Thorium Energie Centrales

Transcriptie

1 Thorium Energie Centrales Jan Leen Kloosterman, Jilt Sietsma TU Delft Delft University of Technology 2 1

2 Unieke eigenschappen thorium Thorium is prima grondstof voor electriciteitsproductie Thorium is ruim voorradig op aarde (evenveel als lood) Thorium is bijproduct van bestaande mijnwinning Thorium kent vrijwel geen andere toepassing Eén gram thorium komt overeen met 2500 liter benzine! Thorium produceert géén lang-levend kernafval Encyclopaedia Britannica over thorium: Since thorium, its fertile quality represents a virtually unlimited source of nuclear energy. ( 3 Thorium ligt voor het oprapen Letterlijk! Op sommige stranden komt de energie van thorium in één kilogram zand overeen met honderdduizend ( ) liter benzine 4 2

3 Gesmolten Zout Reactor - MSR Secundair Electriciteitsproductie Zuiveren van zout Primair Splijtstof = koelmiddel Veilige opslag 5 Splijtstofelementen huidige kerncentrales huls regelstaven splijtstoftabletten splijtstofelement splijtstofstaaf Splijtstof ontkoppeld van koelmiddel 6 3

4 Levensduur afval huidige centrales Radiotoxiciteit (Sv) Plutonium Uraniumerts Opslagtijd (jaar) 7 Levensduur afval thorium-msr Radiotoxiciteit (Sv) Splijtingsproducten Splijtingsproducten Plutonium Uraniumerts Opslagtijd (jaar) 8 4

5 Unieke eigenschappen thorium-msr Splijtstofzout is ook koelmiddel Geen risico voor oververhitting Zout wordt continu gezuiverd Reactor kan flexibel energie leveren Flexibele splijtstofcyclus Gebruik van thorium òf bestaand kernafval! Vrijwel geen transport van radioactieve stoffen Voldoende thorium voor tienduizenden jaren Geen langlevend radioactief afval 100% CO 2 vrij!! 9 Molten Salt Reactor Experiment (MSRE) Principe is bewezen! 10 5

6 Benodigd onderzoek Chemie van de splijtstofzouten en van de zuiveringsprocessen Corrosie- en stralingsbestendige materialen die lange tijd meegaan Fundamentele kennis van alle veiligheidsrelevante processen Degene die op deze gebieden de leiding neemt, heeft een grote voorsprong en grote economische voordelen! 11 TU Delft in pole position F. Wols, Conceptual Design Studies of a Passively Safe Thorium Breeder Pebble Bed Reactor, Delft (2015). D.J. Journée, Helium bubbling in a Molten Salt Fast Reactor, A flotation process, Delft (2014). Chris Graafland, Modeling and analysis of a depressurized loss of forced cooling event in a thorium fueled high temperature reactor, Delft (2014). L.L.W. Frima, Burnup in a Molten Salt Fast Reactor, Delft (2013). R. van Bremen, Water ingress scenario analyses of a thorium fuelled HTR, Delft (2013). K. Nagy, Dynamics and Fuel Cycle Analysis of a Moderated Molten Salt Reactor, Delft (2012). D.A. Rodriguez Sanchez, Safety analysis of a thorium-fueled High Temperature Gas-cooled Reactor, Delft (2012). E. van der Linden, Coupled Neutronics and Computational Fluid Dynamics for the Molten Salt Fast Reactor, Delft (2012). Jacques Verrue, Ding Ming and Jan Leen Kloosterman, Thorium utilization in a small and long-life HTR, Delft (2011). R.J.S. van't Eind, Simulation of Fast Molten Salt Reactor, Delft (2011). F. de Vogel, Parametric Studies on the Moderation Ratio of a 2-zone 1-fluid Molten Salt Reactor, Delft (2011). M.W. Hoogmoed, Sensitivity and Uncertainty Analysis for the Thorium Molten Salt Reactor using the SCALE and ERANOS Code Systems, Internship Grenoble (2010). M.W. Hoogmoed, A Coupled Calculation Code System for the Thorium Molten Salt Reactor, Delft (2009). G. Rodigari, Application of the Adjoint Sensitivity Analysis to the Delayed Neutron Parameters in a Molten Salt Reactor, Delft (2008). 12 6

7 TU TU Delft TU Delft heeft recent een onderzoekslaboratorium in gebruik genomen voor fundamenteel onderzoek aan splijtstofzouten met thorium en uranium (TU Lab) 13 Fundamenteel materiaalondezoek 5 m 0,05 mm 50 nm 14 7

8 Fundamenteel materiaalonderzoek 15 OYSTER project TU Delft Nieuwe reactorkern Installatie van een koude neutronenbron Installatie van nieuwe zeer gevoelige instrumenten 16 8

9 Chemie en materialen: samenwerking TU Delft en EC-JRC-ITU (Karlsruhe) 17 Hoge Flux Reactor (Petten) 18 9

10 TU Delft heeft leidende rol in Europa 19 Wat is nodig? Bundeling van expertise in één instituut Budget voor: Onderzoek op drie eerder genoemde gebieden (chemie, materialen, vergunningstraject) Opleiding van jonge ingenieurs en wetenschappers Budget voor: Ontwerp, bouw en bedrijf van demonstratie onderzoeksreactor Ontwerp van eerste energiecentrale 20 10

11 Wat krijgt Nederland? Duurzame energie High-tech industrie Technologische voorsprong High-tech industrie Green Energy 21 Symposium vrijdag 17 april TU Delft Bezoekers van over de hele wereld komen voor één dag naar Delft om de topsprekers op dit gebied te zien en te horen!! 22 11

12 Samenvatting Thorium-MSR centrale: Is veilig en duurzaam Produceert geen lang-levend kernafval Werkt met thorium of met bestaand kernafval Onderzoek nodig op gebieden: Chemie van de splijtstofzouten en zuiveringsprocessen Corrosiebestendige metalen die lange tijd meegaan Geavanceerde software en experimenten voor licensing TU Delft heeft: Unieke kennis en onderzoeksfaciliteiten (HOR) Samenwerking met NRG in Petten (HFR) en andere laboratoria Sleutelrol in het Europese onderzoek Ambitie om het onderzoek wereldwijd te leiden