Tot nu, voor het opwekken van kernenergie waren enorme faciliteiten nodig, omringd door hectares gebouwen, elektrische infrastructuur, wegen, parkeerplaatsen en meer. De nucleaire industrie probeert dat beeld te veranderen – door klein te gaan.

Pogingen om de eerste 'geavanceerde kleine modulaire reactor' van het land te bouwen, " of SMR, in Idaho, liggen op schema om medio 2020 operationeel te worden. Het project zette een cruciale stap voorwaarts toen het bedrijf erachter, NuScale, behaalde een belangrijke veiligheidscertificering van de Nuclear Regulatory Commission.

Maar de eersten kunnen tegen 2020 stroom opwekken in China, Argentinië en Rusland, volgens de Internationale Organisatie voor Atoomenergie.

Het debat gaat door over de vraag of deze technologie de moeite waard is om na te streven, maar de nucleaire industrie wacht niet op een uitspraak. Noch, als energiewetenschapper, vind ik dat het moet. Deze nieuwe generatie kleinere en meer technologisch geavanceerde reactoren biedt veel voordelen, inclusief een lopende bandbenadering van productie, sterk verminderde risico's op meltdowns en grotere flexibiliteit in termen van waar ze zich kunnen bevinden, onder andere.

Hoe klein is klein?

De meeste kleine modulaire reactoren die nu in de maak zijn, variëren tussen de 50 megawatt - ongeveer genoeg vermogen voor 60, 000 moderne Amerikaanse huizen – en 200 megawatt. En er zijn ontwerpen voor nog kleinere "mini" of "micro-reactoren" die slechts 4 megawatt genereren.

In tegenstelling tot, grote kernreactoren die vandaag worden gebouwd, zullen ongeveer 1 000-1, 600 megawatt elektriciteit, hoewel velen vóór 1990 zijn gebouwd, waaronder meer dan de helft van de 99 reactoren die nu in de VS actief zijn, zijn kleiner dan dit.

Maar kleine kernreactoren zijn eigenlijk niet nieuw. India heeft de meeste, met 18 reactoren met een capaciteit tussen 90 en 220 megawatt, die werden gebouwd tussen 1981 en 2011.

de VS, Rusland, China, Indië, Frankrijk en het VK exploiteren honderden nucleaire onderzeeërs en vliegdekschepen. Rusland heeft tientallen door kernenergie aangedreven ijsbrekers cruisen rond het noordpoolgebied, en de eerste drijvende kerncentrale is voltooid en zal in 2019 worden ingezet in de buurt van de stad Pevek in Oost-Siberië.

De Siberische fabriek zal vier reactoren van 12 megawatt vervangen die de Sovjets in de jaren zeventig bouwden om een ​​afgelegen stad en administratief centrum van stroom te voorzien. evenals mijnbouw- en olieboringen.

Ook al zullen de reactoren klein zijn, ze kunnen werken in veel grotere energiecentrales met meerdere reactoren. NuScale, bijvoorbeeld, wil 12 reactoren installeren op zijn oorspronkelijke locatie in Idaho. Op basis van de laatste prognoses van het bedrijf, het zal een totale capaciteit van 720 megawatt hebben.

Een wereldwijde trend

Particuliere en staatsbedrijven proberen tot nu toe deze kleine energiecentrales te bouwen in ongeveer een dozijn landen, inclusief de V.S. en het V.K.

Frankrijk, die driekwart van zijn elektriciteit haalt uit kernenergie, en Canada kan binnenkort deelnemen aan de strijd.

Deze wereldwijde belangstelling voor kleine modulaire reactoren komt doordat er meer standaard kernreactoren worden ontmanteld dan er in aanbouw zijn.

Enkele voordelen:

Voorstanders van deze geavanceerde kleine modulaire reactoren zeggen dat ze gemakkelijker te bouwen zullen zijn en flexibeler in termen van waar ze kunnen worden geplaatst dan de grotere soort. Het woord "modulair" verwijst naar hoe ze zullen worden gebouwd in fabrieksinstellingen, klaar om ofwel volledig gemonteerd of in gemakkelijk te verbinden onderdelen per vrachtwagen te vervoeren, spoor of zee.

Deze reactoren kunnen mogelijk plattelandssteden van stroom voorzien, industriële installaties, bergachtige gebieden en militaire bases, evenals stadsdelen en havens. Kleine modulaire reactoren kunnen ook handig zijn voor industrieel gebruik.

Kleine modulaire reactoren zullen door hun nieuwe technologieën verschillen van de kleinere reactoren die al in gebruik zijn. Deze vorderingen zijn bedoeld om het voor hen minder waarschijnlijk of zelfs onmogelijk te maken om te smelten of te exploderen, zoals gebeurde tijdens de ramp in Fukushima in Japan.

De energiecentrales waar deze kleine reactoren komen te staan, krijgen extra bescherming tegen sabotage en diefstal van radioactief materiaal. Bijvoorbeeld, ze kunnen zijn uitgerust met koelsystemen die blijven werken, zelfs als er geen operators aanwezig zijn en alle elektrische stroom uitvalt. Vaak, de hele reactor en stoomopwekkende apparatuur zullen ondergronds zijn om deze faciliteiten te beschermen tijdens natuurrampen zoals de aardbeving en tsunami's die ertoe hebben geleid dat drie Fukushima Daiichi-reactoren zijn gesmolten.

Net als hernieuwbare energie, kernenergie stoot geen koolstof uit. En vergeleken met wind- en zonne-energie, die intermitterende bronnen zijn, of waterkracht, die wordt beïnvloed door seizoensveranderingen en droogtes, het werkt de hele tijd en heeft een veel kleinere voetafdruk.

Als resultaat, kleine modulaire reactoren kunnen worden gecombineerd met hernieuwbare bronnen als vervanging voor kolengestookte of aardgascentrales. Toch zullen ze waarschijnlijk moeten concurreren met geavanceerde energieopslagsystemen voor die markt.

Zorgen en kosten

Of deze voordelen zich voordoen, blijkbaar, valt nog te bezien zodra deze reactoren zijn ingezet. Sommige experts staan ​​sceptisch tegenover de beloften en verwachtingen van de industrie.

Hoewel kleine modulaire reactoren zijn ontworpen om minder radioactief afval te produceren dan standaard, grotere reactoren voor hetzelfde vermogen, de kwestie waar kernafval veilig moet worden verwijderd, blijft onopgelost.

Kleine modulaire reactoren staan ​​voor andere uitdagingen, sommige van hun eigen makelij.

Sterke interesse in de potentiële wereldmarkt heeft ertoe geleid dat veel bedrijven hun eigen individuele reactorontwerpen hebben voorgesteld. Naar mijn mening, er zijn al te veel versies die er zijn. Het duurde niet lang, een shake-out zal plaatsvinden.

En, vooral in de VS, er is momenteel geen duidelijkheid over de tijdsduur die nodig is voor het verlenen van vergunningen voor nieuwe reactorontwerpen zonder enige commerciële staat van dienst, wat voor veel onzekerheid op het gebied van regelgeving zorgt.

Het is ook onduidelijk wat kleine modulaire reactor-gegenereerde stroom zal kosten. Dat zal waarschijnlijk de komende 10 tot 15 jaar zo blijven, totdat een paar ontwerpen daadwerkelijk zijn gebouwd en werken.

Sommige deskundigen voorzien dat kleine modulaire reactoren op een niveau uitkomen dat hoger zou kunnen zijn dan voor reactoren van volledige grootte, die over het algemeen meer kosten om te bouwen en te exploiteren dan andere opties, zoals aardgas, voor hetzelfde vermogen. NuScale, echter, voorspelt dat zijn SMR's concurrerender zullen zijn dan die in termen van hun kosten.

En sommige waarnemers vrezen dat eigenaren van reactoren bezuinigen om de kosten te verlagen, veiligheid of beveiliging in gevaar brengen.

Hoewel hun kosten onduidelijk zijn en hun voordelen ten opzichte van andere energiekeuzes onbewezen blijven, Ik geloof dat deze kleine reactoren, als niet-koolstofbronnen, nodig zijn om de energie-uitdagingen van onze tijd op te lossen. En de rest van de wereld lijkt klaar om ze eens te proberen, met of zonder de VS.

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees het originele artikel.