VS moderniseert verouderde lithiumfabriek voor kernwapenvoorraad

Het Amerikaanse kernwapenarsenaal draait deels op nauwkeurig bewerkte onderdelen van lithium. De fabriek die dit materiaal al tientallen jaren wint, zuivert en machinaal bewerkt, staat in het Y-12 National Security Complex in Tennessee. Die installatie is inmiddels ouder dan haar geplande levensduur. De Amerikaanse National Nuclear Security Administration (NNSA), onderdeel van het ministerie van Energie, heeft daarom techbedrijf BWX Technologies (BWXT) gevraagd een ontwerp te maken voor vervangende apparatuur.

Lithium is lastig materiaal

Lithium is om meerdere redenen een lastig metaal om mee te werken. Het reageert heftig met vocht, kan spontaan corroderen aan gewone lucht en vormt bij blootstelling aan vochtigheid direct een brandgevaar. Bovendien is zuiver lithium een zacht metaal, wat precisiebewerking bemoeilijkt. Om al deze risico's te beheersen, moet de nieuwe apparatuur alle bewerkingsstappen volledig afschermen van de buitenlucht.

Alles in één afgesloten module

Het ontwerp dat BWXT nu uitwerkt heet de Machining and Inspection Module. Binnen deze module werken computergestuurde machines in een zogeheten inerte atmosfeer: een gecontroleerde ruimte zonder zuurstof of vocht, zodat het lithium niet kan reageren met de omgeving. Onderdelen worden er tot op microscopisch niveau bewerkt. Daarna controleren technici de dichtheid en vorm van elk onderdeel met niet-destructief onderzoek, waarbij sensoren het materiaal beoordelen zonder het aan te raken of te beschadigen. Door alles in één afgesloten eenheid onder te brengen, blijft metaalstof bovendien gescheiden van de chemische processen elders op het terrein.

BWXT kreeg voor de eerste ontwerpfase, die vier maanden duurt, zo'n vier miljoen dollar. Een concurrerend bedrijf werkt tegelijkertijd aan een alternatief plan. Na afloop kiest de NNSA één van de twee ontwerpen om verder uit te werken tot een definitief bouwcontract. BWXT werkt hierbij samen met onder meer Edgewater Technical Associates, Evans General Contractors, Process Engineering Associates en Merrick & Company.

Ook actief in kernreactoren voor het leger

Het lithiumproject loopt gelijktijdig met een andere grote militaire opdracht die BWXT dit jaar binnenhaalde. In augustus won het bedrijf een contract binnen het Janus-programma, een initiatief van het Amerikaanse leger en de Defense Innovation Unit. Doel is het bouwen van verplaatsbare kernreactoren die legerbases onafhankelijk maken van het gewone stroomnet. BWXT levert hiervoor zijn Advanced Nuclear Reactor, een hogetemperatuur-gaskoelreactor die op hete heliumgas draait. De reactorkern gebruikt TRISO-splijtstof: uranium omhuld door vier keramische beschermlagen die extreme hitte kunnen doorstaan zonder actieve koelpompen. Voor dit project onderzoekt BWXT momenteel een geschikte locatie bij Fort Campbell en start het de productie van de keramische brandstofkorrels op.