Jaaroverzicht Nucleair Onderzoek 2023
- Kennis is de onmisbare basis voor besluitvorming kernenergie
- Klimaatneutrale kernenergie
- Levert waardevolle bijdrage aan de CO₂-vrije energiemix van morgen
Jaaroverzicht Nucleair onderzoek 2023
Om de nucleaire ambities van Nederland op een veilige en verantwoorde manier te kunnen verwezenlijken is onafhankelijke, up-to-date nucleaire kennis meer dan ooit noodzakelijk.
NRG CEO Bertholt Leeftink: “Nederland trekt inmiddels het been ruimschoots bij als het gaat om kernenergie. Niet als panacee of silver bullet, wel als onderdeel van een evenwichtige energie mix. De Nederlandse nucleaire kennisinfrastructuur is essentieel om de nieuwe ambities te realiseren. Dat besef is echt doorgedrongen.”
NRG maakt deel uit van de vitale en internationaal hoog aangeschreven Nederlandse nucleaire kennisinfrastructuur. De medewerkers zetten zich in om de Nederlandse kennispositie te versterken en dragen bij aan de ontwikkeling van veilige en duurzame klimaat-neutrale energieoplossingen.
In het Onderzoeksjaarverslag 2023 vertellen onderzoekers van NRG hoe zij dagelijks werken aan innovatieve toepassingen van nucleaire technologie.
Meer weten
Contact
Geert-Jan de Haas
Programma-manager Nucleair Onderzoek
Downloads
Jaarverslag onderzoeksprogramma 2023Onze professionals zelf aan het woord
Hieronder onze onderzoekers, oud én jong, zelf aan het woord. Zij vertellen over hun onderzoek, waarom zij het belangrijk vinden en hoe zij door hun werk bijdragen aan de ontwikkeling van nieuwe kennis voor de
samenleving op het gebied van veilige toepassing van nucleaire technologie voor energie en gezondheid.
Kernenergie als lesmodule bij natuurkunde
Na het succes van de lesmodule ‘medische beeldvorming’ voor HAVO/VWO is er nu ook een module ‘kernenergie’. Het toegankelijk en bekendmaken van nucleaire technologie is één van de doelen van NRG. Cornelis Zandt: “Vroeger bereikten we vooral de hoger opgeleide collega’s in aanpalende vakgebieden en universitaire studenten. Wij als NRG-trainees hebben het roer omgegooid: op de middelbare school hebben leerlingen grote belangstelling voor nucleaire technologie.”
NRG rekent aan Finse nucleaire stadsverwarming
NRG zet in op de ondersteuning van de ontwikkeling van Small Modular Reactors (SMRs). Bart Verdonschot, natuurkundige bij NRG,: “Ik verwacht veel van SMRs. Ze zijn goed bruikbaar voor toepassingen waar elektriciteit geen efficiënte oplossing biedt.” Denk aan het maken van industriële proceswarmte en voor bijvoorbeeld waterstofproductie. “Bijzonder is het Finse initiatief om een specifieke kleine reactor (LDR-50) te ontwikkelen voor stadsverwarming. Een typisch voorbeeld van de toepassing van een SMR”. Bart Verdonschot is natuurkundige en werkt bij NRG aan de modellering van de LDR-50 in SPECTRA, een computercode die door NRG zelf is ontwikkeld.
Meer zekerheid over de onzekerheid
Nu de wereld volop aandacht heeft voor nieuwe kerncentrales, is er vanuit de ontwikkelaars ook veel belangstelling voor het nabootsen van wat er zich in zo’n toekomstige reactor afspeelt. Julia Bartos, neutronica-specialist bij NRG,: “Modelleren en simuleren kunnen we steeds beter en goedkoper. Het is uiteraard wel essentieel om de betrouwbaarheid van een simulatie goed te kunnen te beoordelen.” Dat lukt bij NRG steeds beter met Uncertainty Quantification (UQ).
NRG ontwikkelt computercode om het gedrag van bellen te snappen
Aan alles wat de mensheid denkt te weten, ontbreekt nog iets. “Het klinkt voor een buitenstaander misschien raar, maar we snappen nog steeds het ontstaan en het gedrag van bellen in kokend water niet.” Toch is dat van groot belang voor de nucleaire sector. “Bellen in koelmiddel beïnvloeden de koeling van de kern.” Victor Habiyaremye is NRG-specialist meer fasenstromingen en werkt samen met TU Eindhoven aan de computercode Briscola. Deze simulatiecode moet gaan helpen om het gedrag van bellen in koelwater te verklaren. En nog belangrijker: te voorspellen.
Verbrost reactorvatstaal is thermisch te revitaliseren
Kerncentrales stoten geen CO2 uit, waardoor veel landen hun bestaande
kerncentrales langer in bedrijf willen houden. Tachtig jaar is geen uitzondering, mits de kwaliteit van het reactorvat dat toestaat. Het reactorvat is het enige onderdeel van een kerncentrale dat vrijwel niet te vervangen is. Dus als het zijn taaiheid verliest en er vergrote kans op breuk ontstaat, moet de kerncentrale dicht. Tenzij het reactorvat te revitaliseren is. NRG-materiaalwetenschapper Murthy Kolluri is optimistisch. “Wij willen aantonen dat dat kan.” Om de bestaande capaciteit ook voor de komende decennia zeker te stellen is kennis omtrent de veroudering én het revitaliseren van reactorvatstaal cruciaal.
Betaalbare plastics vervangen klassieke materialen
Onderzoek in nucleaire laboratoria gaat gepaard met hoge stralingsvelden, hoge temperaturen en agressieve chemische stoffen. Om ingewikkelde bewerkingen handmatig of met robotarmen in hot cells uit te kunnen voeren, worden hulpmiddelen gebruikt. Patrick Haaß, radiochemicus bij NRG,: “Nu zijn die nog vaak van glas of roestvrijstaal. Duur en bewerkelijk. Het blijkt dat plastics uit de 3D-printer niet alleen goedkoper zijn, maar ook beter tegen de omstandigheden kunnen.” Dat zorgt binnenkort voor grotere flexibiliteit bij het maken van hulpmiddelen.
Onderzoek naar MOX-splijtstof snelle reactoren weer opgestart
Natuurkundige Sander van Til heeft bij NRG een draad opgepakt die enkele decennia geleden werd losgelaten. “Ik onderzoek een experiment met zogenaamde MOX-splijtstof, een mengsel van uranium- en plutoniumoxide voor snelle reactoren.” Dat experiment werd vanaf 1990 in de HFR gedaan en is in 2005 gestopt. “Nu gesmolten zout en loodgekoelde snelle reactoren weer in de belangstelling staan, is ook dit splijtstofonderzoek weer actueel.” De hernieuwde belangstelling kan Van Til wel verklaren: “Een snelle reactor heeft een aantal specifieke voordelen ten opzichte van de ‘gewone’ watergekoelde reactor.”
NRG ontwikkelt sorteermethode voor vrijgave van laagactief afval
Hoe weet je zeker dat laagradioactief afval bijna is ‘uitgestraald’ en mag worden vrijgegeven? NRG werkt aan een opstelling met detectoren die heel precies meten of afval uit de nucleaire industrie wettelijk klaar is om gerecycled te worden. Radioactiviteit neemt af naarmate de tijd vordert. Sander Nievaart: “Ook laagradioactief afval gaat dus steeds minder stralen. Tot de straling zo laag is dat je het ‘gewoon’ afval kunt noemen.”
Veilige werkwijzen rond therapeutische isotopen met alfaverval
Kankertherapie wordt steeds preciezer en persoonlijker. Innovatieve isotopen met alfaverval, zoals lood-212 en actinium-225, maken behandeling mogelijk die is toegesneden op de individuele patiënt. Ellis Winters, consultant stralingsbescherming,: “Alfastralers hebben grotere voordelen ten opzichte van de al langer toegepaste gamma- en bètastralers. Maar ze hebben ook andere karakteristieken.” En die zijn van invloed op de werkwijzen in de productieketen van de nucleaire medicijnen.
Ervaring NRG essentieel voor Nederlandse nucleaire nieuwbouwplannen
De Nederlandse regering bereidt de bouw van twee nieuwe kerncentrales voor. De Tweede Kamer wil er zelfs vier. Een aantal provincies heeft het oog laten vallen op de kleinere modellen: Small Modular Reactors (SMRs). De voorbereiding en de bouw zal groot beslag leggen op bestaande ervaring. Marieke van Gemert: “Wij hebben in Nederland ervaring met het bedrijven van kernreactoren en doen met het PALLAS project ervaring op met het bouwen van een nieuwe reactor. In het nieuwe NRG-team New Build, bundelen we deze kennis en ervaring.
Kernenergie en waterstofproductie
De samenleving heeft hoge verwachtingen van de waterstofeconomie. Kerncentrales zouden daar in principe een grote rol in kunnen spelen. Er loopt een meerjarige Europees onderzoek naar de levensvatbaarheid van geïntegreerde productie van elektriciteit en waterstof met kernenergie. Jan Meulenbrugge is NRG-expert op het gebied van veiligheid en vergunningen. Hij werkt mee aan het Horizon Europe project NPHyCo. Dat is een studie waarin acht landen bekijken hoe kansrijk de integratie van kernenergie met waterstofproductie is. “Technisch kan het, economische aspecten bepalen of het gebeurt.”
Nuclear Academy: studenten zijn de ‘workforce’ van morgen
Nederland heeft grote ambities met ‘nucleair’. Voor de nucleaire geneeskunde wordt de PALLAS-reactor gebouwd. In het hoofdlijnenakkoord van mei 2024 wordt gepleit voor de bouw van vier kerncentrales in plaats van twee. “Dat vraagt ook om grote investeringen in ons onderwijs.” Nucleair talent is immers nu al schaars.” NRG en de TU Delft hebben het initiatief genomen tot de vorming van de Nuclear Academy. De Nuclear Academy stelt zich onder andere ten doel leerlingen en studenten enthousiast te maken voor nucleair onderwijs en onderzoek en samen met de onderwijsinstellingen nucleaire curricula te ontwikkelen.
NRG maakt deel uit van de vitale en internationaal hoog aangeschreven Nederlandse nucleaire kennisinfrastructuur. Hoogwaardige, onafhankelijke inhoudelijke nucleaire kennis en kunde zijn noodzakelijk om alle plannen op een veilige en verantwoorde manier te kunnen verwezenlijken.
Nederland heeft grote ambities: de bouw van nieuwe grote kerncentrales, de ontwikkeling van Small Modular Reactors en bedrijfsduurverlenging van de kerncentrale Borssele.
De Nederlandse nucleaire kennisinfrastructuur is essentieel om deze ambities te realiseren. In 2023 zijn concrete stappen gezet om de nucleaire kennis en kunde te versterken. Tot 2030 komt er 65 miljoen euro beschikbaar voor de kennis- en innovatie-infrastructuur op het gebied van nucleaire technologie. En er komt 65 miljoen euro voor de ontwikkeling van Small Modular Reactors. NRG PALLAS juicht deze ontwikkelingen van harte toe. Het doel van onze inspanningen is om de Nederlandse kennispositie te versterken en bij te dragen aan de ontwikkeling van veilige en duurzame klimaatneutrale energieoplossingen
Lees het onderzoeksjaarverslag 2023
Jaarverslag onderzoeksprogramma 2023Laatste nieuws
In Petten produceert NRG PALLAS de basis voor onder andere twee belangrijke medische isotopen: technetium-99m (Tc-99m) en lutetium-177 (Lu-177). Deze stoffen worden wereldwijd gebruikt om patiënten te helpen, maar hun toepassingen zijn heel verschillend.
In een gezamenlijk project hebben TNO en NRG PALLAS de mogelijke rol van Small Modular Reactors (SMR’s) in het Nederlandse energiesysteem onderzocht.