Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!
De nieuwste kerncentrales hebben de geavanceerde brandstof HALEU nodig. Daar is alleen nog niet genoeg van. Het VK wil daar verandering in brengen.
De nieuwste kerncentrales zijn veiliger, kleiner, efficiënter en schoner. Maar ze gebruiken wel een iets andere brandstof dan de huidige reactoren: HALEU. Probleem is dat deze geavanceerde brandstof momenteel nog niet genoeg wordt geproduceerd. Het Verenigd Koninkrijk wil daar verandering in brengen en investeert 300 miljoen pond (ruim 348 miljoen euro) in de productie van HALEU.
De maatregel is ook bedoeld om minder afhankelijk te worden van Rusland. Dat is het enige land waar HALEU op dit moment commercieel verkrijgbaar is.
Lees ook:
- Zijn kernreactors die werken met gesmolten zout de toekomst?
- Dit lapje stof vangt uranium uit zeewater
- Waarom het lozen van radioactief koelwater in Japan veilig is
Wat is HALEU?
Kernreactoren werken voornamelijk op uraniumbrandstof. Daarin zit de instabiele isotoop U-235. Als die uraniumvariant met 235 kerndeeltjes (protonen en neutronen) uiteenspat, schieten er twee tot drie snelle neutronen weg die op hun beurt weer omliggende uraniumkernen stukschieten. Zo ontstaat een kettingreactie. Bij elke splijtingsreactie komt energie vrij in de vorm van hitte die kerncentrales gebruiken om elektriciteit mee op te wekken.
Uraniumerts in de natuur bestaat voor slechts 0,7 procent uit U-235; de rest is onsplijtbaar U-238. Voor gebruik als splijtstof moet je de concentratie U-235 verhogen in zogeheten ultracentrifuges. Die slingeren gasvormig uraniumfluoride zo snel rond, dat de iets zwaardere moleculen met U-238 scheiden van het splijtbare U-235. Voor huidige kernreactoren moet de concentratie ongeveer 4-5 procent zijn.
De nieuwste reactoren gaan echter uit van een nog hogere verrijking: vaak ergens tussen de 5 en 20 procent. Mengsels met deze hogere concentraties worden HALEU (High-Assay Low-Enriched Uranium) genoemd. Er bestaat ook High Enriched Uranium, die brandstof wordt gebruikt voor kernwapens en bestaat soms voor wel 90 procent uit U-235.
Waarom HALEU?
De nieuwste kerncentrales gebruiken HALEU omdat het een aantal voordelen heeft. De hogere concentratie U-235 maakt het bijvoorbeeld mogelijk om meer energie met kleinere reactoren op te wekken. Ook hoeven centrales minder vaak bijgevuld te worden en is het volume van het radioactieve afval kleiner.
HALEU is met dezelfde centrifugetechnieken te produceren, maar er zijn wel nieuwe fabrieken voor nodig. Tot nu toe hebben alleen Rusland en China de faciliteiten om HALEU op grote schaal te produceren. En alleen in Rusland is het commercieel verkrijgbaar. In de Verenigde Staten wordt momenteel al wel HALEU gemaakt, maar dat gebeurt nog niet op commerciële schaal.
De Britten gaan nu dus ook fabrieken bouwen. Het duurt echter wel nog even voordat die af zijn. De eerste HALEU-fabriek in het noordwesten van Engeland is naar verwachting pas in de jaren dertig van deze eeuw operationeel.
Bronnen: NU.nl, World Nuclear Assosiation, Office of Nuclear Energy
Beeld: Lukáš Lehotský/Unsplash