De thoriumreactor is veiliger dan een kernreactor die op uranium en plutonium werkt. Ook is de hoeveelheid kernafval per kilowattuur veel kleiner. Nu is de eerste in aanbouw.
Chinese thoriumreactor
De Chinese kernenergieautoriteit heeft toestemming gegeven om een thoriumreactor te bouwen en voor 10 jaar te gebruiken in de Gobiwoestijn. Dit meldt de South China Morning Post, een krant uit Hong Kong.
Een gesmolten zoutreactor, zoals deze, heeft geen koelwater nodig. Dus die kan je overal neerzetten, bijvoorbeeld in een dunbevolkt gebied zoals een woestijn.
Met 2 MW is het maar een kleine reactor, maar als de experimenten met deze reactor slagen, kunnen er ook veel grotere worden gebouwd. Goed nieuws voor wie hoopt op goedkope en betrouwbare energie.
Wat is thorium?
Thorium is een donkergrijs, licht radioactief metaal. De voornaamste toepassing is als onderdeel van bepaalde metaallegeringen en laselektrodes. Een eeuw geleden werd thorium veel gebruikt voor lampkousjes, omdat er zo’n mooi helder licht vanaf kwam.
Maar thorium heeft ook een tweede kant. Het is namelijk een zogenoemd vruchtbaar materiaal. Als thorium een neutron absorbeert verandert het in een splijtbare isotoop, die energie op kan leveren als deze nog een neutron absorbeert. De westerse wereld, en in kielzog de Sovjet-Unie, China en de rest van de wereld koos voor uranium en plutonium in plaats van voor thorium. Van uranium (en het reactieproduct plutonium) kan je namelijk atoombommen maken, terwijl dat met thorium bijna onmogelijk is.
Er is vier keer zoveel thorium als uranium op de wereld, en je kan bijna alle thorium gebruiken als splijtstof. Geen wonder dat er steeds weer verlekkerd wordt gekeken naar dit alternatief voor uranium. Waaronder door China, dat een enorme behoefte heeft aan een betrouwbare binnenlandse energiebron.
China beschikt net als India over enorme thoriumvoorraden. Als al deze thoriumvoorraden worden benut, leveren deze naar schatting voldoende energie om gedurende 30.000 jaar in de Chinese energiebehoefte te voorzien. De keus voor een thoriumreactor is dus erg logisch voor China en India.
Hoe werkt een thoriumreactor?
Net als bij een huis- tuin- en keuken-kernreactor werkt een thoriumreactor met een gecontroleerde kernreactie. Maar anders dan bij een reactor met uranium-235, of plutonium, splijt een thoriumkern niet meteen als deze een neutron absorbeert. Dit gaat in verschillende stappen. In de eerste stap verandert een thorium-232 atoomkern in thorium-233. Dit door een neutron in te slikken.
Deze kern vervalt weer in twee stappen tot uranium-233. Uranium-233 is splijtbaar en als deze kern een neutron absorbeert, valt deze in brokstukken, polus twee a drie neutronen, uit elkaar. Deze neutronen worden weer door thorium-232 geabsorbeerd, waardoor de reactie zich voortzet.
In een gesmolten-zout thoriumreactor, zoals LFTR, is het thorium opgelost als zout. In het gesmolten zout vindt de eigenlijke kernreactie plaats. Het mengsel wordt zo afgesteld dat er altijd van buiten neutronen moeten worden toegevoerd om de reactie door te laten gaan. Zo is de reactor veilig. Als om welke reden dan ook de temperatuur van het zoutmengsel te veel oploopt, smelt een zoutprop onderin de reactor. Het gesmolten mengsel loopt dan in een opvangbak. Deze passieve beveiliging maakt dit type reactor erg veilig. Ook is het relatief makkelijk om radioactief afval uit het gesmolten zout te halen.
Wanneer beschikken we over thoriumenergie?
De bouwtijd voor de reactor werd geschat op zes jaar, maar de Chinese ingenieurs slaagden er in dit terug te brengen tot slechts drie jaar. September 2023 starten de experimenten. Waaronder de eerste testen met het bereiken van een kritische hoeveelheid neutronen, zodat deze niet meer toegevoerd hoeven te worden. Ook testen de kernfysici diverse veilige grenzen.
Slaagt China er in dit prototype werkend te krijgen, dan kunnen deze kleine, compacte reactoren massaal van de lopende band gaan rollen. Omdat ze geen koelwater vereisen kan je ze letterlijk overal neerzetten. Een enkele reactor is voldoende voor een groot dorp of een woonwijk. 2 megawatt is niet erg veel. maar met tienduizend van deze reactoren zouden we heel Nederland dag en nacht, zomer en winter van stroom kunnen voorzien en in een klap qua elektriciteit honderd procent CO2-neutraal zijn.
