MYRRHA: de wereld kijkt gefascineerd naar een Belgisch prototype
Er is een nieuwe onderzoeksreactor in opbouw, en niet zomaar een.
Het gaat om het eerste prototype ter wereld dat zal aangedreven worden door een deeltjesversneller. De onderzoeksinfrastructuur kreeg de naam MYRRHA. Waarvoor die zal worden gebruikt? Voor ondermeer fundamenteel en toegepast onderzoek, de productie van medische radio-isotopen, het bestuderen van nieuwe materialen, innovatieve oplossingen voor kernafval en naar kernfusie... Dit grootschalige Belgische project trekt onderzoekers vanuit de hele wereld aan en zal over een tiental jaar operationeel zijn.
Een hybride reactor: een Belgische primeur
MYRRHA is een Belgisch project van internationale omvang dat geleid wordt door het Studiecentrum voor Kernenergie (SCK•CEN) te Mol, in de provincie Antwerpen. MYRRHA staat voor Multi-purpose hYbrid Research Reactor for High-tech Applications. Het is de eerste keer dan een reactor van dit type gebouwd wordt.
MYRRHA, een "hybride" of "subkritische" reactor, wordt aangedreven door een deeltjesversneller. Het is wereldwijd het allereerste prototype van een kernreactor die op deze manier aangedreven wordt. We spreken dus over een Accelerator Driven System (ADS). De deeltjesversneller genereert neutronen die zowel de motor als de brandstof van de MYRRHA vormen.
Deze innovatieve kerntechnologie is zeer goed te controleren: als de deeltjesversneller wordt uitgezet, dan stopt automatisch ook de kettingreactie in een fractie van een seconde. Door de grote verschillen met bestaande reactoren is MYRRHA qua ontwerp een bijzonder vernieuwende onderzoeksreactor. MYRRHA werkt met snelle neutronen die aangestuurd worden door een versneller. De koeling van de reactor gebeurt door een mengsel van lood en bismut. De reactor is subkritisch en is daarom makkelijk te controleren.
Het is een bijzonder veilig proces: er zijn geen automatische kettingreacties mogelijk. Wanneer men de deeltjesversneller stillegt, stopt de kettingreactie in een fractie van een seconde. Hij werkt als een eenvoudige start/stopknop.
In het kader van zijn GUINEVERE-project heeft het SCK•CEN de VENUS-reactor omgevormd tot een ADS-demonstratiemodel. De succesvolle ontwikkeling van het beperkte model van GUINEVERE is een grote stap voorwaarts in de ontwikkeling van MYRRHA. In het GUINEVERE-project kon het concept van MYRRHA eerst op kleinere schaal getest worden.
Als ingenieur heb ik het gevoel dat ik oplossingen kan bieden voor problemen in onze maatschappij. In mijn ogen zijn de basisvaardigheden die je nodig hebt in het beroep van ingenieur: nieuwsgierigheid, behoudsgezindheid en probleemoplossend denken.
Prof. Dr. Hamid Aït Abderrahim, directeur van het MYRRHA-project.
De troeven uitgelicht
Eerste troef: veilige en efficiënte kernenergie met minder afval.
MYRRHA is het allereerste prototype van een kernreactor die wordt aangedreven door een deeltjesversneller. Zo'n versneller aangedreven systeem of ADS (Accelerator Driven System) heeft twee grote voordelen.
Een ADS heeft een subkritische kern: er is niet genoeg splijtbaar materiaal om de kettingreactie te onderhouden. Het is een erg veilige en prima te controleren nucleaire technologie: als de deeltjesversneller wordt uitgezet, dan stopt automatisch ook de kettingreactie in een fractie van een seconde.
Het tweede voordeel is het gebruik van snelle neutronen. Dankzij die snelle neutronen maakt een ADS zoals MYRRHA optimaal gebruik van de uranium splijtstof, waardoor de hoeveelheid radioactief afval vermindert. Bovendien is een versneller aangedreven systeem perfect geschikt voor een veilige en geconcentreerde transmutatie van langlevend afval.
Tweede troef: materialen en splijtstoffen voor nieuwe reactoren en kernfusie.
Op termijn neemt MYRRHA de taken over van de Belgische reactor BR2. Als flexibele en krachtige materiaal-testreactor speelt BR2 al meerdere decennia een essentiële rol in het internationale onderzoek naar de veiligheid van reactoren, materialen en splijtstoffen voor verschillende reactortypes en het Europese kernfusieprogramma.
Bestralingstesten in MYRRHA zullen de basis vormen voor de ontwikkeling van materialen en onderdelen voor toekomstige nucleaire systemen. Deze systemen zullen veiliger zijn, efficiënter gebruik maken van de uraniumvoorraden en minder radioactief afval produceren. Het onderzoek in MYRRHA moet ons ook vooruithelpen bij het ontwikkelen van de technologie voor kernfusie.
Derde troef: wereldwijde vraag naar radio-isotopen.
Het Studiecentrum voor Kernenergie behoort op wereldvlak tot de vijf grootste producenten van verschillende types medische en industriële radio-isotopen. België neemt bijna 30% van de wereldbehoefte voor zijn rekening. De vraag van de gezondheidssector naar isotopen voor diagnose en therapie is nu al groot. Door technologische vooruitgang in de nucleaire geneeskunde verwachten we een bijkomende stijging van het gebruik van medische radio-isotopen.
Momenteel produceren we die radio-isotopen in de BR2-reactor. De BR2 produceert in zijn eentje 20 tot 25% van de radio-isotopen die wereldwijd gebruikt worden en zijn wekelijkse capaciteit kan indien nodig worden opgedreven naar 65%.
Elk jaar hebben 30 miljoen mensen baat bij de ontwikkelingen in de nucleaire geneeskunde voor meer dan 60 pathologieën.
Om na de sluiting van BR2 in 2026 de bevoorrading en leiderspositie van België te verzekeren, neemt MYRRHA deze productietaak over. MYRRHA maakt het bovendien mogelijk om nieuwe types radio-isotopen te ontwikkelen die ziekten nog doeltreffender bestrijden met minder schadelijke neveneffecten. Het SCK•CEN draagt zo bij tot een betere volksgezondheid.
Vierde troef: opwarming van de aarde bestrijden met gedopeerd silicium.
Om hernieuwbare energie op te wekken, hebben installaties zoals windturbines en zonnepanelen nood aan halfgeleiders die elektriciteit op een efficiënte wijze transporteren. Neutronengedopeerd silicium is de ideale oplossing voor deze toepassingen met hoge elektrische vermogens, net als voor hybride wagens en hogesnelheidstreinen.
De productie van neutronengedopeerd silicium is een van de specialiteiten van de BR2-reactor. De bestralingscapaciteit vertegenwoordigt ongeveer 20% van de huidige wereldproductie en ook hier zien we een stijgende trend. MYRRHA moet in de toekomst die toenemende vraag opvangen. Zo draagt de onderzoeksreactor bij tot de realisatie van koolstofarme technologieën.
Toen ik 14 jaar oud was, kreeg ik les van een leraar die prachtig kon vertellen over Pierre en Marie Curie, de grondleggers van de nucleaire fysica, en over de onzichtbare wereld van neutronen en becquerels... Ik was meteen verkocht.
Prof. Dr. Hamid Aït Abderrahim, directeur van het MYRRHA-project.
Hoever staat het MYRRHA-project op dit moment?
Op dit moment is de eerste fase van de opbouw van MYRRHA volop bezig. De deeltjesversneller wordt stap voor stap opgebouwd. Tegelijk gaat SCK•CEN verder met de formaliteiten om de nodige licenties te verkrijgen.
In september 2018 kondigde de federale overheid aan dat ze de realisatie van MYRRHA ondersteunen. Deze financiering van 558 miljoen van de Belgische regering zal leiden tot de realisatie van de eerste fase van MYRRHA: de bouw van het eerste onderdeel van de deeltjesversneller en bestralingsstations op de site van SCK•CEN in Mol. Deze infrastructuur zal in 2026 in werking gesteld worden, innovatieve radio-isotopen produceren en fundamenteel en toegepast onderzoek naar onder meer toekomstige materialen bevorderen.
Professor Hamid Aït Abderrahim, directeur van het MYRRHA-project, maakt de balans op van de vooruitgang: "Momenteel komen vanuit het Cyclotron Resource Centre (het CRC van de universiteit van Louvain-la-Neuve) de onderdelen binnen voor een eerste prototype deeltjesversneller voor MYRRHA. Elk onderdeel is er apart onderworpen aan uitgebreide testen. De onderdelen zullen vervolgens gebruikt worden voor de opbouw van een deeltjesversneller die dan in zijn geheel uitgebreid getest zal worden. Bij SCK•CEN willen we eerst aantonen dat het prototype flexibel en betrouwbaar functioneert, voor we beginnen met de opbouw op grote schaal van de deeltjesversneller van MYRRHA."
Innovatiemotor in Europa
De Europese Commissie erkent MYRRHA als een internationaal innovatieproject van groot maatschappelijk belang. MYRRHA stimuleert de innovatie in heel Europa en speelt een rol in de ontwikkeling van de kenniseconomie. Net als de Belgische regering, heeft Europa daarom besloten om SCK•CEN financiële steun te verlenen voor dit project.
Zo is MYRRHA sinds 2010 een van de Europese prioriteiten op vlak van onderzoeksinfrastructuur voor elektriciteitsproductie. Door te kiezen voor deze multifunctionele installatie, wil Europa voorop blijven op vlak van Onderzoek & Ontwikkeling voor de productie van duurzame elektriciteit.
MYRRHA past perfect in het strategische plan dat de Europese Commissie heeft opgezet om de ontwikkeling van koolstofarme energietechnologieën te versnellen. Dergelijke technologieën spelen een belangrijke rol in de strijd tegen de opwarming van de aarde en in het verzekeren van een veilige en onafhankelijke energiebevoorrading van Europa.
De nieuwe aanpak richt zich op het uitwerken van gemeenschappelijke programma's, op een betere benutting van het ruimtelijke potentieel in Europa en op onderzoek, innovatie en maximale exploitatie van alle mogelijkheden op de interne markt. Als wereldwijd unieke infrastructuur focust MYRRHA op onderzoek naar kernafvalbehandeling (transmutatie), splijtstofmaterialen voor kernsplijtingssystemen en fusiematerialen.
De Belgische regering van haar kant, steunt MYRRHA zodat het SCK•CEN zijn werk kan verderzetten als pionier op vlak van nucleair onderzoek en als wereldspeler in de productie van radio-isotopen.
"België is meer dan ooit vastbesloten om voorop te blijven in de nucleair-technologische innovatie. Het MYRRHA-project is een duidelijk bewijs dat we blijven investeren in nucleair onderzoek om zo de ontwikkeling van onze expertise en onze infrastructuur te blijven onderhouden en versterken. De technologische oplossingen die MYRRHA te bieden heeft, zijn essentieel voor de toekomstige generaties. Ze gaan de ecologische voetafdruk van kernafval verlagen en zullen garant staan voor een betrouwbare productie van medische radio-isotopen voor iedereen."
Marie Christine Marghem, Federaal Minister van Energie, Leefmilieu en Duurzame Ontwikkeling.
Het MYRRHA-project wekt trouwens interesse vanuit de hele wereld en wordt erkend als een van de belangrijkste innovatiemotoren in de nucleaire sector.
Voor een nieuwe generatie wetenschappers en voor werkgelegenheid
Het MYRRHA-project trekt specialisten uit de hele wereld aan en draagt bij tot de versterking van onze internationale uitstraling en onze reputatie van uitmuntendheid. Naast de opleiding van toekomstige generaties van experten, biedt dit project van wereldformaat ook de mogelijkheid om bruggen te bouwen tussen talrijke onderzoeksinstituten, universiteiten en bedrijven, zowel in ons land als in de rest wereld.
Tijdens de exploitatiefase zal MYRRHA ongeveer 2.000 duurzame jobs creëren, zowel direct als indirect. Deze dynamiek zal bovendien gepaard gaan met bijkomende jobs door de oprichting van spin-offs en de inplanting van nieuwe spitstechnologiebedrijven in de omgeving van het SCK CEN.