Kerncentrales op basis van thorium
 

Op het forum van De Standaard komen er met de regelmaat van de klok mensen verkondigen dat de toekomst van de kernenergie (welja op kernfusie na) ligt bij thoriumcentrales. Er zou geen kernafval ontstaan, veiliger werken, efficiënter zijn dan de huidige kerncentrales, enz.

Allemaal veel positieve dingen, te positief naar mijn mening waardoor ik de berichten wat wantrouw dat ze zouden afkomstig zijn van een lobby.

Zijn er mensen die hier meer over weten? Ik heb kennis over de basis van fysica maar de ingenieurtoepassingen en doorgedreven kernreacties met mogelijke gevolgen zijn nog een groot gat in mijn kennis.

Hou eens op met die "lobby", he. Geen enkele commerciele speler in de kernenergie gaat voorlopig voor iets anders dan "standaard" thermische uranium centrales.

De thorium cyclus heeft inderdaad een aantal potentiele voordelen, en ook een paar nadelen. Het grootste voordeel van een thorium cyclus is dat je kweek reactoren kan bouwen met thermische reactoren, wat STUKKEN gemakkelijker is dan de snelle kweekreactoren van de uranium cyclus (die dus mogelijk zijn, maar het kweekprogramma draait overal op een laag pitje, en behalve Frankrijk is er bij mijn weten nooit een EXPLOITATIE geweest van een snelle kweekreactor (Phenix die bijna 40 jaar gedraaid heeft), maar enkel prototypes).

Maar de thorium cyclus heeft een (naargelang men daar gevoelig voor is) proliferatie probleem: het geproduceerde U-233 is prima geschikt voor een "simpele" atoombom en gemakkelijker te extraheren. Persoonlijk ben ik niet erg gevoelig aan proliferatie issues: als men echt een bom wil maken, en men gooit er de middelen tegenaan, zal men dat altijd kunnen doen. Het is illusoir te denken dat men eeuwig en altijd mensen die dat echt willen, zal tegenhouden om een nucleair wapen te maken. Men kan het eventueel wel moeilijker maken via sommige wegen. Dat belet andere wegen niet.

Al de rest is echter larie: thorium geeft ook fissieprodukten, je krijgt alle andere problemen als bij de normale cyclus. Er is wel 1 voordeel: je produceert veel minder trans-uranium actiniden, die langlevende dingen in het kernafval. Je produceert geen of weinig plutonium, americium en dergelijke meer. Maar in een "traditioneel" kweekprogramma worden die ook opgestookt en ze zijn trouwens (behalve voor propaganda redenen) niet echt het hoofdbrekens van kernafval. Het zijn wel die dingen die 10 000 jaar of 100 000 jaar meegaan. Maar volgens mij is dat het voornaamste probleem niet (behalve, opnieuw, voor propaganda redenen: die "duizenden generaties" en dergelijke). Het is weinig mobiel spul en niet heel erg actief na zulke tijd.

De fissieprodukten zijn inderdaad wel IETS minder radioactief omdat de n/Z verhouding gunstiger ligt. Maar het zal zoveel niet schelen.
Dat van die transuraniden wist ik niet, maar helemaal onlogisch lijkt het niet.

't is gewoon omdat je van lager op de ladder komt. De grote bron van transuranen komt van U-238, omdat U dan "vol" zit. Als je van U-233 vertrekt, heb je "nog 5 neutronen marge" alvorens je neptunium begint te maken. Heel ruw natuurlijk.

yep, en eerst moet ge nog via U-235 passeren dat splijtbaar is.

[quote=patrickve;5367494] en behalve Frankrijk is er bij mijn weten nooit een EXPLOITATIE geweest van een snelle kweekreactor (Phenix die bijna 40 jaar gedraaid heeft), maar enkel prototypes).

QUOTE]

voor de liefhebbers van geromantiseerde technische verhalen:

"Les cendres de Superphénix " is een boek van Jacques Neirynck, http://www.amazon.fr/cendres-Superph.../dp/2220040372 dat indertijd schokgolven deed ontstaan bij de nucleaire lobby (Tsunami was toen nog niet zo bekend). Ik heb een poging gedaan om het te lezen maar mijn kennis van de Franse taal schoot helaas tekort om het te waarderen. http://fr.wikipedia.org/wiki/Jacques_Neirynck

wie is Jacques_Neirynck

en http://non-au-nucleaire.ch/?p=87

Paul

Van je link:

Hier ben ik even gestopt. Als je al begint met te stellen dat iedereen het met 3 keer minder gaat doen, en dan ga je vertellen dat je een "oplossing" hebt, dan heb je de opgave verkeerd begrepen.

Als je de rest van die tekst leest, dan zie je daar het ganse Groen!e wereldbeeld:

- begin met tegen een bron te zijn (kernenergie) voor niet echt rationele redenen (becijferd risico ? Kost ? ...)

- ga dan vertellen dat het mogelijk is om met veel minder (3 keer minder) te doen (is nog nooit gelukt om dat in de praktijk te brengen)

- ga dan vertellen dat je de fossiele brandstoffen ... ooit wel eens ... zal uitfaseren (en vergeet hierbij te vertellen dat ONDERTUSSEN, terwijl je de bron DIRECT hebt afgeschakeld, en de mensen "nog" niet op 1/3 van hun consumptie zijn gevallen, ge wel zult moeten bijpassen met grotendeels fossiel, he....)

- ga vertellen dat het moeilijk zal zijn, maar dat het (in de verre toekomst?) wel zal lukken met hernieuwbaar.

Welnu, mijn argument is helemaal anders:
- als ge kunt besparen, begin DIRECT te besparen
- er is nog veel fossiel te vervangen door hernieuwbaar.

als dat allemaal van een leien dakje is gegaan (zoals beloofd ?), wel doe dan maar voort, en vervang kernenergie OOK maar door hernieuwbaar.

Het grote verschil tussen de Groen!e aanpak, en mijn voorstel, is hetvolgende: in de Groen!e aanpak is er niks dat garandeert dat de beloftes van die aanpak zich zullen verwezenlijken (dat men erin zal slagen om, bij gelijke of groeiende economische welvaart, het energieverbruik met een significante factor - drie bvb - te delen enerzijds, en dat men fossiel zal kunnen vervangen door hernieuwbaar) ;
in mijn aanpak moet ge dat eerst voor een stuk aantonen voor ge op die beloftes verderbouwt.

Er is een interessant opniestuk over te vinden in de Telegraph:

Linky.

Interessante quotes:

En blijkbaar is het een energiebron die maar voor 't oprapen ligt in onze achtertuin of op z'n minst bij ons goed gezinde naties:

En blijkbaar kende men deze energiebron al in de jaren '40, maar kortzichtig als we zijn, gebruiken we ze niet.

Ik ben geen fysicus, maar slecht klinkt dat allemaal niet. Waarop wachten we om deze technologie te ontwikkelen en in gebruik te nemen? Het lijkt op 't eerste zicht veel realistischer dan verwachten dat we ooit met windmolens aan onze energiebehoeften gaan kunnen voldoen.

Om verschillende redenen. Inderdaad waren er destijds 3 gekende wegen naar een kernwapen (dat kan je lezen in "The Los Alamos primer", de fotokopie van de allereerste kursus "hoe maak ik een atoombom", die destijds supergeheim was maar nu vrij koopbaar):

- uranium verrijken. Proces was moeilijk, maar de bom was gemakkelijk, zij het niet heel efficient

- plutonium maken in een kernreactor. Proces was gemakkelijker, maar de bom maken is een stuk moeilijker, maar wel efficienter

- thorium omzetten in uranium in een kernreactor. Proces was gemakkelijk, de bom maken was gemakkelijk.

Om een of andere reden heeft men wegen 1 en 2 genomen (respectievelijk Hiroshima en Nagasaki), en heeft men weg 3 aan de kant gelaten, hoewel het de simpelste weg was.

Ik zou kunnen uitleggen waarom dat afval van een thorium reactor zogezegd minder aktief is. Het wordt veel minder aktief na 500 jaar of zo dat het huidige afval. Maar in 't begin is het even aktief, of toch bijna. Maar men produceert veel minder kleine aktiniden (neptunium, plutonium, americium, curium...) en het zijn die spullen die het huidige afval zo langlevend maken.

Maar de besmettingen die van tel zijn, bvb bij Chernobyl, Cesium, strontium en de lanthaniden en zo, die blijven nog steeds gemaakt worden.

De reden waarom men niet houdt van thorium (behalve India, die daar veel werk over gedaan heeft), is dat het eigenlijk veruit de gemakkelijkste weg naar een atoombom is, op 1 detail na: het materiaal is ongelofelijk aktief.

Daar waar plutonium en uranium eigenlijk redelijk gemakkelijk handelbaar zijn, want zwakke gamma-straling uitstralen, geeft het spul geproduceerd met thorium heel harde gammastraling af. Ge hebt tientallen cm lood nodig om ermee te werken. Dat stelt een probleem voor de *verse* brandstof. Verse brandstof voor een reactor is tegenwoordig niet erg aktief. Een kleine bescherming is genoeg. Dat is niet zo met de thorium cyclus.

Maar als je aan die aktiviteit een oplossing weet, dan maak je heel gemakkelijk een bom. Zelfs met huis-en tuin brikolage materiaal.

En dat stoort. Je kan dus met de "gewone" brandstof van een thorium centrale redelijk gemakkelijk een bom maken als ge niks hebt tegen zwaar bestraald te worden.

Ge moet het ook niet overroepen: identiek dezelfde problemen hebt ge met afkoeling, hoog-actieve kernen, opslagpiscines en al de rest, want dat is (zo goed als) identiek aan de huidige centrales.

Grenzen van het energie verbruik:

Kernenenergie dekt slechts 20 % van het energiegebruik op onze planeet.
Het grootste gedeelte van deze 20 % wordt gebruikt voor de industrie, waarvan 60 % voor de productie van schadelijke, nutteloze en overbodige consumptie middelen, kunstmeststof, wapens, munitie, legermateriaal, van vliegdekschepen tot legerkazernes, enz.
Slechts een zeer klein gedeelte van deze energie is bedoeld voor de noodzakelijkheden van de burgers.
Kernenenergie is niet enkel gevaarlijk voor de huidige mens, maar ook voor de volgende generaties, het is een zinloze gevaarlijke tijdbom die vroeg of laat afgaat!
Onze kinderen, kleinkinderen en de volgende generaties worden geconfronteerd met grondwatercontaminatie die kankers veroorzaken en het DNA schaden.
Wie moet de smeerlapperij opkuisen in Japan, de simpele en brave pompiers en de gewone eenvoudige burgers, de 3 % geprivilegieerde rijke niet, wetenschappers ook niet, die zijn reeds vertrokken naar het buitenland, zij kennen de gevaren, altijd hetzelfde probleem, niets geleerd!
Japan produceert 10 keer meer energie dan eigelijk noodzakelijk is voor het volk.
10 keer het verbruik van elektriciteit door een te hoge productie van consumptiemiddelen bestemt voor de export, dit moet beperkt worden uiteraard.
Japan produceert 10 keer meer auto’s dan het zelf nodig heeft, deze enorme winsten zijn voor enkele eigenaars en aandeelhouders, burgers krijgen enkel de kruimels maar draaien wel op voor de enorme milieu schade en het indijken van de straling.
Met een degelijke norm en export beperkingen zou de nood aan atoom en andere centrales veel minder zijn, zeker op een klein grondgebied als Japan met zulke grote bevolkingsdichtheid, totale vrijheid is chaos en de samenleving betaalt het gelag.
Een wereldorganisatie moet toekijken, dit voor een veilig economisch en ecologisch evenwicht mogelijk te maken.
Ieder land kan uiteraard zichzelf voorzien van de nodige consumptiemiddelen
De intergeneratie continuïteit is veel de oorzaak van het menselijk falen, vooral in kerncentrales, niemand mag bang zijn van geen enkele vorm van informatie!

Daar ben ik niet mee akkoord. Verarmd uranium is splijtbaar in snelle reactoren (zoals sommige generatie IV-designs) en kan ook "gebreed" worden tot Pu-239 wat óók splijtbaar is.

Joep. Voor mij is HET grote voordeel, louter technisch gezien, van de thorium cyclus, dat "breeders" eigenlijk gewone thermische licht-water reactoren kunnen zijn. We zitten dus niet met dat snelle spectrum (en bijgevolg de onmogelijkheid om water te gebruiken, met alle gevolgen van dien: vloeibaar natrium (chemische kaboem reactoren ? ;-) ), vloeibaar lood, vloeibaar zout....).

Diegene die ooit op't idee is gekomen natrium te gebruiken als koelmiddel in kernreactoren krijgt van mij de prijs van "Maddoxiaans krankzinnig idee".

Vooral als de 2de kring water gebruikt als transportmedium.

Dan vind ik de Lood/Bismuth reactor nog een beter idee. Lekker compact wel.

Maar als we dan toch een koelmedium willen, dat zowel veilig is, als kwasie onmogelijk tot isotoop te knallen, dan is Helium mijn favoriet. Dan is het zelfs mogelijk , als de brandstof inkapseling de job aankan, om met een single stage systeem te werken. Gewoon het superhete helium recht naar de turbine. Zeer hoge werkingstemperatuur (hoge efficientie) simpele opbouw en nog veilig ook

Scientists say Earth's helium reserves 'will run out within 25 years' (and party balloons should cost £65 each)

Met Helium is er wel iets aan de hand :

http://www.dailymail.co.uk/sciencete...#ixzz1HJe3fvfG

Paul

Helium word gewonnen uit een aantal aardgasbronnen, die "toevallig" ook in de buurt liggen van uraniumvoorraden, want zowat alle helium is het resultaat van radioactief verval.

In zo'n AGR kernreactor is het verlies van Helium minimaal, dus een "aanvaardbare toepassing".

Maar U hebt wel gelijk, 't is een te kostbaar edelgas om te verspillen aan partyballonnen. Het word zoveel leuker als ze gevuld zijn met methaan of waterstof. Ideaal voor die kinderfeestjes waarbij de festiviteiten vergezeld worden van open vlammen zoals taartkaarsjes of sterretjes.

Een interessant punt in de column die ik aanhaalde vind ik wel dat de grondstof blijkbaar overvloedig beschikbaar is in ons goedgezinde naties.

Dit is misschien meer iets voor het subforum internationaal, maar onze afhankelijkheid van olie en gas zal binnenkort onhoudbaar zijn.

Los van overwegingen betreffende het milieu, zou het voor het Westen niet verstandiger zijn stilaan over te gaan op Thorium en de oliesjeiks hun olie laten opdrinken en de Russen hun gas laten opsnuiven?

En nu ga ik misschien helemaal off topic, maar dit is iets wat ik van de kant van global warming sceptici nooit begrepen heb: ook al is global warming een hoax, dan nog is het zo dat de olievoorraden 1) eindig zijn; 2) voor 't grootste deel niet binnen handbereik liggen. Als je 't niet voor 't milieu wil doen, zou je 't dan niet gewoon uit geopolitieke overwegingen doen?

Mij lijkt het een no-brainer dat het op lange termijn beter is een energiebron die hier beschikbaar is te optimaliseren en vervolgens in gebruik te nemen dan altijd maar te blijven afhangen van energiebronnen die we in onstabiele regio's moeten gaan halen.

Ik ben geen fysicus en geef eerlijk toe dat ik zo goed als niets afweet van Thorium, maar als het 1) een energiebron is die ruimschoots beschikbaar is in de Westerse wereld en 2) er genoeg voorhanden is om aan onze energiebehoeften te voldoen op middellange termijn, mits investeringen in research; dan begrijp ik echt niet waarop men wacht.

Daar zijn andere problemen mee. Lood is nogal zwaar, en dat geeft problemen als ge grote hoeveelheden moet verpompen (ge hebt 1 bar per meter diepgang, bvb). Vloeibaar lood is ook nogal corrosief blijkbaar. En, en... bestraald lood produceert nogal wat hoeveelheden polonium. Men doet er onderzoek naar.

Alles bij elkaar, is, behalve zijn explosieve reacties met lucht en water, natrium een veel interessanter stof: licht, rap vloeibaar (laag smeltpunt), activeert niet gemeen, vloeit goed, is blijkbaar niet corrosief.

Maar ergens toch wel gelukkig dat het koelmiddel in Fukushima geen natrium was, he... 8O
Juist. Maar ik heb al heel veel onderzoek gezien hiernaar, het probleem is de hoge temperaturen. Veel materialen kunnen oftewel tegen hoge temperaturen, oftewel tegen sterke straling, of hebben goeie mechanische eigenschappen, of hebben goeie "neutronen" eigenschappen, maar alles samen is moeilijk te doen. Er is onderzoek naar.

Nu is de warmtedragende capaciteit van een gas stukken kleiner dan van een vloeistof, wat dus wil zeggen dat ge met heel grote debieten zit en zo.
Aan de andere kant, geen probleem om in geval van serieus probleem, het gans spel onder water te zetten, wat niet het geval is bij een natrium reactor.

Nu, de EBR II was wel een thermisch passief veilige test reactor gebaseerd op natrium, omdat de natrium-gekoelde reactor zelf in een grote piscine natrium zat.... maareuh ge wilt niet weten wat er gebeurt als daar een tsunami op losgelaten wordt, he...

Hum, ik zou die prijs geven aan de liquid-plutonium reactor 8O 8O

van Los Alamos

http://www.energyfromthorium.com/pdf/FFR_chap25.pdf

sectie 25-2 p 939

8O Wie gaat er dan mijn NMR's nemen? 8O

Vette party :cheer: