De Thorium-revolutie

Het waren enerverende maanden, februari en maart. Een revolutie in de Arabische wereld, waar het ongenoegen om corrupte, al jarenlang regerende ‘democratische’ dictators tot uitbarsting kwam in breed volksverzet, gestimuleerd door social media, internet en mobiele telefonie. Waartoe het leidt weet niemand, wel dat enkele burgeroorlogen op het punt van uitbarsten staan (Jemen, Syrië) of reeds uitgebarsten zijn (Lybië). Interveniërende westelijke mogendheden, in het enige land dat met zijn olie een belangrijke asset vormt van (vooral) West-Europa (Lybië). Een interven­tie, die wel een no fly-zone afdwingt, maar die door gebrek aan visie, doorzettingsvermogen en po­litieke wil geen doorslaggevende factor van betekenis is. Naast deze revolutionaire uitbarstingen een enorme uitbarsting van natuurgeweld in Japan, waar een aardbeving en een tsunami een groot deel van noordoost Japan heeft getroffen en talloze slachtoffers heeft gevergd. Gevolgd door een vulkaanuitbarsting in het zuidwesten van Japan en talloze naschokken, vaak net zo hevig als een ‘gewone’ aardbeving, wordt aangetoond dat aardkrachten sterker zijn dan alles wat de mens ma­ken kan.

En juist dit schept ernstige problemen. Want Japan is een van de weinige landen die voor haar energievoorziening bijna volledig afhankelijk is van kernenergie. Toen ik enkele jaren geleden het grote herdenkingspark in Hiroshima bezocht en daar geconfronteerd werd met de gevolgen van nucleaire ontploffingen, verbaasde mij vooral dat feit. Maar de Japanners verzekerden me dat de kerncentrales veilig waren en bestand tegen elke vorm van natuurgeweld, net zoals heel veel van hun gebouwen bestand waren tegen aardbevingen. Naar nu blijkt, was dat een, op dat moment, begrijpelijke misvatting. Want al hadden de ontwerpers van de (wat verouderde) kerncentrales van Fukushima rekening gehouden met een tsunami van vijf meter hoogte, tegen een gelijktijdige ‘aanval’ van een aardbeving en een tsunami van vijftien meter hoogte was niets be­stand. Nu is dat niet helemaal juist: de reactoren waren er wel tegen bestand, maar de koelsyste­men en de elektriciteitsvoorzieningen niet. En dat bleek een receptuur voor een ramp: een meltdown met alle gevolgen van dien. Tot nu toe is die door de technici van de centrales met gevaar voor eigen leven voorkomen, maar de reactoren ‘lekken’ wel. Radioactief jodium in het zeewater, hoge radioactieve straling in de directe omgeving, radioactieve deeltjes in de lucht op 300 km afstand in Tokyo. Een ‘wake-up call’ wereldwijd en een klap in het gezicht van de kernenergie- lobby. De gevolgen van de ramp maken duidelijk dat ‘veilige’ kernenergie niet bestaat.

Het wereldwijde energieverbruik groeit echter in een enorm hoog tempo, zeker nu ook ‘emerging markets’ een steeds groter deel van de jaarlijks geproduceerde energie opslurpen. De natuurlijke energiebronnen raken in een steeds sneller tempo uitgeput. De toenemende digitalisering van onze maatschappij draagt daar een belangrijk steentje aan bij, want juist het energieverbruik voor IT draagt substantieel bij aan de groei van het energieverbruik. Eerder al verwees ik naar een rapport van Jonathan Koomey, een wetenschapper van de Lawrence Berkeley National Laboratories en hoogleraar aan de Stanford University. Daarin bracht Koomey het totale elek­triciteitsverbruik van servers wereldwijd voor de jaren tussen 2000 en 2005 in kaart. Koo­mey beschrijft dat als volgt: ‘Total direct power consumption for all servers in the U.S. in 2005 is about 2.6 million kW. Including cooling and auxiliary equipment increases that total to about five million kW, which is equivalent (in capacity terms) to five 1000 MW power plants. Total server electricity consumption in the U.S. is 23 billion kWh in 2005. When electricity use for cooling and auxiliary equipment is included, that total rises to 45 billion kWh, …, resulting in a total utility bill of $2.7 billion (2006 dollars) when valued at U.S. industrial electricity prices. Total ser­ver power and electricity consumption for the world as a whole is about two and a half ti­mes bigger than for the U.S’. En Koomey sluit af met de mededeling dat sinds 2000 ‘server energy use has doubled’! IDC stelde eerder dat het energieverbruik per server vertienvoudigd is. En het tempo van de groei gaat door.

Die explosieve groep in elektriciteitsverbruik laat eigenlijk geen andere mogelijkheid tot energieproductie toe als kernenergie. Veertien procent van de energieproductie vandaag de dag komt van kernenergie en dat percentage stijgt exponentieel. Zonne-, water- en windenergie zijn niet in staat meer dan slechts een klein gedeelte van de wereldwijde vraag naar energie af te dekken. Kernfusie is een optie, maar realisatie daarvan in de praktijk is nog erg ver. Kernenergie blijft over. Maar kan dat gerealiseerd worden, zonder alle risico’s en de erfenis voor de toekomst die we via het radioactieve afval achterlaten ?

Vlak voor de tsunami Japan trof, maakte China bekend dat het een concurrerende kernenergietechniek ontwikkelde, ‘to build a safer, cleaner, and ultimately cheaper network of reactors’, gebaseerd op Thorium. Dit is een redelijk veel voorkomend metaal, dat veelal als afval gezien wordt in de zoektocht naar duurdere en zeldzamere metalen. Al aan het eind van de jaren ’40 hadden Amerikaanse fysici door wat thorium kon betekenen. Ze waren toen al geneigd om het metaal in kernreactoren te gebruiken. Het kwam er niet van, omdat de VS op dat moment behoefte hadden aan plutonium, een afvalproduct van met uranium gevulde kernreactoren. Dat was nodig om kernwapens te ontwikkelen. Dat is met thorium niet mogelijk, een voordeel van het gebruik van het metaal. In 1999-2000 vroegen onderzoekers de Europese Commissie om subsidies voor de ontwikkeling van thoriumreactoren. De Europese Commissie ging te rade bij Franse experts, die geen enkele behoefte hadden om nieuwe technologie te ontwikkelen. De Fransen immers baseerden hun energievoorziening op uranium en ze hebben miljarden geïnvesteerd in kernreactoren.

Thorium is een zilverwit metaal, dat aan de lucht oxideert en bruin tot zwart verkleurt. Het is radioactief, maar onschadelijk, zolang je het niet inademt. Thoriummetaal en/of –oxide worden de dag van vandaag gebruikt voor allerlei speciale toepassingen op het gebied van kathodebuizen, legeringen, keramische materialen, glas voor hoogkwalitatieve fotografische lenzen, e.d. Maar het bezit dus tevens de mogelijkheid om als kernbrandstog te dienen. Het oxide van Thorium is een zwaar (een volume van 1 liter weegt bijna 10 kilo) wit kristallijn poeder met een zeer hoog smeltpunt van 3.390°C, het hoogste van alle oxides. Het wordt gewonnen uit monaziet, een erts dat 7 tot 12% thorium bevat. De voornaamste vindplaatsen hiervan zijn in de VS, Australië en India.

Thorium is een heel bijzondere splijtstof. Het heeft een aantal erg belangrijke voordelen:

  • al het thorium in de reactor kan worden gebruikt als splijtstof. Bij uranium is dat maar 0,7%. Juist het isoleren van die luttele 0,7% is een moeizaam en duur proces.
  • de levensduur van het thorium in een reactor is ongeveer 9 jaar, terwijl uranium slechts 3 à 4 jaar te gebruiken is. Het radioactieve materiaal wordt ook grotendeels opgebrand, waardoor er veel minder afval is. Het afval dat er is, is veel minder lang gevaarlijk en kan eenvoudiger worden bewaard.
  • in een ‘thoriumreactor’ wordt geen plutonium gevormd dat voor kernwapens kan worden gebruikt. Plutonium kan wel als initiator van het splijtproces worden gebruikt.
  • Een thoriumreactor is veilig door zijn ontwerp, waardoor een meltdown onmogelijk is. In geval van nood kan de reactor zonder risico’s worden uitgeschakeld.
  • de kostprijs van thoriumoxide is 82,50 of 107,25 $ per kg (99,9 of 99,99% zuiver), terwijl die van uraniumoxide 264,55 $ per kg is. De prijs weerspiegelt het feit dat thorium veel minder zeldzaam is dan uranium.

Het lijkt te mooi om waar te zijn. Voor een deel is het dat ook, omdat niet alle praktische implicaties zijn onderzocht. Thorium blijft een gevaarlijke stof voor mensen, die bij directe inademing grote gezondheidsrisico’s heeft. Maar het is ook minder duur, minder vervuilend, minder zeldzaam en een veel veiliger kernbrandstof. Het lijkt mij in dit geval, zeker ook gezien de opnieuw bewezen risico’s van uraniumgebaseerde kernenergie, de moeite waard om de bakens te verzetten. Zeker in ons land liggen er perspectieven. Herbouw Borssele als een Thoriumreactor. Die reactor loopt toch op het eind van zijn levenscyclus, dus kapitaalvernietiging is niet of nauwelijks aan de orde. Daarbij: het levert ook erg veel op…. We weten maar al te goed dat er voor minder ook veel geld over de balk gesmeten wordt. Laten wij de Chinezen maar achterna gaan….

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.