Gesmoltenzoutreactor krijgt zout dankzij samenwerking

Kairos Power °) is een van de twee Amerikaanse bedrijven, die sinds 2019 van het energieministerie DoE subsidie ontvangt voor de ontwikkeling van een SMR, een kleine modulaire reactor. Het betreft een bijna drukloze gesmoltenzoutreactor, die in hoge mate inherent veilig is en die een vermogen krijgt van 140 MWe. Daarnaast krijgt Kairos Power nog een subsidie om de vergunningverlening te versnellen, teneinde het prototype op het terrein van INL °°) te kunnen bouwen. De reactor heeft de afkorting KP-FHR als naam. Dat staat voor: Kairos Power Fluoride Salt-cooled High-temperature Reactor. De reactor is dus een Hoge Temperatuur Reactor, waarbij de koeling niet met helium, wel met gesmolten zout plaatsvindt. De reactor moet nog dit decennium beschikbaar komen en zal elektriciteit moeten leveren, die kan concurreren met die van een gascentrale.

De gehele reactorinstallatie heeft een drietal koelcircuits. De reactorkern in het primaire systeem heeft, net als de kogelbedreactor, een ongeordende stapeling van kogelvormige splijtstofelementen. De splijtstof bestaat uit coated particles met TRISO-coating. De splijtstof zelf is uraniumoxicarbide, een mengsel van uraniumdioxide (UO2) en uraniumcarbide (UC), met een verrijkingsgraad van bijna 20%. De koeling gebeurt met het gesmolten zout berylliumfluoride (Be2F), waarbij de koelmiddelpomp het zout door de kern naar een tussenwarmtewisselaar pompt. Be2F smelt bij 554 Celsius en kookt bij 1169 Celsius. Het secundaire systeem is de schakel tussen de tussenwarmtewisselaar en de stoomgenerator. Het bevat een gesmolten zout, waarmee veel ervaring is opgedaan met zonne-energiecentrales op basis van geconcentreerde zonne-energie (CSP) in de vorm van een nitraat (60% NaNO3 en 40% KNO3). In het tertiaire systeem is de turbine opgenomen, die de generator aandrijft.

Eind mei 2020 ging Kairos Power een strategische samenwerking aan met het eveneens Amerikaanse bedrijf Materion Corporation voor de levering tegen aanvaardbare kosten van het Be2F-zout. Materion Corporation is een bedrijf, dat is gespecialiseerd in de productie van geavanceerde materialen, inclusief berylliumhoudende materialen. Beryllium is berucht vanwege de grote mate van giftigheid. Daarnaast levert Materion Corporation technisch advies en ondersteuning.

In de Verenigde Staten is in de periode tussen 1965 en 1969 ervaring opgedaan met een prototype gesmoltenzoutreactor. Dat was MSRE, ofwel Molten Salt Reactor Experiment. Het koelmiddel van deze reactor bestond uit een mengsel van lithiumfluoride en berylliumfluoride. Dat mengsel heeft weliswaar het voordeel van een lager smeltpunt dan Be2F, maar het lithium is moeilijk te maken vanwege de noodzakelijke isotopenscheiding, omdat lithium-6 in tegenstelling tot lithium-7 neutronen vangt.

Meer informatie:
https://kairospower.com/technology/ 
°) Kairos Power LLC, Alameda, CA
°°) Idaho National Laboratory, Idaho Falls, ID

Terug naar het nieuwsoverzicht