Met een studie naar mogelijke locaties voor kleine kernreactoren (SMR’s) wil de Vlaamse regering vaart zetten achter de comeback van kernenergie. Bij het nucleaire onderzoekscentrum SCK CEN in Mol komt alvast een demonstratiemodel van een innovatief type te staan: een snelle, loodgekoelde SMR.
Als het regent in Parijs, druppelt het in Brussel. Een week nadat Commissievoorzitter Ursula von der Leyen op een nucleaire top in de Franse hoofdstad mea culpa sloeg over de afbouw van kernenergie in Europa, maakte Vlaams minister-president Matthias Diependaele bekend dat zijn regering alvast op zoek gaat naar plekken waar straks zogenoemde small modular reactors kunnen worden gebouwd, oftewel SMR’s. Die kleine kernreactoren moeten een nucleaire renaissance waarmaken in Europa. Waar kernenergie tot nog toe altijd werd gekenmerkt door grote, krachtige reactoren, zullen die klassieke reactoren de komende jaren en decennia plaats moeten maken voor SMR’s. Die zullen minder krachtig zijn, maar daardoor wel flexibeler en goedkoper.
SMR’s zijn dus letterlijk kleine, modulaire kernreactoren. ‘Het modulaire aspect is heel belangrijk’, zegt Marc Schyns, reactorexpert bij het nucleaire onderzoekscentrum SCK CEN. ‘Dat wil zeggen dat de bouw in serieproductie verloopt, en dat ze ook in serie kunnen worden ingezet. Verschillende SMR’s kunnen op een locatie aan elkaar worden gekoppeld om aan een bepaalde stroomvraag te voldoen. Het modulaire karakter zorgt er ook voor dat de reactoronderdelen transporteerbaar zijn en ter plekke in elkaar gezet kunnen worden, zoals bij een prefabwoning.’
Daarmee verschillen SMR’s dag en nacht van klassieke kernreactoren. ‘Bij de laatste was het een trend om ze steeds groter en krachtiger te maken’, vervolgt Schyns. ‘Dat ging echter gepaard met sterk stijgende kosten en constructietijden.’ Voorbeelden daarvan zijn de nieuwe reactors in het Franse Flamanville en het Finse Olkiluoto, waarvan zowel bouwtijd als kostprijs ver boven de aanvankelijke prognoses lagen. Bij SMR’s is het daarentegen de bedoeling om ze sneller en goedkoper te bouwen. ‘Ze moeten voldoen aan economische wetmatigheden. Er moet bijvoorbeeld een markt voor zijn, klanten moeten SMR’s ook willen kopen. Dat terwijl veel klassieke kerncentrales door de staat werden bekostigd en geëxploiteerd. De ontwikkeling van SMR’s gebeurt dus volgens een heel andere mindset.’
Meer vrijheid van locatie
SMR’s zijn behalve modulair dus ook klein. Hun capaciteit (piekvermogen) bedraagt niet meer dan enkele honderden megawatt, terwijl de meeste klassieke reactoren boven de 1000 megawatt (1 gigawatt) uitkomen. Vaak worden SMR’s geafficheerd met een standaardcapaciteit van 300 megawatt. Dat cijfer zou zijn oorsprong hebben in het voornemen van de nucleaire industrie om SMR’s te gebruiken om klimaatonvriendelijke en luchtvervuilende kolencentrales te vervangen, die een vergelijkbare capaciteit bezitten.
Dat SMR’s kleiner zijn dan klassieke reactoren, biedt enkele voordelen. Zo zijn ze vlotter in te passen in een elektriciteitssysteem dat voor een groot deel gevoed wordt door hernieuwbare maar variërende bronnen zoals zon en wind. En ook de keuze van hun locatie kan vlotter gebeuren: SMR’s hebben nog altijd koelwater nodig, maar niet zo’n grote hoeveelheden als klassieke centrales, die vaak daarom langs grote rivieren met veel debiet staan – al maakt hen dat in deze tijden van klimaatopwarming hoe langer hoe meer kwetsbaar. Bij SMR’s komen ook kleinere waterlopen in aanmerking, en er bestaat zelfs technologie om ze enkel met buitenlucht te koelen. In haar locatiestudie heeft de Vlaamse regering dus meer vrijheid dan de federale regering een halve eeuw geleden, toen enkel de oevers van de Maas en de Schelde (en de Noordzeekust) in aanmerking kwamen voor de plaatsing van kerncentrales.
‘De ‘Belgische’ SMR zal niet met water worden gekoeld, maar met vloeibaar lood’
Voor het Belgische demonstratiemodel van een SMR moet alvast geen locatie gezocht worden: dat komt op het terrein van SCK CEN in Mol. Het onderzoekscentrum werkt binnen een Europees consortium aan een eigen, ‘innovatief’ type: een snelle, loodgekoelde SMR. Dat type heet innovatief omdat het uitgaat van een ander principe dan klassieke reactoren of ‘gewone’ SMR’s. De ‘Belgische’ SMR zal immers niet met water worden gekoeld (dan gaat het om het koelwater binnenin de reactor, niet om het rivierwater van daarnet) maar met vloeibaar lood. Dat heeft als voordeel dat het de neutronen in de reactor niet afremt, waardoor de splijtstof veel efficiënter wordt benut. Schyns: ‘Een snelle reactor kan ook uranium-238 (de meest voorkomende isotoop in uraniumets, red.) splijten, waardoor er vooraf geen verrijking van het uranium moet gebeuren (een gewone reactor heeft immers voldoende uranium-235 nodig).’ De reactorexpert attendeert op een rapport van het Internationaal Atoomenergieagentschap dat wijst op de beperkte hoeveelheid uraniumerts in de wereld. ‘Als je weet dat Europa nog steeds afhankelijk is van uranium uit het buitenland, besef je dat we splijtstof efficiënter moeten gaan gebruiken.’
Er zijn ook nadelen aan een snelle reactor. Er wordt immers plutonium in aangemaakt, een stof die kan worden gebruikt in kernwapens – al is plutonium uit reactoren voor civiel gebruik daar doorgaans niet zuiver genoeg voor. Het is dus van belang dat er geen proliferatierisico optreedt. Marc Schyns: ‘Daarom moeten we ook (snelle) SMR’s goed beveiligen.’ Het plutonium kan wel worden hergebruikt als splijtstof, door het af te scheiden en te mengen met nieuw uranium – een procedé dat opwerking heet. Daardoor zou er ook minder kernafval worden geproduceerd, dat ook minder langlevend zou zijn. Maar voor opwerking is wel transport van gebruikte splijtstof nodig naar een fabriek, wat eveneens proliferatie- en veiligheidsrisico’s inhoudt.
‘Vriendelijker’ koelmiddel
Een snelle reactor is overigens niet nieuw. Frankrijk had vroeger de Superphénix, die werd gekoeld met vloeibaar natrium. Dat goedje reageert echter bijzonder fel als het in contact komt met water, wat uiteindelijk mee leidde tot de sluiting van de reactor. SCK CEN heeft dankzij het MYRRHA-project (een experimentele kernreactor) ervaring met vloeibare metalen als koelmiddel, waardoor het ook voor de SMR voor die methode kiest. Vloeibaar lood is een wat ‘vriendelijker’ koelmiddel, maar brengt wel andere uitdagingen mee – het is bijvoorbeeld zwaar en corrosief. Een loodgekoelde reactor bestaat dan ook nog niet, waardoor het SMR-demonstratiemodel van SCK CEN pas tegen 2034 klaar zal zijn. Doel is om de commerciële versie ervan tegen 2039 wereldwijd uit te rollen. Mogelijk zullen er tegen dan in Vlaanderen her en der wel al enkele gewone, watergekoelde SMR’s staan.
