreactorontwerpen moet goedkeuren.
Bronnen
Dit artikel is met behulp van AI geschreven op basis van bovenstaande bronnen en is geen letterlijke vertaling. Zo werkt onze redactie.
