Nuclear Research & consultancy Group (NRG)
NRG Nieuws: 8 mei 2006 - HEU-LEU conversie reactor Petten voltooid
Vanaf 6 mei start NRG de Hoge Flux Reactor (HFR) in Petten voor de
állereerste keer met een kern van uitsluitend laagverrijkte
splijtstof. De omzetting ofwel conversie van hoogverrijkt naar
laagverrijkt uranium is daarmee een feit. Hiermee wordt een meerjarig
proces van technische ontwikkelingen, vergunningsprocedures en
omschakeling naar de nieuwe splijtstof succesvol afgerond. De
conversie is zo goed en soepel verlopen dankzij de inspanning van veel
betrokken medewerkers. Zij hebben ervoor gezorgd dat de gevolgen van
de conversie voor zowel de productie van isotopen als de lopende
onderzoeksprogrammas aanvaardbaar zijn gebleven. Petten levert met de
conversie een belangrijke bijdrage aan de wereldwijde inspanningen om
het gebruik van het proliferatiegevoelige hoogverrijkt uranium te
verminderen.
Natuurlijk uranium wordt gewonnen uit uraanerts. Natuurlijk uranium
bevat 0,7 procent splijtbaar U- 235, en om het toepasbaar te maken
voor gebruik in kerncentrales die elektriciteit genereren, is
verrijking ervan noodzakelijk. Voor deze centrales bedraagt het
verrijkingspercentage 235U daarom ongeveer 4%. De HFR maakte tot voor
kort gebruik van hoogverrijkt uranium of HEU (high-enriched uranium).
Dit bevat 89 tot 93 procent 235U. Vanwege dit hoge percentage is dit
HEU proliferatiegevoelig. Dat wil zeggen dat van de splijtstof, die
tot voor kort in de HFR werd gebruikt voor civiele doeleinden, ook
kernwapens zijn te maken. Om te voorkomen dat landen of groeperingen
dit hoogverrijkt uranium zouden kunnen gebruiken voor het vervaardigen
van wapens, is besloten gebruik te gaan maken van laagverrijkt uranium
of LEU (low-enriched uranium). Dit is uranium waarin het percentage
splijtbaar 235U minder dan 20 procent bedraagt. GCO (als onderdeel van
de Europese commissie en destijds als vergunninghouder van de HFR) en
NRG (als bedrijver/ gebruiker) hebben daarom gezamenlijk de
inspanningen verricht die hebben geleid tot de HEU-LEUconversie.
Met het besluit van NRG en GCO om tot conversie over te gaan, startte
het traject van voorbereidingen. Het conversieproject is daarbij op te
delen in drie fasen: de haalbaarheidstudie, de technische kwalificatie
van de conversie en het vergunningentraject. De eerste fase
resulteerde in gedetailleerde rekenmodellen waarmee de reactorkern was
te optimaliseren. Dit maakte het mogelijk de degradatie van de flux
tot een minimum te beperken, want de substantiële percentuele toename
van het niet-werkzame 238U heeft het zakken van de thermische flux van
neutronen tot gevolg. Met het toepassen van het rekenmodel is de
splijtstof te optimaliseren die door zijn dichtheid de lagere
verrijkingsgraad kan compenseren. De technische kwalificatie van de
conversie in de tweede fase is tot stand gekomen na onder meer een
uitgebreide literatuurstudie, veiligheidsanalyses, het testen van de
nieuwe splijtstofelementen, en thermische en hydraulica-berekeningen.
De derde fase stond in het teken van het vergunningentraject. GCO is
de eigenaar van de HFR, maar was ook de vergunninghouder. Los van de
besluitvorming om van HEU op LEU over te gaan, stond een vernieuwing
van de bestaande vergunning al op de agenda. Omdat het logischer was
dat NRG als bedrijver en gebruiker ook vergunninghouder zou worden,
was het mogelijk twee vliegen in een klap te slaan met een nieuwe
vergunning op naam van NRG. Deze overdracht van de vergunning was ook
al door het IAEA aanbevolen. In de vergunningsaanvraag was ook de
conversie meegenomen, waardoor met het afgeven van de vergunning door
de overheid in februari 2005 de voorgenomen conversie op papier een
feit was. In oktober van het vorig jaar zijn de eerste LEU-elementen
in de reactorkern geplaatst; nu start de HFR dus voor het eerst geheel
op met LEU-elementen en dragen NRG en GCO bij om het gebruik van
proliferatiegevoelig materiaal te verminderen.
Veel gestelde vragen.
Waar staat HEU-LEU voor?
HEU staat voor high-enriched uranium, ofwel hoogverrijkt uranium.
Natuurlijk uranium bevat 0,7 procent splijtbaar 235U. HEU bevat door
verrijking van het natuurlijk uranium 89 tot 93 procent splijtbaar
235U. LEU staat voor low-enriched uranium waarin het percentage
splijtbaar 235U minder dan 20 procent bedraagt.
Waarom was conversie noodzakelijk?
HEU valt als materiaal onder de weapons-grade nuclear materials. Dat
betekent dat het kan worden toegepast als basis voor de fabricage van
kernwapens en dus proliferatiegevoelig is. Om te voorkomen dat landen
of groeperingen van HEU kernwapens maken, dringt met name de
Amerikaanse regering, maar ook het IAEA, erop aan dat
onderzoeksreactoren zoals de HFR overstappen op LEU.
Levert het gebruik van LEU niet een veel lagere productie op?
Dat is inderdaad de zorg geweest voor NRG. Uitgebreid
materiaalonderzoek, toepassing van geavanceerde rekenmodellen en
uitgekiende splijtstofwissels hebben ertoe geleid dat het verlies in
opbrengst minimaal is.
Wat gebeurt er met het HEU-afval?
Conform de afspraken met de leverancier van het HEU, het Amerikaanse
Ministerie van Energie, leverden de Amerikanen het HEU en namen het
bestraalde HEU weer in voor veilige verwerking en opslag.
Waar koopt NRG het LEU in, en wat gebeurt er met het bestraalde LEU-afval?
NRG koopt de nieuwe brandstof in bij Europese partners. De gebruikte
LEU-splijtstofelementen worden afgevoerd naar de Centrale Organisatie
Voor Radioactief Afval (COVRA) in Vlissingen. De COVRA is het enige
bedrijf in Nederland dat aangewezen is om het Nederlandse afval in te
zamelen en veilig op te slaan.