‘Groene’ kernenergie moet waterstofeconomie aanzwengelen

De recente mediahype rond kernenergie verhult de nucleaire werkelijkheid in ons land. De kans dat in Nederland binnen tien jaar een nieuwe kerncentrale wordt gebouwd is namelijk nog steeds bijzonder klein. Alleen een acuut energietekort en een forse imagoverbetering kunnen hier iets aan veranderen.

Juist dit imago van kernenergie zou de komende tijd kunnen verbeteren dankzij de gedroomde waterstofeconomie. Vandaar dat nucleair fysicus prof.dr. Ad Verkooijen, de voormalige directeur van het Reactor Instituut Delft, onderzoek leidt naar een nieuw, kleiner en veiliger reactortype dat gebruikt kan worden voor de grootschalige productie van waterstof. Toepassing van dit kleine reactortype wordt inmiddels in Brazilië onderzocht voor gebruik in treinen.

Het nieuwe reactortype is de Pebblebed Modular Reactor (PBMR), waar Delftse nucleair fysici samen met het NRG in Petten sinds het begin van dit millennium onderzoek naar doen. Het belangrijkste kenmerk van Pebblebed is de brandstof. Die bestaat niet uit lange staven, zoals bij een ‘normale’ reactor, maar uit uraniumoxidehoudende tennisballen.

Iedere tennisbal bestaat uit vijftienduizend uraniumbolletjes die elk zijn afgeschermd door vier lagen, zodat er geen radioactieve deeltjes naar buiten dringen. In een reactor kunnen ongeveer 330 duizend brandstofballen zitten en 110 duizend ballen van puur grafiet. De reactor wordt gekoeld met heliumgas.

De verdeling van de uraniumbolletjes verkleint drastisch de kans op een eventuele ongecontroleerde kettingreactie. De PBMR-reactor is vanwege zijn grotere veiligheid dan ook een van de types die China wil gebruiken bij de bouw van veertig nieuwe centrales voor het jaar 2010.

Een van de bedrijven die de Chinezen de PBMR’s wil leveren is het Zuid-Afrikaanse PBMR (Pebble Bed Modular Reactors). Uit dit bedrijf heeft Verkooijen vorig jaar promovendus Kendy Madishu aangetrokken. De Zuid-Afrikaan onderzoekt nu met welk waterstofproductiesysteem de Pebblebed het beste als warmtebron gebruikt kan worden.

De warmte uit de reactor is nodig om een aantal thermochemische reacties mogelijk te maken, die op een optimum zitten bij 850 graden Celsius. Vanuit een reactie tussen jodide, sulfide en water wordt uiteindelijk waterstofjodide in jood en waterstof omgezet. Een andere chemische truc zou kunnen werken met bromidezouten en water.

Momenteel wordt waterstof vooral geproduceerd uit aardgas en stoom. Hierbij komt echter veel kooldioxide vrij. Verkooijen noemt kernenergie dan ook de ‘meest groene methode om waterstof te produceren’.

Nadeel is dat de methode nog steeds radioactief afval oplevert. Verkooijen heeft daarvoor op korte termijn geen oplossing, hoewel het onderzoek naar afvalafbraak loopt. Zijn beste wapen is relativering. “Kijk naar wat een centrale als Borssele nu tientallen jaren lang aan afval heeft geproduceerd”, zegt hij. “Dat past allemaal in een schuurtje naast de centrale.”

De recente mediahype rond kernenergie verhult de nucleaire werkelijkheid in ons land. De kans dat in Nederland binnen tien jaar een nieuwe kerncentrale wordt gebouwd is namelijk nog steeds bijzonder klein. Alleen een acuut energietekort en een forse imagoverbetering kunnen hier iets aan veranderen.

Juist dit imago van kernenergie zou de komende tijd kunnen verbeteren dankzij de gedroomde waterstofeconomie. Vandaar dat nucleair fysicus prof.dr. Ad Verkooijen, de voormalige directeur van het Reactor Instituut Delft, onderzoek leidt naar een nieuw, kleiner en veiliger reactortype dat gebruikt kan worden voor de grootschalige productie van waterstof. Toepassing van dit kleine reactortype wordt inmiddels in Brazilië onderzocht voor gebruik in treinen.

Het nieuwe reactortype is de Pebblebed Modular Reactor (PBMR), waar Delftse nucleair fysici samen met het NRG in Petten sinds het begin van dit millennium onderzoek naar doen. Het belangrijkste kenmerk van Pebblebed is de brandstof. Die bestaat niet uit lange staven, zoals bij een ‘normale’ reactor, maar uit uraniumoxidehoudende tennisballen.

Iedere tennisbal bestaat uit vijftienduizend uraniumbolletjes die elk zijn afgeschermd door vier lagen, zodat er geen radioactieve deeltjes naar buiten dringen. In een reactor kunnen ongeveer 330 duizend brandstofballen zitten en 110 duizend ballen van puur grafiet. De reactor wordt gekoeld met heliumgas.

De verdeling van de uraniumbolletjes verkleint drastisch de kans op een eventuele ongecontroleerde kettingreactie. De PBMR-reactor is vanwege zijn grotere veiligheid dan ook een van de types die China wil gebruiken bij de bouw van veertig nieuwe centrales voor het jaar 2010.

Een van de bedrijven die de Chinezen de PBMR’s wil leveren is het Zuid-Afrikaanse PBMR (Pebble Bed Modular Reactors). Uit dit bedrijf heeft Verkooijen vorig jaar promovendus Kendy Madishu aangetrokken. De Zuid-Afrikaan onderzoekt nu met welk waterstofproductiesysteem de Pebblebed het beste als warmtebron gebruikt kan worden.

De warmte uit de reactor is nodig om een aantal thermochemische reacties mogelijk te maken, die op een optimum zitten bij 850 graden Celsius. Vanuit een reactie tussen jodide, sulfide en water wordt uiteindelijk waterstofjodide in jood en waterstof omgezet. Een andere chemische truc zou kunnen werken met bromidezouten en water.

Momenteel wordt waterstof vooral geproduceerd uit aardgas en stoom. Hierbij komt echter veel kooldioxide vrij. Verkooijen noemt kernenergie dan ook de ‘meest groene methode om waterstof te produceren’.

Nadeel is dat de methode nog steeds radioactief afval oplevert. Verkooijen heeft daarvoor op korte termijn geen oplossing, hoewel het onderzoek naar afvalafbraak loopt. Zijn beste wapen is relativering. “Kijk naar wat een centrale als Borssele nu tientallen jaren lang aan afval heeft geproduceerd”, zegt hij. “Dat past allemaal in een schuurtje naast de centrale.”