Zorgen voor een veilige toekomst voor kernenergie

De wereld moet de wereldwijde opwekking van kernenergie uitbreiden om de wereldwijde koolstofemissies te helpen terugdringen. Die conclusie is gebaseerd op tal van modellen en projecties die aangeven dat hernieuwbare energie het niet alleen kan.

Maar er is een belangrijk voorbehoud. We kunnen eenvoudig geen grote nucleaire incidenten hebben zoals die plaatsvonden in Tsjernobyl, Oekraïne en Fukushima, Japan. Dit zijn wat ik beschouw als gebeurtenissen met een laag risico, maar met grote gevolgen.

In de geschiedenis van kernenergie zijn er weinig ernstige incidenten geweest. Maar kerncentrales hebben het unieke potentieel om bij een ernstig ongeval hele steden permanent te verplaatsen.

Het ongeluk in Tsjernobyl heeft uiteindelijk zo'n 350,000 mensen uit hun huizen verdreven. Duizenden vierkante kilometers werden gereserveerd als een onbewoonde uitsluitingszone rond de kerncentrale van Tsjernobyl. Als gevolg van het ongeval in Fukushima zijn ook veel mensen ontheemd geraakt, zij het niet zoveel als bij Tsjernobyl.

Als kernenergie zijn potentieel voor het verminderen van de COXNUMX-uitstoot wil realiseren, moeten we ervoor zorgen dat dergelijke ongevallen niet langer mogelijk zijn.

Veiligere kerncentrales bouwen

Ik heb onlangs de kans gehad om over deze kwesties te praten met Dr. Kathryn Huff, de adjunct-secretaris van het Ministerie van Energie, het Bureau voor Nucleaire Energie.

Dr. Huff legde uit dat passieve veiligheidssystemen de sleutel zijn om ervoor te zorgen dat werknemers in het geval van een ongeval weg kunnen lopen van een kerncentrale en deze in een veilige staat zou sluiten.

Hier is een belangrijk onderscheid te maken. Het publiek mag verwachten dat nucleaire ontwerpen faalbestendig zijn, maar er zijn veel redenen waarom die statistiek nooit zal worden bereikt. Je kunt je gewoon niet beschermen tegen elk mogelijk incident dat zich zou kunnen voordoen. Daarom proberen we mogelijke gevolgen te beperken en faalveilige ontwerpen te implementeren.

Een eenvoudig voorbeeld van een faalveilig ontwerp is een elektrische zekering. Het voorkomt geen incident waarbij te veel stroom over de zekering probeert te stromen. Maar als dat gebeurt, smelt de verbinding en stopt de stroom van elektriciteit - een faalveilige toestand. Noch Tsjernobyl, noch Fukushima waren faalveilige ontwerpen.

Maar hoe kunnen dergelijke faalveilige ontwerpen worden gerealiseerd? Dr. Huff noemde twee voorbeelden.

De eerste is de nieuwe AP1000® drukwaterreactor (PWR) van Westinghouse. Het probleem in Fukushima was dat er na de sluiting stroom beschikbaar moest zijn om water te laten circuleren om de reactor te koelen. Toen de stroom uitviel, was het vermogen om de reactorkern te koelen verdwenen.

De nieuwe APR-reactor vertrouwt op natuurlijke krachten zoals zwaartekracht, natuurlijke circulatie en gecomprimeerde gassen om water te laten circuleren en te voorkomen dat de kern en de insluiting oververhit raken.

Naast passieve koeling zijn er innovaties geweest bij de ontwikkeling van brandstofsoorten van de volgende generatie die bestand zijn tegen ongevallen. Bijvoorbeeld tri-structurele isotroop (TRISO) deeltjesbrandstof is gemaakt van een uranium-, koolstof- en zuurstofbrandstofkern. Elk deeltje is zijn eigen insluitingssysteem dankzij drievoudig gecoate lagen. TRISO-deeltjes zijn bestand tegen veel hogere temperaturen dan de huidige splijtstoffen en kunnen simpelweg niet smelten in een reactor.

Dr. Huff zei dat tegen het einde van het decennium een ​​geavanceerde reactordemo online zal zijn, met een kiezelbed vol TRISO-deeltjes.

Deze twee innovaties kunnen ervoor zorgen dat toekomstige kerncentrales nooit een zwaar ongeval zullen meemaken. Maar er zijn nog andere vragen die moeten worden aangepakt, zoals de verwijdering van nucleair afval. Ik zal dat bespreken - evenals wat de VS doen om kernenergie te promoten - in deel II van mijn gesprek met Dr. Huff.