Oplossing voor uitdaging energietransitie: De geprinte kernreactor

TCRP °) is de naam van het programma, dat de Verenigde Staten uitvoeren ter verbetering van de kerntechniek. In het kader daarvan ontwikkelde het kernenergieonderzoekcentrum ORNL °°) een techniek om een kernreactor te bouwen met een driedimensionale printer. Het programma startte in 2019 en de reactor moet in 2023 draaien. Een aantal experimenten, die aan de techniek ten grondslag liggen, zijn met succes afgesloten.

Inmiddels is er een keuze gemaakt voor het ontwerp van de reactorkern. De splijtstof bestaat uit coated particles van lichtverrijkt uraniumnitride (UN) in een siliciumcarbide (SiC) structuur. De toegepaste coating komt overeen met de bekende TRISO-coating van de splijtstof van de Hoge Temperatuur Reactor. De splijtstofelementen zijn zeshoekig en zitten in roestvaststalen houders. Tussen de splijtstofelementen bevindt zich de moderator, ofwel de remstof yttriumhydride (YH). Het geheel is in een reactorvat geplaatst. Tevens zijn sensoren aanwezig voor de bijna autonome regeling van de reactor. Speciale aandacht is besteed aan de bibliotheek met materiaalgegevens en aan een versnelde kwalificatie. De splijtstofleverancier BWX Technologies is betrokken bij de ontwikkeling van de geavanceerde splijtstof. Zie ook een eerder KernVisie nieuwsbericht over dergelijke splijtstof met TRISO-coating.

De printer bouwt de reactorkern laag voor laag op. Dat vindt plaats bij een temperatuur van meer dan 1400 Celsius. De verhitting van de gesmolten materialen gebeurt met een laser.

Het programma krijgt financiële ondersteuning van het Amerikaanse energieministerie DoE °°°). Het is opgezet om een nieuwe benadering te ontwikkelen teneinde economisch aantrekkelijke systemen te bouwen, die betrouwbare en schone energie leveren en die daardoor bijdragen aan het welslagen van de energietransitie. Naast BWX Technologies doet ook de maakindustrie mee teneinde deze techniek snel te commercialiseren. De nieuw ontwikkelde reactor is genoemd naar het ontwikkelingsprogramma. Hij heet TCR, ofwel Transformational Challenge Reactor. Vrij vertaald is dat Transitie Uitdaging Reactor. Het is de veertiende kernreactor, die ORNL sinds zijn oprichting bouwt en gaat bedrijven.

Meer informatie:
https://www.greencarcongress.com/2020/05/20200513-tcr.html en
https://3dprintingindustry.com/news/oak-ridge-national-laboratory-is-developing-a-3d-printed-nuclear-reactor-core-171563/

°) Transformational Challenge Reactor Programme
°°) Oak Ridge National Laboratory, Knoxville, TN
°°°) Department of Energy

Terug naar het nieuwsoverzicht