Kleine modulaire reactoren (SMR's): Een belangrijke innovatie voor schone energieoplossingen
Kleine modulaire reactoren (SMR's), die tot 300 megawatt elektriciteit kunnen genereren, komen naar voren als een belangrijke technologie in het streven naar schone en duurzame energie. SMR's bieden modulariteit en flexibiliteit, waardoor ze aanpasbaar zijn aan diverse toepassingen, in tegenstelling tot traditionele grootschalige kernreactoren. Het Amerikaanse ministerie van Energie heeft aanzienlijk geïnvesteerd in de ontwikkeling van SMR's, met als doel de koolstofuitstoot te verminderen en de Amerikaanse leiderschap in de nucleaire industrie te versterken.
Belangrijkste SMR-ontwerpen en -goedkeuringen
NuScale Power Corporation, gevestigd in Oregon, bereikte in 2022 een mijlpaal met de goedkeuring van hun SMR-ontwerp door de Amerikaanse Nuclear Regulatory Commission (NRC). NuScale's US600 SMR geeft prioriteit aan modulair ontwerp en passieve veiligheidsmechanismen, waaronder een door zwaartekracht aangedreven boorverdunningssysteem voor betrouwbare noodvoorzieningen. Holtec International heeft ook NRC-goedkeuring ontvangen voor zijn SMR-300-ontwerp, dat een geïntegreerde drukwaterreactor (iPWR) met door zwaartekracht aangedreven veiligheidssystemen omvat.
General Atomics, gevestigd in Californië, biedt een unieke aanpak met zijn Energy Multiplier Module (EM2)-ontwerp. De EM2 maakt gebruik van een heliumgaskoelsysteem, waardoor de thermische beperkingen van water worden omzeild, in tegenstelling tot traditionele drukwaterreactoren (PWR's). Dit ontwerp is ook voorzien van keramisch gecoate uraniumcarbidebrandstof, die werkt bij een hoge temperatuur van ongeveer 850°C voor efficiënte afvalverbranding en energieopwekking.
Vooruitgang in SMR-brandstofonderzoek
Recent onderzoek richt zich op het verbeteren van SMR-brandstofbronnen. Bangor University in het Verenigd Koninkrijk onderzocht het gebruik van 7% verrijkt High-Assay Low-Enriched Uranium (HALEU) op experimentele absorberpennen, wat een verhoogde brandstofcapaciteit en cyclusduur in simulaties aantoont. Het Bandung Institute of Technology in Indonesië onderzocht op thorium gebaseerde energiecellen, waarbij de toegankelijkheid en het potentieel van thorium werden benadrukt. Er blijven echter uitdagingen bestaan bij het optimaliseren van de prestaties en veiligheid van thoriumbrandstof.
Integratie en toekomstige vooruitzichten
SMR's kunnen worden geïntegreerd in hernieuwbare energienetwerken om de variabiliteit van wind- en zonne-energiebronnen aan te pakken. Een studie uit 2023 van het ministerie van Energie in Italië simuleerde iPWR SMR's in hybride energiesystemen, wat hun potentieel aantoont om de energieproductie in evenwicht te brengen en aan de productieverwachtingen te voldoen. Ondanks uitdagingen zoals hoge aanloopkosten en regelgevingshindernissen, vertegenwoordigen SMR's een veelbelovende stap in de richting van een schonere, duurzamere energietoekomst.