Nuclear Research & consultancy Group (NRG)


NRG Nieuws: 8 mei 2006 - Conversie laagverrijkt Uranium reactor Petten gereed

Op 7 mei 2006 is de Hoge Flux Reactor (HFR) in Petten voor de állereerste keer met een kern van uitsluitend laagverrijkte splijtstof opgestart. 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-LEU-conversie.

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.