Er bestaat een veilig én goedkoop alternatief voor uranium als brandstof in kerncentrales: thorium. De toepassing ervan ligt voor de hand en de technologie ervoor is aanwezig.
Op 20 april 2010 ontplofte het booreiland Deepwater Horizon en voltrok zich de ergste olieramp ooit. Iets minder dan een jaar later, op 11 maart 2011, beefde de zeebodem ten oosten van Japan met een kracht van 9 op de schaal van Richter en maakte een enorme tsunami de verwoestingen nog veel erger. Tienduizenden mensen verloren het leven, werden gewond en moesten in allerijl hun woonplaatsen verlaten.
Alsof het nog niet erg genoeg was, werd ook de kerncentrale van Fukushima getroffen door de aardbeving. Er was een tijdlang geen stroom meer, zodat de kernreactie niet gestopt kon worden door het neerlaten van absorberende metaalstaven in het reactorhart. Evenmin konden de pompen met koelwater draaien, de
reactoren sloegen op hol, radioactieve stofdeeltjes ontsnapten in de lucht, in het bodemwater en in zee en er werd zelfs gevreesd voor een complete meltdown, zoals in 1979 in Three Miles Island en in 1986 in Tsjernobyl. Terwijl we deze regels schrijven (24 maart 2011) is het nog niet zeker of de centrale, die trouwens nooit meer zal kunnen functioneren, echt helemaal onder controle is.
Het drama van Fukushima heeft het debat over kernenergie weer helemaal op gang gebracht. Er is kritiek over de bewuste centrale zelf, namelijk de ligging omzeggens op het strand in een gebied dat bekend staat voor de frequente aardbevingen, de zg. Ring of Fire. De Japanse overheid had beter kunnen/moeten weten…
Ook de bredere kritiek op kernenergie in het algemeen barstte in alle hevigheid los. Er werd gewezen op de gevaren als de brandstofelementen niet meer adequaat gekoeld kunnen worden. En ook werd in de media gewezen op het probleem met de verbruikte brandstofelementen en ander radioactief afval, dat vele duizenden jaren volstrekt afgesloten van de buitenwereld te bewaren is. In diverse media werd het einde van de kernenergie aangekondigd. Tegen beter weten in, want kernenergie heeft gebleken in vele gevallen onmisbaar te zijn. Zonnepanelen en windturbines zijn weliswaar in opkomst, maar niet in een tempo dat het afschaffen van bij voorbeeld kernenergie rechtvaardigt. En om zonnepanelen en windturbines te vervaardigen is ook veel energie nodig, afkomstig van bij voorbeeld klassieke steenkool- of stookoliecentrales met milieuonvriendelijke uitstoot als gevolg.
Is er een alternatieve manier om kernenergie te benutten voor stroomproductie? In augustus 2007 wezen we in het artikel Thorium: nucleaire revolutie? al op de voordelen van thorium al nucleaire brandstof. Klik hier voor een update.
Sinds we ons artikel over thorium schreven in 2007 is de technologische evolutie natuurlijk niet blijven staan en is er een trend om het oxide te verlaten als kernbrandstof ten voordele van een zout, nl. thoriumfluoride (ThF4), een wit poeder. Hoe een kernreactor op basis van thoriumfluoride werkt gaan we niet uiteenzetten in deze context. Essentieel is te weten, dat zulke reactor veel veiliger is dan een ‘klassieke’ op basis van uraniumoxide. Er moeten bij voorbeeld geen betonnen bunkers omheen worden gebouwd.
De grote truc is het feit, dat het zout alleen in gesmolten toestand, dit is ca 1.100°C, bruikbaar is voor kernsplitsing. Daardoor kan de reactie niet uit de hand lopen: wil men de thoriumreactor stoppen, dan laat men het zout (ThF4) gewoon weglopen in een watergekoelde vergaarbak. Het zout koelt snel af en de neutronenabsorptie, nodig voor de kernsplijting, vindt niet plaats in het gestolde zout. Geen radioactieve stoom, geen ontploffingen, geen meltdown te vrezen.
Bovendien blijft een thoriumreactor werken zolang er thorium aanwezig is. Bij uranium is dit niet het geval. Als een bepaald gedeelte uranium is ‘uitgewerkt’, dan moeten de brandstofstaven uit de reactor verwijderd worden. Hierdoor ontstaat een radioactief afval, dat ofwel ergens veilig gestockeerd moet worden, ofwel (gedeeltelijk) heropgewerkt aan hoge kosten en ook niet zonder risico’s.
Om een idee te krijgen van de efficiëntie van thorium als kernbrandstof volstaat het te weten, dat één ton thorium evenveel energie kan opbrengen als ca 200 ton uranium of zomaar eventjes 3,5 miljoen ton steenkool.
En voor de prijs moet je het niet laten. Van thorium, ontginbaar aan de huidige methodes, is ca 2,6 miljoen ton voorradig aan een prijs van ongeveer 57 euro per kilogram. Met die 2,6 miljoen ton kunnen we honderden jaren verder.
Ook de investeringen om thoriumcentrales te bouwen vallen best mee. Een 1‑gigawatt uraniumcentrale kost ca 780 miljoen euro, voor een vergelijkbare thoriumcentrale is dit een kwart, ca 195 miljoen euro. Het leeuwendeel van dit opvallende verschil is te danken aan het nulrisico voor een meltdown bij thorium, waardoor de installatie stukken minder kostbaar is.
Sterker nog: aan brandstof kost een 1‑gigawatt uraniumcentrale ca 21 miljoen euro per jaar, voor thorium is dat 30 maal minder ofwel ca 700.000 euro, omdat thorium niet verrijkt moeten worden zoals uranium, enkel gezuiverd en omgezet in zout of oxide.
Uit het ganse kostenplaatje (beveiliging, mate van automatisatie, infrastructuur,…) blijkt, dat elektriciteitsproductie via thorium ongeveer tien maal goedkoper is dan via uranium.
Het mag verwondering baren, dat de research naar commerciële thoriumreactors tot voor enkele jaren stiefmoederlijk bedeeld was. Dat uraniumcentrales tevens een rol spelen als producenten van plutonium, essentieel voor kernbommen, is zeker de hoofdreden hiervoor.
Intussen zijn er non-proliferatieakkoorden getekend en zijn de kernmachten bezig met het afbouwen van hun nucleair arsenaal. Plutonium verhuist via via van bommen naar kerncentrales om daar braafjes stroom te helpen leveren.
Zo komt het dat de laatste jaren er eindelijk ernstig onderzoek bezig is naar thoriumcentrales. Dit onderzoek gebeurt vooral in China, Duitsland, India,
Japan, Rusland, het VK, de VS en Zuid-Afrika.
Hierboven zijn enkele types van thoriumreactoren afgebeeld: één met thoriumoxide met een klassieke opbouw in Oak Ridge, dan twee schema’s, één van een transporteerbare reactor en één van het type reactor met thoriumzout.
Als de tragedie met de Japanse centrale van Fukushima de toepassing van thorium als veilige en efficiënte nucleaire brandstof een boost heeft gegeven, dan zijn alle menselijk leed en de enorme economische verliezen niet vergeefs geweest.
Jan Van Besauw
Publicist voor US Markets
________________________________________
Ondergetekende is een gepensioneerde marketing manager. Hij schrijft voor US Markets o.m. columns, nieuwsberichten en artikelen over diverse onderwerpen. Hij heeft op het moment van schrijven geen materieel belang of bezit in de besproken bedrijven of beleggingsinstrumenten.