Tussenstand – Gesmolten zout

• Naam: Karoly Nagy
• Nationaliteit: Hongaar
• Promotor: Professor Tim van der Hagen (Reactor Instituut Delft, Technische Natuurwetenschappen)
• Onderwerp: Gesmolten-zoutreactoren
• Tussenstand: Halverwege

“Het zou veel beter zijn als we in plaats van uranium, thorium als grondstof in kweekreactoren konden gebruiken. Er is op aarde namelijk vier keer zoveel thorium als uranium aanwezig. Ik probeer een zogenaamde gesmolten-zoutreactor te ontwerpen die thorium als grondstof kan gebruiken. Daarbij werk ik uitsluitend met computermodellen.
Waarom ik niet ook met een echte reactor experimenteer? Haha. Er bestaat nog helemaal geen gesmolten-zoutreactor. Waarschijnlijk komt de eerste pas in 2030 op de markt.
In de jaren zestig bouwden de Amerikanen overigens wel al een prototype van een reactor die lijkt op degene waar ik nu aan werk, het zogenaamde ‘Molten Salt Reactor Experiment’. Dit was de eerste reactor met gesmolten zout als koelmiddel, met daarin de splijtstof opgelost. Het was ook de eerste reactor die werkte op uranium-233, een kunstmatig uraniumisotoop die het goed doet als splijtstof voor reactoren. Uiteindelijk is het onderzoeksproject in 1970 afgesloten door hevige competitie uit de hoek van zogenoemde snelle kweekreactoren.
In de jaren vijftig hadden ze ook al het idee voor een gesmolten-zoutreactor opgevat. Ze wilden het aan boord hebben van bommenwerpers. Een vliegtuig met een kweekreactor hoeft bijna nooit bij te tanken, was het idee. Behalve kernenergie produceert een kweekreactor namelijk ook nieuw splijtmateriaal. Daardoor kan hij bijna permanent in de lucht hangen, klaar voor de aanval.
Maar ja, het project was natuurlijk gedoemd te mislukken. Want de reactor is veel te zwaar en je kunt hem niet plotseling veel harder laten draaien om extra gas te geven als je een luchtgevecht moet aangaan. De bommenwerpers zouden schietschijven geweest zijn.
Ik probeer een gesmolten-zoutreactor te ontwerpen die op thorium draait. De uitdaging is om de reactor zo te ontwerpen dat er altijd voldoende neutronen in de zoutvloeistof aanwezig zijn om de kettingreactie in stand te houden. Door bestraling met neutronen wordt thorium verrijkt tot het splijtbare uranium -233. De neutronen die vrijkomen als uranium -233 splijt, moeten voor een deel het resterende thorium omzetten tot nieuw uranium-233 en er voor een deel voor zorgen dat andere uraniumatomen splijten.
De zoutoplossing loopt in kanalen door grafietbuizen. Net als bij de reactor destijds in Amerika, gebruiken we grafiet om de neutronen af te remmen als ze te hard gaan. Als in de gesmolten-zoutreactor een lek ontstaat, dan dreigt er geen gevaar, omdat de brandstof en de koeling een en dezelfde vloeistof vormen. Als de koelvloeistof weglekt, is er dus ook geen brandstof meer en kan de reactor niet oververhit raken.
Als ik klaar ben met dit promotieonderzoek, ga ik waarschijnlijk terug naar Hongarije. Ik vind het hier in Nederland heel prettig, maar het is ook een prettig idee dat mijn contract op een gegeven moment afloopt en ik hier niet tot mijn pensioen zit. In Hongarije kun je spontaan met vrienden naar de kroeg. Hier halen mensen eerst hun agenda tevoorschijn om te kijken wanneer ze tijd hebben.”