Jaarverslag 2009 Energie Milieu Gezondheid Management
Inhoud Oogsten komt later 2-3 Positieve reuring 4 Fikse investeringen nodig 5 ENERGIE Intro 6 Levensduurverlenging Borssele 8 Nucleaire game voor beter begrip veiligheid 9 Digitalisering beïnvloedt faalkansberekening kerncentrales 10 Meer rendement met ROSA 11 Ultrasooninspecties: groeimarkt 12 Het weer in een reactorkern voorspellen 13 Snelle reactoren in zicht 14 Van reststof naar brandstof 15 Kwalificatie Chinese HTR-brandstof 16 Grafietgeheimen ontsluierd met InnoGraph 17 Brandstof voor kernfusie 18 Materialen die minder radioactief worden, maken kernfusie duurzamer 19 MILIEU Intro 20 Onderzoek naar thoron in het binnenmilieu 22 Radiologische inventarisatie Shell laboratorium 23 Verantwoord omgaan met oude nucleaire instrumenten 24 Groei decontaminatie off-shore onderdelen 25 Recycling verpakkingen medische isotopen 26 Onderzoek eindberging radioactief afval 27 Water naar de zee 38 1 Jaarverslag 2009 GEZONDHEID Intro 30 Productie medische isotopen kritiek 32-33 Europese vergelijking dosimetrie 34 Kippenpoten op de röntgenfoto 35 Stralingsbescherming reparatie HFR 36 Nucleaire infrastructuur 38 Positieve aandacht voor nucleaire thema s 39 PALLAS in versnelling 40 Quality Safety & Environment 42 Human Resources Management 43 NRG in financiële termen 44 Organogram 45 Colofon 46
Algemeen Oogsten komt later 2009 was het jaar dat NRG veel erkenning kreeg. Onze maatschappelijke positie werd glashelder en de wereld zag hoe onmisbaar onze bijdrage is. Daardoor was het een goed jaar, ondanks de tegenslagen met de reactor. NRG stelde vast hoe de waardering vanuit haar omgeving toenam. Onze klanten reageerden positief, de politiek steunde ons en onze eigen medewerkers hebben zich enorm ingezet. Dat hielp ons verder. 2 Jaarverslag 2009 Algemeen directeur van NRG Rob Stol is niet iemand die tevreden achterover leunt. Onze missie voor komend jaar is om dit draagvlak te behouden en te versterken. We hebben gezaaid en moeten het zaaigoed opkweken langs de lijnen die zijn uitgezet. Oogsten komt later, verzekert hij. 2009 was het tweede jaar van wereldwijde economische tegenwind. Toch had de crisis slechts beperkt effect op NRG. Stol: De investeringen in kernenergie lijden vooralsnog niet onder de crisis. Onze consultancy en R&D-activiteiten in deze hoek groeiden zelfs licht. Ook de markt voor medische isotopen kent een andere dynamiek die los staat van conjuncturele ontwikkelingen. De crisis werd overigens wel gevoeld in NRG-diensten voor olie- en gas bedrijven. Onze opdrachtgevers stelden onderhoud en grote investeringen uit, sneden in de kosten of probeerden op andere manieren hun uitgaven te beperken. Gederfde inkomsten in dit laatste segment en reserveringen voor de noodzakelijke reparaties aan de HFR drukten het resultaat over 2009. Al met al ben ik toch niet ontevreden met het positieve bedrijfsresultaat waarmee we het jaar afsluiten: 1,4 miljoen euro. Rob Stol Algemeen directeur Het in 2008 geconstateerde defect in de HFR bleek in 2009 niet snel te repareren. Er was op dat moment echter een dringende medische noodzaak de isotopenproductie op peil te houden. De politiek toonde zoveel vertrouwen in ons dat wij - na een grondig veiligheidsonderzoek - in februari met een tijdelijke vergunning mochten opstarten. Dat dit geen overbodige beslissing was, bleek in mei van het verslagjaar. In één klap viel een groot deel van de productie weg door een storing in de Canadese reactor. NRG heeft dit opgevangen door de productie op te voeren tot zo n zeventig procent van het wereldaanbod. We braken herhaaldelijk onze eigen productierecords. Een zware verantwoordelijkheid, vindt Rob Stol, want vele duizenden mensen waren voor een groot deel van 2009 voor hun behandeling afhankelijk van isotopen uit Petten.
Omdat deze situatie niet mag voortduren, werkten talloze NRG-mensen met grote inzet aan structurele oplossingen. In 2009 werd niet alleen de reparatie van de HFR voorbereid, maar ook het projectteam voor de bouw van PALLAS opgericht. PALLAS is de geplande nieuwe reactor die de huidige HFR moet vervangen. We trokken een externe project-directeur aan en starten een internationale tenderprocedure. Een grote steun in de rug kreeg NRG van de Nederlandse politiek door de brief die het kabinet in oktober naar de Tweede Kamer stuurde. Daarin sprak zij zich positief uit over de vervanging van de HFR door PALLAS. In december verscheen volgens plan de startnotitie voor de MER-procedure; het begin van het formele vergunningentraject. De weg is nog lang, maar de reis is begonnen. Ook de rest van de wereld werkte in 2009 in internationaal verband eensgezind aan verbeteringen. NRG droeg en draagt hieraan op alle fronten bij via afgevaardigden bij de OECD en belangenorganisaties en door bemiddelingen op de markt voor isotopen. Naast producent van isotopen en onderzoeker van materialen met de HFR is NRG natuurlijk vooral een dienstverlener met R&D en Consultancy. Het draagvlak voor kernenergie zal verder toenemen vanwege de maatschappelijke aandacht voor het klimaat en energie-afhankelijkheid. Deze ontwikkeling zal zich vertalen in nieuwe kansen. Over de hele wereld wordt kernenergie meegewogen in een evenwichtige energiemix. De globale vraag naar consultants zal dus groeien, evenals specifieke R&D-capaciteit rond materialen en kennis van nucleaire processen. NRG is al een wereldspeler in enkele niches, wij zullen onze posities verder opkweken. Stol voorziet daarom dat NRG gaat groeien. Zowel in omvang als in omzet. Wij mikken op de markten voor levensduurverlenging van bestaande kerncentrales en nieuwbouwprogramma s. Trots noemt Rob Stol de relaties op de Amerikaanse markt met splijtstofmanagement, de kwalificaties van kernbrandstof voor een Chinese HTR-reactor en de bijdrage aan de nieuwbouw in Finland. Ook speelt NRG een gewaardeerde rol bij het verwezenlijken van de nucleaire ambities van grote Europese spelers zoals British Energy, Areva, RWE, E.ON. 3 Jaarverslag 2009 Vanaf 2010 wil Stol keuzes maken: Met welke diensten en producten gaan wij op welke markten leidende posities nastreven? De Europese en de Amerikaanse markten liggen voor de hand, maar NRG heeft ook belangstelling voor Azië. Als Rob Stol een blik in de toekomst werpt, ziet hij NRG als een wereldspeler met hoogwaardige research, diensten en producten op nucleair gebied. Een bedrijf dat slim samenwerkt, allianties aangaat en daardoor flink is gegroeid. Dat betekent dat de organisatie van NRG hiervoor klaar moet worden gestoomd. We voeren vanaf 2010 een marktgerichte bedrijfsstructuur in, georganiseerd rond product/marktcombinaties en met gedecentraliseerde verantwoordelijkheden. NRG verkent haar mogelijkheden op de buitenlandse markten en vergeet natuurlijk de thuismarkt niet. Nederland is en blijft een belangrijk afzetgebied. Dus waar staat NRG over tien jaar? Als het aan Rob Stol ligt zal Nederland in 2020 een onmisbare plaats innemen in de Europese en mondiale nucleaire infrastructuur en daardoor toegang hebben tot alle relevante internationale onderzoeksprogramma s. Het zaaigoed van nu zullen we in 2020 oogsten van een vruchtbare bodem. Op de wereldmarkt is NRG een klein, maar sterk merk. NRG is daardoor een magneet voor jong talent dat via PALLAS samenwerkt met de Myrrha-reactor in België en de Jules Horowitz-reactor in Frankrijk waar ook de internationale fusiereactor ITER staat. In Nederland werken we collegiaal samen met de TU-Delft die haar reactor met Oyster heeft uitgebreid en we verzorgen diensten voor de in aanbouw zijnde tweede kerncentrale en voor wereldspeler URENCO.
Algemeen Positieve reuring Energie-innovaties zijn hard nodig voor een vlotte transitie naar een schone, betrouwbare en betaalbare energievoorziening, stelt Ton Hoff, directievoorzitter ECN. De vennoten ECN en NRG werken hier hard aan, beiden met hun eigen accenten, maar in dezelfde wetenschap: deze omvangrijke transitie kent geen silver bullet. 4 Jaarverslag 2009 Het economisch noodweer, dat tot ver in de tweede helft van 2009 voelbaar was, taste het energieonderzoek rakelings aan. Plotselinge vraaguitval van de industrie, bijvoorbeeld, dwingt onze sector tijdelijk intensiever acquisitie te voeren en dus extra kosten maken. Deze operatie wordt gelukkig positief afgesloten met meer projectopdrachten dan verwacht. In 2009 verstevigde ECN haar internationale onderzoeksnetwerk. Zo tekende de ECN-directie een intentieovereenkomst met het prestigieuze NREL (National Renewable Energy Laboratory) in Colorado (USA). Ton Hoff: Dit is het grootste onderzoekinstituut op het gebied van duurzame energie van het Amerikaanse Department of Energy (DOE). Met veel belangstelling bekijkt ECN hoe vennoot NRG een netwerk van internationaal hoogwaardige consultancy bestiert. Ook voor ECN nemen deze kansen toe, zo is de verwachting van Hof. Dit heeft te maken met de steeds lossere band tussen internationale bedrijven en hun overheden. Uiteraard is er bij ECN ook veel aandacht voor de plotseling uit bedrijf gehaalde Hoge Flux Reactor (HFR). Hierdoor kwam 2009 in het teken te staan van een tijdelijke herstart en de voorbereidingen voor een grondige reparatie in 2010. Ik deel de enigszins wrange maar optimistische conclusie van Rob Stol dat deze tegenvaller tegelijkertijd de ogen heeft geopend van een breed publiek. Iedereen weet nu dat bijna eenderde van de wereldwijde medische isotopenproductie komt stil te liggen als de Pettense reactor uit bedrijf wordt gehaald. Een andere belangrijke les die 2009 heeft geleerd is hoe belangrijk het is om tijdig na te denken over het zekerstellen van de isotopenproductie in de toekomst, plus het onderzoek naar de verduurzaming van kernenergie. De ECN-directie vindt het van groot belang dat er vaart wordt gemaakt met de realisatie van PALLAS, de veelbelovende opvolger van de HFR. Mocht de reactor in de duinen komen, staat ECN een behoorlijke verhuisoperatie en bouwactiviteiten te wachten. Maar dat is positieve reuring voor een goed doel. Ton Hoff Directievoorzitter ECN Als vennoot wil ik het NRG-personeel bedanken voor hun enthousiasme en inzet in 2009, aldus Ton Hoff.
Ruud Lubbers vindt fikse investeringen nodig Regeringen en marktpartijen moeten bereid zijn te investeren in nieuwe technologieën die de uitstoot van CO 2 tegengaan, vindt Ruud Lubbers. Ook als het gaat om forse bedragen. Hij citeert de Club van Rome:,,Overheden hebben de afgelopen tijd triljoenen dollars gepompt in het overeind houden van de financiële markt. Wat nu belangrijk is, is een goede investering om de toekomst van de aarde te redden. Dit citaat komt uit de Verklaring van Amsterdam (oktober 2009) waarmee de Club van Rome de milieuministers aanspreekt, legt Ruud Lubbers uit. Die kwamen december vorig jaar bijeen op de klimaattop van de Verenigde Naties. Wat Kopenhagen uiteindelijk heeft opgeleverd kon iedereen uitgebreid zien en lezen in de media. Voor mij is de bottomline dat we wereldwijd gaan naar een CO 2 -arme economie. Daartoe moet het beginsel de vervuiler betaalt gepraktiseerd worden; of dat nu gebeurt door emissierechten, door belasting op CO 2 of vergelijkbare instrumenten. De noodzaak van klimaatinvesteringen blijft immers recht overeind staan. Om de uitstoot van broeikasgassen, zowel in de rijke landen als in die in opkomende economieën voldoende terug te brengen is nieuwe technologie een absolute noodzaak. Bij de ontwikkeling daarvan ziet Lubbers een belangrijke rol voor Petten weggelegd. Denk aan energie-efficiëntie, hernieuwbare bronnen, zoals zon en wind, CO 2 -afvangst en opslag. Maar ook een nieuwe generatie kernreactoren. De ontwikkeling van de nieuwe generatie kernreactoren en op de langere termijn ook van fusiereactoren gebeurt niet vanzelf. NRG levert in internationaal verband een substantiële en gewaardeerde bijdrage. Bestralingen in de Hoge Flux Reactor vormen op dit werkgebied vaak het hart van het onderzoek. Het uit bedrijf zijn van deze reactor gedurende de eerste maanden van vorig jaar had dan ook een forse impact op de voortgang van het onderzoek die ook internationaal niet onopgemerkt is gebleven, aldus Lubbers. Hij constateert ook dat niet alleen het onderzoek daarvan last heeft gehad. Het wegvallen van de productie van medische isotopen heeft invloed gehad op de gezondheidszorg in bijna de gehele wereld. Ook dit jaar zullen volgens hem de gevolgen van het uit bedrijf zijn van de reactor vanwege de reparatie weer overal merkbaar zijn. Het is daarom noodzakelijk dat zo spoedig mogelijk met de bouw van PALLAS als vervanger van de huidige reactor een begin kan worden gemaakt. Niet alleen om de productie van medische isotopen ook in de toekomst zeker te stellen, maar ook om met nieuwe reactortechnologie een bijdrage te leveren aan het wereldwijd terugdringen van de uitstoot van broeikasgassen. Hiervoor is een fikse investering nodig. Niets doen is geen optie gezien de afbreukrisico s. De overheid, maar ook de private sector, zullen gezamenlijk hun verantwoordelijkheid daarvoor moeten nemen. Terugkijkend op 2009 spreekt Ruud Lubbers in ieder geval zijn grote waardering uit voor de inzet van de medewerkers en de directie van NRG. Ondanks de problemen met de reactor wist NRG van 2009 toch een goed jaar te maken. Ruud Lubbers Voorzitter van de Raad van Toezicht ECN
Energie In het verslagjaar bleven de goede perspectieven voor de nucleaire markt voor de lange termijn overeind. Op de korte termijn, echter, is de markt turbulent. Niet alleen werden de gevolgen van de kredietcrisis in hun volle omvang zichtbaar, ook lieten Aziatische concurrenten hun tanden zien. Onverwacht voordeel van de kredietcrisis: een verruiming van de arbeidsmarkt.
Voor de komende decennia ziet de markt voor nieuwbouw en levensduurverlenging van bestaande kerncentrales er goed uit. Het westerse productiepark begint op leeftijd te komen en overal in Europa wordt nagedacht over de continuïteit van de energievoorziening. In het licht van de klimaatdiscussie en de eindigheid van fossiele reserves, zijn de kansen voor kernenergie gegroeid. In Nederland is al besloten de kerncentrale Borssele zestig in plaats van veertig jaar open te houden. In ons omringende landen vinden soortelijke overwegingen plaats. België heeft zijn phase-out van kernenergie tien jaar uitgesteld en de Britten willen hun grafietreactoren langer in bedrijf houden om ze na 2017 te vervangen door licht water reactoren. Ook in Frankrijk, Zwitserland en Spanje speelt het thema levensduurverlenging. Zelfs achter de Duitse Ausstieg staat inmiddels een vraagteken. Voor NRG betekenen deze ontwikkelingen dit komende decennia volop kansen. Of die kansen ook reëel en benut zullen worden, ligt in de toekomst besloten. De Amerikaanse markt stagneert vooralsnog, grote investeringen blijven er uit. De vraag is wat als gevolg van de financiële crisis in West-Europa gaat gebeuren met grote (nieuwbouw)projecten. Als de lange termijn ontwikkeling zich vertaalt in een reële vraag naar nucleaire dienstverlening, wacht NRG een mooie uitdaging. De stap naar internationalisering wordt dan noodzakelijk. Komende tijd zal NRG de vraag moeten beantwoorden op welke manier die stap gezet gaat worden: buitenlandse samenwerking, allianties en misschien zelfs overnames. Op de wereldmarkt zijn er spelers bijgekomen waar rekening mee gehouden moet worden. In 2009 heeft de gevestigde Westerse industrie haar eerste grote orders verloren aan Aziatische concurrentie. Als grote Europese spelers terrein verliezen, krimpt mogelijk ook de markt voor diensten die NRG aanbiedt. NRG zal keuzes moeten maken. Bijvoorbeeld door specialisaties te zoeken in levensduurverlenging en nieuwbouw van de bekende generatie III licht water reactoren. In deze segmenten zit vooralsnog het meeste perspectief. Voor het aantrekken van gekwalificeerde medewerkers werkte de kredietcrisis positief. Weliswaar blijft nucleair talent schaars, maar het aanbod van ingenieurs nam wel toe. Met de nodige na- en bijscholing kon NRG goed in haar behoefte voorzien aan medewerkers voor de nucleaire energievoorziening.
Energie Levensduurverlenging Borssele In 2006 sloten de aandeelhouders van EPZ een convenant met de overheid. Afgesproken werd dat de kerncentrale Borssele open blijft tot 2034 in plaats van tot 2014. Inmiddels loopt bij EPZ al enkele jaren het project Long Term Operation (LTO) voor de bewijsvoering van de veiligheid na 2013. NRG groeide in de rol van owners engineer. 8 Jaarverslag 2009 Borssele is uniek, stelt Frederic Blom, projectleider aan NRG zijde van het project LTO. Het is één van de eerste kerncentrales in Europa, waarvan de ontwerplevensduur van veertig jaar wordt verlengd tot zestig jaar. Niet alleen voor EPZ is dat heel bijzonder, maar ook voor NRG. De verwachting is dat ook andere Europese landen hun kerncentrales langer open zullen houden. In feite verwerven wij met ons werk een koppositie op de West Europese markt. NRG is bij EPZ in haar rol gegroeid. Nog voor het convenant rond was, draaide NRG al in de voorbereiding van de studies mee. Eerst kregen we losse projecten of deelprojecten. Dat werd steeds meer. Inmiddels mogen wij EPZ met raad en daad bij staan voor het volledige LTO project. In haar rol als owners engineer heeft NRG het LTO project samen met EPZ gestructureerd. Er moet zo veel worden uitgezocht en bewezen, dat het van vitaal belang is het overzicht te houden. We hebben letterlijk in kaart gebracht wat er moet gebeuren zodat we beter kunnen sturen. Ons werk helpt ook om straks op een begrijpelijke en overzichtelijke manier te rapporteren aan de overheid. Die kan dan sneller en beter de resultaten beoordelen. NAAM Frederic Blom Email nrgcae@nrg.eu Opdrachtgever EPZ Opdracht Toon aan dat de kerncentrale Borssele veilig in bedrijf kan blijven tot 2034 Looptijd 2004-2011 NRG versterkte in 2009 met tien man de organisatie van EPZ. In feite heeft NRG in het project een specialistische en onafhankelijke positie. Dat stelt ons in staat om bijvoorbeeld het onderzoek aan het reactorvat namens EPZ met schaduwberekeningen te controleren. Verder doet NRG de projectleiding van het verouderingsonderzoek naar de vitale componenten en voert ook zelf het vermoeiings onderzoek uit. Het project LTO neemt de bestaande analyses, waarin veertig jaar vooruitgeblikt wordt, nog eens kritisch onder de loep. Als we daarbij de werkelijke belasting van veiligheidsrelevante componenten beschouwen, tonen we aan dat deze ook na 2013 niet zullen bezwijken door vermoeiing.
Nucleaire game voor beter begrip veiligheid Voor toezichthouder Kernfysische Dienst (ministerie van VROM) ontwikkelde NRG een computergame. Specialisten leren er real time mee hoe de kerncentrale Borssele zich gedraagt tijdens bijzondere omstandigheden. Ze oefenen wanneer zij wat moeten doen. Adviseren? Hulpdiensten mobiliseren? Evacueren? De minister-president bellen? Op een beeldscherm laat Anka de With zien in hoeveel tijd een incident zich ontwikkelt. Je kunt bewust pijpen laten breken, pompen ontregelen, koelwater verdampen en de hele kerncentrale laten verdwijnen in het duister van een volledige black out. Heeft de maakster een morbide geest? De KFD wil inzicht in grote incidenten in een kerncentrale. Dat lukt zo prima, legt Anka de With optimistisch uit. Belangrijk is wel om je te realiseren dat je hier vrijwel onmogelijke situaties nabootst. In de praktijk kan de volledige koeling van de kern niet wegvallen. 9 Jaarverslag 2009 De kracht van de PWR Desktop Simulator zit hem in het gebruikersgemak. Je ziet de layout van de kerncentrale, pompen draaien, koelmiddel circuleert. En dat alles op een eenvoudige lap-top. Vervolgens kun je storingen simuleren met voorgedefinieerde scenario s of door zelf in te grijpen. Zodra een storing begint, gaat de klok tikken. Je ziet real time de centrale reageren. Regelstaven vallen in de reactor, temperaturen lopen op, veiligheidssystemen grijpen in en de centrale gaat naar een veilige conditie. Maar de normale veiligheidssystemen kunnen ook buiten spel worden gezet. Dan komt het aan op menselijke beslissingen om de centrale in een veilige toestand te brengen. Het systeem genereert allerlei data waaraan je kunt zien wat de effecten van de handelingen zijn. Zijn er radioactieve emissies? Waar hopen die zich op binnen het containment? Wanneer moet er stoom en radioactiviteit - geëmitteerd worden? Leerzaam! De KFD heeft inmiddels twee trainingssessies gehad en oefent ook individueel met de simulator. Het ziet er eenvoudig uit op het scherm, maar daarachter vindt een ingewikkeld reken- en interactieproces plaats. Anka de With: Voor de thermo-hydraulische processen gebruiken we de internationale MELCOR-code. Die geeft gegevens door aan een door ons zelf ontwikkelde visualisatie-code: VISOR. Het resultaat is verbluffend. NRG merkt grote belangstelling voor de PWR Desktop Simulator: Overal in de wereld staan PWR s waarop national bodies toezicht houden. We hebben inmiddels contact met Europese en Canadese geïnteresseerden. NAAM Anka de With Email nrgcae@nrg.eu Opdrachtgever Kernfysische Dienst, ministerie van VROM Opdracht Maak een computersimulator voor ernstige ongelukken in een PWR-kerncentrale Looptijd 2008-2009
Energie Digitalisering beïnvloedt faalkansberekening kerncentrales Exploitanten van kerncentrales zijn altijd erg voorzichtig met innovaties. Bewezen techniek heeft de voorkeur. Omdat kerncentrales langer open blijven, wordt er volop in geïnvesteerd. 1 0 J a a r v e r s l a g 2 0 0 9 NAAM George de Schutter Email nrgcae@nrg.eu Opdrachtgever Toezichthouder Kernfysische Dienst (KFD) Opdracht Voer een literatuurstudie uit naar faalkanstechnische modellering van digitale systemen Looptijd 2009 Vroeg of laat wordt vertrouwde analoge meet- en regeltechniek ingewisseld voor digitale systemen. Maar hoe beoordeel je de betrouwbaarheid daarvan? Komend decennium zullen digitale systemen in bestaande kerncentrales aan invloed winnen, voorspelt George de Schutter. Analoge reservedelen zijn straks niet meer te krijgen en een nieuwe generatie operators en onderhoudsmensen kent vooral digitale systemen. De nucleaire sector loopt bewust nog een beetje achter bij andere industrieën. De toezichthouder Kernfysische Dienst (KFD) stelt de digitale betrouwbaarheidsvraag ter voorbereiding op de aanstaande digitalisering. Omdat de gevolgen van een nucleair ongeval groot kunnen zijn, willen de toezichthouder en de sector vooraf zekerheid. Van analoge systemen zijn door de ruime bedrijfservaring de faalwijzen en de faalfrequenties bekend. Dit alles zit verwerkt in het PSA (Probabilistic Safety Assessment) model. De vraag hoe digitale systemen opgenomen kunnen worden in de PSA is gecompliceerd vanwege de geringe bedrijfservaring en het feit dat deze systemen software bevatten, legt De Schutter uit. Uit de literatuurstudie van De Schutter blijkt dat de kennis weliswaar toeneemt, maar dat de digitale faalkansberekening tegelijk nog in de kinderschoenen staat. Eigenlijk is die alleen voor digitale hardware goed te berekenen, omdat het falen hiervan te vergelijken is met analoge hardware. Voor software bestaat er veel discussie of dit überhaupt te modelleren is en zo ja op welke wijze. Er zijn inmiddels dynamische faalkansberekeningen in ontwikkeling. Die houden rekening met tijdsafhankelijkheid en verschillende typen interacties tussen het fysisch proces en het digitale systeem. Deze dynamische methoden zitten nog in de onderzoeksfase en er bestaat wereldwijd nog discussie over de toegevoegde waarde hiervan. Trends zijn Rule Based methoden: stel bij elk vereist veiligheidsniveau ontwerpregels vast. Bij de zwaarste veiligheidsniveaus horen de zwaarste ontwerpregels. Daarmee wordt in ieder geval de kwaliteit van de software toetsbaar. Ook dan blijft moeilijk verifieerbaar wat de faalkans is van de digitale systemen die er aan vast hangen. Met andere woorden: Rule Based methoden zijn veelbelovend, maar ze bieden geen totaal-oplossing. De conclusie is daarom dat daarnaast ook klassieke faalkansberekening voor digitale systemen een rol zal spelen. Op welke manier zoeken we in 2010 uit.
Meer rendement met ROSA Kerncentrales worden niet alleen veiliger, ze opereren ook steeds slimmer. Door de kern optimaal te configureren, kun je in een kerncentrale brandstof besparen. Dan doe je langer met een lading splijtstof, bespaar je geld en verminder je de hoeveelheid kernafval. NRG helpt de nucleaire wereld een handje met ROSA. ROSA rekent alles netjes uit, waarna de splijtstofmanager van een kerncentrale de beste beslissing kan nemen ten aanzien van de veiligheid, de economie en het technische verloop van de splijtstofcyclus. Een besparing van 1 procent op de brandstofkosten levert een exploitant van een grote kerncentrale al snel een miljoen euro aan besparing op per brandstofcyclus, vertelt Frank Verhagen van NRG. Met onze softwaretool ROSA zijn besparingen tot vijf procent zelfs geen uitzondering. Geen wonder dat er veel interesse is voor NRG s Reloading Optimization by Simulating Annealing (ROSA). Overal waar drukwaterreactoren staan, is men bezig met de optimale kern. Vooral in de Verenigde Staten is de vraag gegroeid. Daar worden nu onvoltooide kerncentrales uit de jaren 80 uit de mottenballen gehaald en afgebouwd. Toen kernenergie uit de gratie raakte, zijn deze centrales geconserveerd weggezet. Nu, tijdens de afbouw, wil de exploitant jaren vooruitkijken naar de exploitatiekosten en brandstofinzet. Meer dan een decennium vooruitkijken is geen enkel probleem, verzekert Verhagen: De software-architectuur is gericht op snelheid en die ligt zeker een factor honderd hoger dan bij de concurrentie. Eén splijtstofcyclus van 500 dagen wordt al doorgerekend in een paar duizendste van een seconde. De klant weet dan alle relevante gegevens over het gedrag van een kern, variërend van de plek met de hoogste temperatuur, de benodigde brandstof of het beste moment voor een splijtstofwissel. In 2009 is ROSA ook geschikt gemaakt voor nieuw te bouwen AP1000 reactoren van Westinghouse. Southern Nuclear uit Alabama kijkt nu zelfs al decennia vooruit voor centrales die pas over enkele jaren gaan opstarten! Hoewel ROSA niet uniek is, biedt zij wel grote voordelen. Splijtstofleveranciers leveren dit soort diensten ook. En soms ontwikkelen energiebedrijven iets in eigen huis. Maar volgens onze klanten verslaat ROSA alle alternatieven door haar gebruiksgemak, snelheid en accuratesse. NAAM Frank Verhagen Email nrgcae@nrg.eu Opdrachtgever Ontwikkeling in eigen beheer NRG product ROSA, Reloading Optimization by Simulating Annealing markt Splijtstofmanagement kerncentrales, wereldmarkt 11 Jaarverslag 2009
Energie Ultrasooninspecties: groeimarkt NRG inspecteert de conditie van vitale onderdelen in kerncentrales. Het ultrasoononderzoek van lasnaden en materiaalovergangen is specialistisch werk waar veel van afhangt. De opdrachtgever moet voor de veiligheid kunnen vertrouwen op onze resultaten. Tevredenheid van kanten en overheid leidt tot steeds meer werk aan Duitse kerncentrales. 12 Jaarverslag 2009 Hans-Peter Vierstraete en zijn team doen langer over de voorbereidingen van hun inspecties dan over de uitvoering zelf. De manipulatoren zijn niet te koop. We ontwikkelen en produceren ze zelf, testen ze, trainen er de klus mee en voeren er ten slotte ook zelf de inspectie mee uit. Resultaat: hoge satisfactie bij zowel het team als de klant. Het is leuk en motiverend teamwerk. Vorig jaar hebben wij het inspectiewerk bij de Duitse kerncentrales Brokdorf en ISAR2 in hoge mate van tevredenheid uitgevoerd. Zoiets gaat rond in de markt, constateert Vierstraete. Eind 2008 gaf dat een wezenlijke bijdrage voor het verkrijgen van opdrachten in de kerncentrales Biblis en Emsland. Ook hier zijn de opdrachten met complimenten voor de kwaliteit van de geleverde diensten in 2009 uitgevoerd. Omgekeerd kan natuurlijk ook, een goede naam is snel verspeeld. Het werken tijdens een stop in een kerncentrale wordt bepaald door deadlines die gehaald móeten worden. Wij zijn er ons continu van bewust dat de kwaliteit van onze inspecties daar niet onder mogen leiden. Vandaar de langdurige en gedisciplineerde voorbereiding. We oefenen voortdurend op dummies en referentiematerialen. Het behalen van de benodigde kwalificaties is ook een deadline en de volgende klussen zijn al weer in voorbereiding. NAAM Hans-Peter Vierstraeten Email inspection@nrg.eu Opdrachtgever EON Kernkraft Opdracht Brokdorf en ISAR 2 Looptijd afgerond in 2009 NRG heeft voor inspecties bij de Duitse drukwaterreactoren in Nederland veel ervaring opgedaan in Borssele. Dit type kerncentrale is ook elders toegepast, ook in Nederland Omdat NRG onafhankelijk is, is zij een aantrekkelijke partner voor zowel de industrie, de utilities als de overheid. We hebben een goede reputatie, zijn geen bedreiging voor de grote industrieën en leveranciers en kunnen onafhankelijk van welke belangen ook goed ons werk doen. NRG bewaakt deze riante positie zorgvuldig en wil haar komende jaren uitbouwen naar andere markten. Veel landen om ons heen heroverwegen hun kernenergiepolitiek. Dat betekent veelal het veilig langer openhouden van bestaande centrales. Voor ons is dat werk aan de winkel.
Het weer in een reactorkern voorspellen De prestaties van een kernreactor worden mede bepaald door de effectiviteit van de koeling. Als warmte efficiënt wordt afgevoerd, is dat goed voor het rendement, de brandstof en de duurzaamheid van de brandstofelementen in de reactorkern. Uranium levert dan meer bruikbare energie op en gebruikte materialen gaan langer mee. Met Computational Fluid Dynamics, oftewel CFDsimulaties, kunnen we bij NRG prima voorspellingen doen over de effecten van veranderingen in het ontwerp van brandstofelementen op de efficiëntie van de koeling ervan. Jan Aiso Lycklama à Nijeholt toont twee plaatjes. Het zijn kleurrijke simulaties van splijtstofelementen in een werkende reactor. Op het ene plaatje zijn de splijtstofstaven aan één kant bloedheet (rood), terwijl de andere kant relatief koel is (groen). Op het andere plaatje zijn de splijtstofstaven voorzien van een wokkelachtige spiraal. Lycklama: Je ziet daardoor een veel gelijkmatiger verdeling van de temperatuur. De spiraaldraad verhoogt de turbulentiegraad van het koelmiddel, waardoor de warmte veel beter wordt afgevoerd. 13 Jaarverslag 2009 In feite geeft CFD een soort weersvoorspelling voor het klimaat in de kern voor verschillende ontwerpen van brandstofelementen en onder verschillende operationele condities. Wij werken op dit moment vooral aan de ontwikkeling van toekomstige Generatie IV kerncentrales. Die werken met helium, vloeibaar lood of natrium als koelmiddel. Je wilt dan natuurlijk alles weten over de interactie tussen het systeem en deze vloeistoffen of gassen. Je wilt daar immers maximale veiligheid en rendement uit halen. Achter de eenvoudige afbeeldingen schuilt een ingewikkelde wereld. CFD werkt met miljoenen rekencellen, die allemaal individuele informatie doorgeven over temperatuur, druk en stromingsrichting van een vloeistof of gas. Nieuw is het idee om ook de markt van bestaande kerncentrales te verkennen. Drukwater reactoren blijven immers vaker langer in bedrijf wat nieuwe investeringen rechtvaardigt. Dus is het interessant om te kijken of ook daar verbeteringen mogelijk zijn. Dat is nu nog vaak een tijdrovend en kostbaar proces. Er worden testopstellingen voor gebouwd waar in één op één situaties wordt gekeken hoe vloeistoffen of gassen zich gedragen ten opzichte van de hardware. Als je dat in computermodellen weet te vatten kun je het aantal praktijktesten verminderen, waardoor je de kosten voor het ontwerpproces sterk reduceert Een kleine verbetering in het rendement of de kwaliteit van de installatie levert in een kerncentrale al snel miljoenen euro s aan vermeden kosten op. NAAM Jan Aiso Lycklama à Nijeholt Email nrgcae@nrg.eu Opdrachtgever Europese Commissie Opdracht Simuleer het gedrag van koelmiddel in Generatie IV centrales Looptijd Doorlopend in wisselende internationale projecten
Energie Snelle reactoren in zicht Europa ontwikkelt nieuwe types kerncentrales. De generatie IV snelle reactoren zijn vele malen efficiënter met hun brandstof en reduceren de hoeveelheid langlevend kernafval. Maar tussen de droom en de daad staan nog wel wat praktische bezwaren. Daar wordt hard aan gewerkt. 1 4 J a a r v e r s l a g 2 0 0 9 Ferry Roelofs begeleidt vanuit NRG de ontwikkeling van deze zogenaamde snelle reactoren. Snel staat in dit geval voor snelle neutronen. De huidige lichtwaterreactoren maken voor hun kernsplijting gebruik van langzame neutronen. Het koelmiddel in deze centrales is water en dat remt neutronen af. Dat leidt tot het karakteristieke splijtingsproces, waarbij slechts een klein deel van de mogelijke energie uit de splijtstof wordt gehaald. Het kernafval dat ontstaat, blijft heel lang radioactief. Volgens Roelofs benutten snelle reactoren hun splijtstof veel beter en reduceren ze de hoeveelheid langlevend afval. Je zou dus kunnen zeggen dat kernenergie daarmee een stuk duurzamer wordt. NAAM Ferry Roelofs Email nrgcae@nrg.eu Opdrachtgever Europese Commissie Opdracht Maak Generatie IV reactoren veiliger, efficiënter en goedkoper Resultaat Duurzamere kernenergie Looptijd Permanente opdracht Snelle reactoren werken met alternatieve koelmiddelen zoals natrium, lood of helium. Die remmen neutronen nauwelijks af. NRG concentreert zich met name op de natrium- en loodgekoelde reactoren. Onze bijdrage aan de ontwikkeling van deze reactoren is grotendeels gestoeld op onze brede expertise op het gebied van simulatietechnieken. Die strekt zich uit over het gedrag van vloeibaar lood en natrium in een reactor, de effectiviteit van de koeling, het gedrag van neutronen en sterkteanalyses van componenten en gebouwen. Als relatief klein instituut in Europa zijn we hierin groot, doordat we nauwe interactie hebben tussen de verschillende disciplines en doordat we zeggen wat we doen en doen wat we zeggen. NRG kan op dit gebied als geen ander in Europa voorspellingen doen en praktisch adviseren. Zo heeft NRG in het verslagjaar bijvoorbeeld gewerkt aan het aardbevingsbestendig maken van loodgekoelde reactoren. Zo n systeem is tien keer zo zwaar als een lichtwaterreactor. Je wilt daarom graag weten wat het effect is van een aardbeving op een reactorvat vol vloeibaar lood. Bij uitstek een vraagstuk waar de gecombineerde expertise van NRG toegevoegde waarde had. Met een combinatie van vloeistofsimulaties, sterkteanalyses en echte aardbevingsgegevens hebben we vastgesteld dat het effect meevalt. Vloeibaar lood gaat niet snel ernstig klotsen. Dat scheelt in het nemen van maatregelen. Technisch kan het. Er zijn al verschillende snelle reactoren in bedrijf geweest. Het proces is wel complexer en dus duurder. In feite werken we nu aan het verbeteren van de veiligheid en het vergroten van de economische haalbaarheid van snelle reactoren. De demonstratiefase verwachten we rond 2025, economische haalbaarheid omstreeks 2050.
Van reststof naar brandstof Kernafval wordt wel de Achilleshiel van kernenergie genoemd. Maar wat als de ene reactor draait op wat overblijft bij de andere? NRG onderzocht in EU-verband of met Hoge Temperatuur Reactoren (HTR) energie geproduceerd kan worden uit reststoffen van lichtwater reactoren. Ja dat kan, er zijn geen show-stoppers. Uit kerncentrales (en kernwapenontmantelingsprogramma s) komt plutonium vrij. Een deel wordt opgeslagen. Omdat er nog veel energie inzit, vindt een ander deel zijn weg terug naar lichtwaterreactoren (mengoxide splijtstof). Jim Kuijper van NRG: Wij hebben gekeken of het technisch mogelijk is om er ook reactorbrandstof van te maken voor huidige types hoge temperatuur gasgekoelde reactoren (HTR). Jim Kuijper gaf als lead partner in het EU-project PUMA drie jaar lang leiding aan het onderzoek. Hij is positief. Het lukt. De splijtstof werkt en op reactorniveau slinkt de hoeveelheid radioactief afval tot een kwart. De levensduur van het resterende afval wordt zeer sterk teruggebracht. Daarmee wordt het toepassingsgebied voor nucleaire reststoffen (plutonium, Pu, en minor actiniden, MA ) een stuk groter en neemt de duurzaamheid van de splijtstofcyclus toe. Dat het mogelijk is om Pu en MA in te zetten als HTR-brandstof, was vooraf geen vraag. In theorie kan dat. De vragen die wij moesten oplossen waren meer praktisch van aard: hóe maak je de splijtstof en wat zijn de consequenties voor de veiligheid en de toegepaste HTR-techniek? HTR-brandstof bestaat uit honderdduizenden kleine korrels: een soort snoepjes van grafietlaagjes met in de kern de splijtstof. De brandstof zit als het ware in haar eigen containment; oersterke omhulseltjes waarvan je zeker weet dat de splijtingsproducten er in opgesloten blijven. Afhankelijk van het type HTR zitten deze korrels in grotere bollen ( pebbles ) of cilindertjes waarmee de reactor wordt gevuld. In het PUMA-project onderzochten de vijftien partners de consequenties van een vulling met plutonium snoepjes in plaats van de gebruikelijke uranium snoepjes. Denk aan allerlei praktische zaken: zijn plutonium particles industrieel en met de juiste grafietlaagjes te produceren en hoe gedragen ze zich vervolgens in het splijtingsproces? En nog belangrijker: zijn de huidige HTR-reactorontwerpen geschikt? Op alle vragen kwam een positief antwoord. Er zijn geen echte showstoppers, wel wat mitsen en maren. De particles zijn moeilijk te produceren en je moet werken met de kleinere HTR-typen van 200 MW. Dat is beide overkoombaar, vindt Kuijper. De nadelen wegen niet op tegen de voordelen: minder afval dat bovendien minder lang straalt. NAAM Jim Kuijper Email lci@nrg.eu Opdrachtgever Europese Commissie Project PUMA (Plutonium and Minor Actinides Management in Thermal High Temperature Reactors) Resultaat Verduurzaming splijtstofcyclus Looptijd Drie jaar 1 5 J a a r v e r s l a g 2 0 0 9
Energie Kwalificatie Chinese HTR-brandstof In de Chinese provincie Shandong wordt een Hoge Temperatuur Reactor gedemonstreerd. Het Institute of Nuclear and New Energy Technology (INET) van de Tsinghua University bouwde al een 10 MW testballenreactor en in 2013 gaat een grote broer in bedrijf: twee keer 100 MW elektrisch. Als onderdeel van de vergunningverlening wordt mede door NRG de 1 6 J a a r v e r s l a g 2 0 0 9 brandstof gekwalificeerd. Chinese ballen gingen de wereld over om in Petten te worden bestraald. China streeft ons voorbij met moderne nucleaire technologie, stelt Sander de Groot van NRG. Zij hebben de Duitse HTR-technologie inclusief de bijbehorende wet- en regelgeving geadopteerd en bouwen nu de eerste grote HTR-reactoren. Wat dat betreft stelt China duidelijke prioriteiten. Wat China primair nodig heeft, doen ze zelf. Bijkomend werk zoals de kwalificatie van brandstof besteden ze uit. Dat is sneller en goedkoper dan eerst zelf de benodigde infrastructuur ontwikkelen en bouwen. China wil zo snel mogelijk over producerende HTR-eenheden beschikken. De Chinese economie groeit als kool, ze willen kunnen beschikken over alle mogelijke energiebronnen. Zon, wind, water, fossiel en nucleair. De HTR is daar onderdeel van en heeft op langere termijn vooral perspectief als warmte/kracht-installatie. NAAM Sander de Groot Email lci@nrg.eu Opdrachtgever INET, China Opdracht Kwalificeer HTR brandstof voor de Chinese praktijk Resultaat Wettelijk gekwalificeerde reactorbrandstof voor de HTR-PM van INET Looptijd 2009-2012 NRG heeft een lange ervaring op het gebied van HTR-brandstof. Wij waren al betrokken in het ontwikkeltijdperk en kennen ook de Duitse kwalificatieprocedure waarmee nu ook de Chinezen werken. Bovendien heeft NRG de benodigde infrastructuur voor de bestraling. Vandaar dus dat de grafietbollen naar Petten werden overgebracht. Hier in de HFR doen wij alleen deze eerste fase van het kwalificatieonderzoek. We meten de opbrand van de brandstof onder bedrijfsomstandigheden. Wij bestralen de fuel-bollen en bootsen in feite na wat in een reactor gebeurt. Het doel is om te kijken hoe de brandstof zich gedraagt; Als er ook maar eentje van de 12.000 coated particles in een grafietbol stukgaat, meten we dat. Daarna gaan de bollen nog naar een Duits collega-instituut voor een tweede fase: thermisch onderzoek. Als de koeling uitvalt, kan een HTR maximaal 1600 o C heet worden. De bij NRG bestraalde bollen worden getest bij een temperatuur tussen de 1600 en 1800 graden. Als ze ook dan heel blijven, zijn ze gekwalificeerd. Het kwalificatieonderzoek kent een krappe deadline. In 2012 moet alles afgerond zijn, want in 2013 wordt de HTR in China al opgestart.
Grafietgeheimen ontsluierd met InnoGraph Grafiet wordt al bijna zeventig jaar volop gebruikt in de nucleaire sector. Het heeft prima eigenschappen als moderator en warmtegeleider. Toch is er verbazingwekkend weinig bekend over de verklaring van het gedrag van grafiet. Dat komt door de eindeloze hoeveelheid soorten met specifieke kenmerken. Een langlopend bestralingsprogramma in de HFR heeft de blinde vlekken iets kleiner gemaakt. Grafiet is prettig materiaal. Het remt neutronen en is stabiel bij zeer hoge temperaturen. Het wordt daarom al heel lang gebruikt in de nucleaire sector. Ook voor de toekomst is het materiaal veelbelovend. In de twee ontwerpen voor Hoge Temperatuur Reactoren (HTR) speelt grafiet een cruciale rol, vertelt Arjan Vreeling. Toch heeft grafiet ook een keerzijde: het is geen homogeen materiaal en kan moeilijk gemodelleerd worden voor computerberekeningen. Kennis kun je alleen in de praktijk opdoen. Arjan Vreeling werkt aan het EU-project InnoGraph dat meer bekend moet maken over het gedrag van grafiet in reactoren. We weten dat grafiet stralingsschade oploopt en dat die zich kan herstellen bij hoge temperaturen. Wij hebben uitgezocht hoe dit mechanisme werkt. Vrij snel nadat grafiet in een reactor wordt gestopt, stort de warmtegeleiding ineen tot een kwart van het oorspronkelijke vermogen. Daarmee moet je dus rekening houden bij het ontwerp van een reactor. De vraag is: Kan de warmte weg als de temperatuur in een reactor om welke reden dan ook oploopt? Het antwoord is ja en dat is relevant voor de generatie IV HTR-ontwerpen. Binnen InnoGraph hebben we bestraald grafiet verhit boven de bestralingstemperatuur van 750 o C tot 1.400 o C. De resultaten trokken internationaal veel aandacht. Het bleek namelijk dat grafiet zich al bij temperaturen vanaf 900 o C begint te herstellen Met deze kennis kan de industrie betere ontwerpen voor Hoge Temperatuurreactoren maken, de ontwerponzekerheden nemen af. Het bovengenoemde is slechts één resultaat van de vier bestralingsexperimenten die binnen InnoGraph zijn uitgevoerd. In totaal weten we nu veel over het gedrag van grafiet, maar nog lang niet alles. We missen nog kennis over het lage temperatuurbereik tot 600 o C. Ook hebben we nog een grote voorraad bestraald grafiet dat geanalyseerd moet worden. Omdat de internationale belangstelling vanuit de HTR-landen groot is, zal NRG een projectvoorstel definiëren om InnoGraph komende jaren voort te zetten. NAAM Arjan Vreeling Email lci@nrg.eu Opdrachtgever Europese Commissie Opdracht InnoGraph, genereer kennis voor innovatieve nucleaire toepassingen van grafiet Looptijd 2002-2010 17 Jaarverslag 2009
Energie Brandstof voor kernfusie Stapje voor stapje wordt NRG hofleverancier van materiaalkennis voor de experimentele fusiereactor ITER (Frankrijk). Het Europese onderzoeksprogramma Hidobe, waarvan NRG leidende partner is, lost de blinde vlekken op in de kennis van het lichte metaal beryllium. 1 8 J a a r v e r s l a g 2 0 0 9 NAAM Hans Hegeman Email lci@nrg.eu Opdrachtgever Europese Commissie, Fusion for Energy Opdracht Hidobe: High dose irradiation of beryllium Resultaat Kennis over beryllium als katalysator in de productie van fusiebrandstof Looptijd 2002-2011 Deze kennis is essentieel. Beryllium is noodzakelijk om het proces dat fusiebrandstof maakt, op gang te houden. In een fusiereactor maak je energie door deuterium- en tritiumatomen te laten fuseren, legt Hans Hegeman uit. Deuterium halen we uit zeewater; tritium krijg je door lithium te bestralen met neutronen. Tritium maken is moeilijk. Om dat efficiënt te doen heb je veel langzame neutronen nodig. Het mooie van beryllium is dat het een generator is van langzame neutronen. Als je er één snel neutron inschiet, komen er twee langzame neutronen uit. Als je een langzaam neutron vervolgens invangt in lithium, ontstaat tritium. Helaas is het niet alleen tritium uit lithium wat ontstaat. In het beryllium ontstaan ook tritium en heliumbellen. Daardoor zwelt het beryllium op en houdt het tegelijk ook gedeeltelijk tritium vast. Het proces verliest dus efficiëntie en raakt radioactief vervuild. De kennis over dit fenomeen is echter niet toereikend. Er is in het verleden wel geëxperimenteerd, maar er zijn grote blinde vlekken. We weten veel over het gedrag van beryllium bij lage temperaturen en hoge stralingsdosis. Ook weten we een en ander over hoge temperaturen bij een lage dosis. Maar we weten niet wat beryllium doet bij hoge temperaturen en hoge dosis. Tweederde van het kennisspectrum is daardoor nog onbekend. NRG is één van de weinige plekken in de wereld waar deze blinde vlek kan worden ingevuld. Onze HFR is geschikt om de bestraling van het beryllium uit te voeren; die bestralingsexperimenten duren soms meerdere jaren. Daarnaast hebben we de engineeringcapaciteiten die dit soort experimenten kunnen ondersteunen en bovendien hebben wij hier de labs die het nabestralingsonderzoek kunnen doen. Het is de bedoeling dat de fusiereactor uiteindelijk zelf zijn eigen brandstof gaat maken in een kweekmantel. We tappen straks als het ware neutronen uit de fusiereactor af en leiden die door een module met een beryllium-lithiumsamenstelling. Het tritium wat hier wordt gekweekt, voeren we terug naar de reactor. Het fuseert daar weer met deuterium, waaruit nieuwe energie en nieuwe neutronen ontstaan die naar de kweekmantel worden geleid, enzovoort, enzovoort. Het beryllium functioneert in de module als neutronverdubbelaar, terwijl het lithium als tritiumproducent functioneert. Zonder beryllium wordt er te weinig tritium geproduceerd om het fusieproces op gang te houden.
Materialen die minder radioactief worden, maken kernfusie duurzamer Duurzaamheid van kernfusie leunt voor de lange termijn op de ontwikkeling van betaalbare en veilige technologie en materialen. Materialen die minder lang radioactief blijven, maken het mogelijk om afval uit kernfusiereactoren binnen een termijn van honderd jaar te recyclen. Dus kijken de fusie-materiaal-programma s in Europa, Japan en de VS vooral naar de ontwikkeling van zogenaamde Reduced Activation Ferritic/ Martensitic (RAFM) staalsoorten. Die verminderen de milieu-invloed van bestraald staal dat overblijft na einde van de levensduur van een fusiereactor, zegt Natalia Luzginova van NRG. Dit staal kan worden gemaakt door het selectief vervangen van chemische elementen die veranderen in hoogactieve stralers met een lange halveringstijd. Het reduced activation ferritic-martensitic staal, Eurofer97, wordt momenteel beschouwd als één van de kanshebbers om er de experimentele kweekmantel voor ITER van te maken en voor structurele componenten in een demonstratie fusiereactor. Ferritic martensitic staal vertoont beperkte zwellingen en is minder vatbaar voor helium-effecten, legt Luzginova uit. Aantrekkelijke mechanische eigenschappen kunnen ook worden bereikt bij een chemische staalsamenstelling die minder radioactief wordt. De bedrijfstemperaturen van Eurofer97-staal zijn echter niet hoger dan 550 o C. Om de efficiency van fusiereactoren te verbeteren, wordt een nieuw staaltype ontwikkeld dat yttriumdeeltjes bevat: Oxide Dispersion Strengthened (ODS) Eurofer97. Het wordt op dit moment gekarakteriseerd en ontwikkeld door Europese laboratoria waaronder NRG. Met ODS-staal kan de bedrijfstemperatuur met wel honderd graden verder omhoog. Voor we deze materialen in toekomstige fusiereactoren kunnen toepassen, moet er voldoende over bekend zijn. Ook het natuurkundig begrip van het gedrag van het materiaal onder invloed van straling moet ontwikkeld worden. Luzginova: Het moet worden aangetoond dat de kandidaatmaterialen voldoen aan de ontwerpcriteria. De hoofdtaak van NRG is het karakteriseren van dit materiaal in onbestraalde en bestraalde toestand. Om dat te kunnen doen ontwikkelen we bestralingsexperimenten en voeren die uit in de Hoge Flux Reactor (HFR). Daarna doen we mechanische tests om vast te stellen hoe de eigenschappen als gevolg van straling veranderen. Deze kennis en begrip van het effect van straling op staaleigenschappen zal helpen om ontwerpspecificaties op te stellen voor kernfusiereactoren. NAAM Natalia Luzginova Email lci@nrg.eu Opdrachtgever EFDA, European Fusion Development Agreement, Long Term Programme Opdracht Het vaststellen van de mechanische eigenschappen van Eurofer97-staal en ODS-Eurofer97 in onbestraalde en bestraalde toestand, inclusief het effect van de bestralingstemperatuur en het dosisniveau. Looptijd Continu proces 19 Jaarverslag 2009
Milieu NRG levert diensten en expertise in relatie tot radioactieve processen in ziekenhuizen, laboratoria en de industrie. De marktverwachtingen zijn positief: veel nucleaire installaties en laboratoria waar met radioactieve materialen wordt gewerkt, raken op leeftijd. Ontmanteling en renovatie vragen deskundige voorbereiding en uitvoering. NRG ziet de vraag groeien. Ook zijn er steeds meer bedrijven die geen kernenergiewetvergunning hebben, maar daarmee wel te maken krijgen. Offshore, erts- en overslagbedrijven vinden al enkele jaren de weg naar Petten. NRG gaat deze markten de komende jaren intensiever bewerken.
Eén van de niches op de nucleaire markt waarin NRG zich begeeft, is die van automatisering in het kader van de kernenergiewetvergunning, zoals bijvoorbeeld een bronnen-administratie. Het gaat hierbij om het volgen en beheren van nucleaire materialen binnen een bedrijf. NRG werkt samen met bedrijven die deze producten commercieel in de markt willen zetten. In het verslagjaar ontstond een doorbraak in het onderzoek naar eindberging voor het nucleaire afval in ons land. De betrokken partijen en de overheid besloten in 2009 middelen beschikbaar te stellen voor een Nederlands onderzoeksprogramma. Hierdoor ontstaan internationale kansen. Niet alleen als aansluiting op EU-onderzoeksprojecten, maar op termijn ook als kennisleverancier op het deelterrein van terugneembaarheid van het afval. Door de factor terugneembaarheid zal het draagvlak voor een geologische eindberging waarschijnlijk groeien. Kennis over terugneembaarheid is echter dun gezaaid, komende jaren zal NRG bijdragen aan de ontwikkeling hiervan. De verwachting is dat komend decennium de vraag naar deze kennis groeit, omdat alle EU-landen op nationaal niveau een geologische eindberging onderzoeken. Samenwerking ligt dus voor de hand, ook al omdat het volume kernafval per land relatief klein kan zijn. Na een eerder onderzoek naar radon in woningen, is in het verslagjaar een vervolgonderzoek gestart naar thoron-emissies uit bouwmaterialen. De overheid wil meer weten over het vrijkomen en het gedrag van thoron op kleine schaal. Zij is geïnteresseerd in de mogelijke relatie met de volksgezondheid. Tenslotte zijn er nieuwe ontwikkelingen op het gebied van dosimetrie. Naast Europese samenwerking om methoden en technieken te verbeteren, wordt door NRG gekeken naar nieuwe mogelijkheden voor actuele, actieve persoonsdosimetrie. Op het NRG-terrein zijn hiervoor hardware en applicaties geïnstalleerd waarmee op termijn mogelijk moet worden om op ieder gewenst moment persoonlijke dosisgegevens uit te lezen. De hardware is ingekocht, de software wordt door NRG aangepast, getest en op termijn voor accreditatie aangeboden. Daarna wordt zij als dienstverlening op de markt gebracht.