Waarom de gesmolten zoutreactor onze volgende grote stap zou moeten zijn voor terrestrische en buitenaardse behoeften

Waarom de gesmolten zoutreactor onze volgende grote stap zou moeten zijn voor terrestrische en buitenaardse behoeften

Een nieuw type kernreactor kan bijdragen aan de ontwikkeling van nucleaire voortstuwings- en energiesystemen in de ruimte (credit: NASA)


Bladwijzer maken en delen

Het aanpakken van klimaatverandering, met name het verminderen van de uitstoot van kooldioxide en tegelijkertijd het produceren van de benodigde energie, houdt de mensheid wereldwijd bezig en zal de Biden-regering en haar opvolgers steeds meer bezighouden. Bij het ontwikkelen van verschillende technologieën moet men ook rekening houden met een andere mogelijke oplossing die veel eenvoudiger, goedkoper en sneller te implementeren is, terwijl we wachten op andere oplossingen zoals gecontroleerde fusie. In het afgelopen jaar kondigden Frankrijk en enkele landen in de EU hun voornemen aan om kernenergie na te streven voor hun energiebehoeften. China bereidde zich ook voor om in september 2021 een thorium-aangedreven kernreactor te testen, hoewel sindsdien geen informatie over testresultaten beschikbaar is.

“Nuke” is een woord van vier letters geworden vanwege eerdere ontwerpen waarbij uranium-235 als vaste brandstof werd gebruikt: een verkeerd reactorontwerp dat werd nagestreefd vanwege de behoefte aan plutonium voor kernbommen in de jaren zestig. We hebben ze niet in dezelfde mate nodig. Ze moeten worden uitgefaseerd: zeker geen prettig nieuws voor de huidige nucleaire industrie, maar eerlijk gezegd zou het er niet toe moeten doen. Dat was toen, dit is nu. We bevinden ons nu in een andere hachelijke situatie en met andere prioriteiten op het gebied van klimaat en energie. We hebben een heroverweging nodig.

Deze visie zal het energieprobleem van de wereld duizend keer oplossen met nul uitstoot van kooldioxide tijdens het gebruik. En deze belofte strekt zich uit tot de ruimte.

Kernenergie werd in de jaren vijftig aangeprezen als een ongelooflijke bron van bijna oneindige energie voor de mensheid. Maar zelfs op een gecontroleerde manier, zoals in kernreactoren, leek het gevaarlijk met een bijna constante dreiging van explosie van de 200-300 atmosfeer druk die nodig is om het koelwater in vloeibare vorm te houden, waardoor een hoge mate van bewaking en dubbele om driedubbele redundantie te verhogen. kosten enorm, zoals nog steeds het geval is in de meeste reactoren wereldwijd, aangezien een grote meerderheid van hen lichte (of zwaar) waterreactoren (LWR) zijn. Die gevaren werden correct overwogen met de gebeurtenissen op Three Mile Island, Tsjernobyl en Fukushima. Wat als deze dreiging kan worden geëlimineerd?

Wat als we een oplossing kunnen vinden die die hoge druk niet nodig heeft? We hebben misschien. Meer specifiek is het de Thorium Molten Salt Reactor (TMSR) of de Liquid Fluoride Thorium Reactor (LFTR), met als belangrijke noemer thorium opgelost in heet gesmolten zout dat niet als koelmiddel wordt gebruikt, maar als energiebron, die op bijna druk op zeeniveau. En thorium laat slechts 1% radioactieve isotopen achter, in tegenstelling tot 95% voor U235. Wat willen we nog meer?

Waarom kunnen we niet concluderen dat de manier waarop we het deden verkeerd was in plaats van de daad? Het is nu tijd om het uit te voeren. Geef de ingenieurs de mogelijkheid om het te engineeren.

Thorium, Th232, is 500 keer overvloediger dan U235 en biedt een significant andere en betere oplossing. Het is niet meer de kern van onze grootvaders. Het is heel anders. Daar moeten we als land naar kijken.

De bindingsenergie van de sterke kernkracht biedt bijna een miljoen keer meer energie per kilogram dan de chemische afgifte van fossiele brandstoffen, die op elektronen is gebaseerd. Dit potentieel hebben we tot nu toe niet kunnen benutten. Nu kunnen we. In de afgelopen 50 jaar moesten we bijgevolg en helaas de fossiele brandstofroute inslaan, waarbij we niet alleen kooldioxide maar ook dodelijke verontreinigende stoffen in de lucht brachten. We hebben geen kolen, olie of fracking nodig. Met deze oplossing, die 24×7 energie biedt, gecombineerd met zelfs intermitterende terrestrische zon en misschien wind, kunnen we ons energieprobleem duizend jaar lang oplossen zonder toevoeging van koolstofdioxide.

Een ton thorium is ongeveer gelijk aan vijf miljoen vaten olie. Het zal een jaar lang een centrale van 2,6 gigawatt laten draaien. Met 50% efficiëntie ingebouwd voor conversie, zal het 1,3 gigawatt elektrisch vermogen leveren. Ongeveer 600 tot 800 van dergelijke installaties zullen alle energie leveren die we in dit land nodig hebben, en hebben dus ongeveer duizend ton thorium per jaar nodig, zonder toevoeging van kooldioxide of andere verontreinigende stoffen aan de lucht. Met Amerikaanse reserves van 595.000 ton thorium hebben we genoeg om 600 jaar mee te gaan tegen de huidige tarieven. Tegen die tijd is er weinig twijfel dat we het raadsel van de gecontroleerde fusie zouden hebben opgelost, waardoor we een lang leven zouden hebben.

Het is mogelijk om met een voertuig op Mars te vliegen met behulp van de warmte die wordt gegenereerd door TMSR met subsonische snelheden zonder dat er brandbare brandstof nodig is. Slechts 10 gram Th232 zal het voertuig een hele baan rond Mars laten vliegen!

Deze visie zal het energieprobleem van de wereld duizend keer oplossen zonder kooldioxide-uitstoot tijdens bedrijf, en het is misschien wel de goedkoopste vorm van energieproductie voor ons. Het is nu tijd om gebruik te maken van dit technologische wonder. Het zou niet eerlijk zijn om ons, en misschien enkele andere landen, een toekomst te ontzeggen. Men hoopt dat deze regering er aandacht aan zal schenken en een redelijk pad zal vinden voor ons allemaal.

En deze belofte strekt zich uit tot de ruimte. Met het gesmolten zout door de leidingen naar waar nodig (in tegenstelling tot NERVA), kunnen we nu eerst warmteoverdracht (warmtewisselaar 1 in de onderstaande afbeelding) doen naar een niet-radioactief gesmolten zout en dit vervolgens gebruiken om waterstof te verwarmen via warmtewisselaar 2 De uitlaat van de raketstraal zal dan niet-radioactief waterstofgas zijn met ~ 700 seconden specifieke impuls en ook veel lichter, omdat er geen hogedrukinsluitingen nodig zijn, wat de aantrekkelijke combinatie op systeemniveau maakt. Hoewel ze niet worden gebruikt voor de raketboostertrap, kunnen de bovenste trappen levensvatbare kandidaten worden voor voortstuwing.

reactor voor voortstuwing van de ruimte siagram

Wat nog belangrijker is, is dat deze reactor in de bovenste trap, nadat hij is aangekomen op een bestemming buiten de planeet (bijvoorbeeld de maan of Mars), kan worden hergebruikt om thermische energie of elektriciteit te leveren met behulp van een koolstofdioxideturbinecyclus met gesloten kringloop voor habitats of apparatuur.

herbestemming van TMSR op de maan of Mars

Het is mogelijk om met een voertuig op Mars te vliegen met behulp van de warmte die wordt gegenereerd door TMSR met subsonische snelheden zonder dat er brandbare brandstof nodig is. Dit kan een enorm potentieel beloven voor toegang overal op Mars zonder dat er een chemisch drijfgas van de aarde wordt gehaald. Slechts 10 gram Th232 zal het voertuig een hele baan rond Mars laten vliegen! Dit kan zeer nuttig zijn voor toekomstige Marskolonies voor experimenten, kartering en transport.

Thorium is ook op de maan gedetecteerd door Chang’e-2. Eén kilogram thorium dat om te beginnen van de aarde is gehaald, kan een jaar lang een 2,6 thermische megawatt-installatie ondersteunen. Stel je tien van dergelijke planten voor op tien verschillende locaties met tien kilogram thorium dat van de aarde is gehaald en het bijbehorende zout, dat uiteindelijk zelfvoorzienend zal worden met maanthorium.

Een noodzakelijke oplossing zou zijn dat de politieke klasse het voortouw neemt en het anti-nucleaire (tegen het woord “nucleaire”) antagonisme om op zijn minst te verdwijnen en te beseffen dat de heftigheid ertegen miljarden mensen van kleur wereldwijd pijn doet door vervuiling terwijl het ons weghoudt van een koolstofvrije toekomst.

Laten we klein beginnen. Een paar kleine fabrieken om mee te beginnen, zelfs op universitair niveau, kunnen helpen de problemen op te lossen en vervolgens het komende decennium langzaam uit te breiden om ons land om te beginnen fossielvrije energie te leveren. Het delen van deze technologie – of niet – met andere landen staat boven mijn salaris en zou aan de administratie worden overgelaten om hierover te beslissen.


Let op: we gebruiken een nieuw reactiesysteem, waarvoor je mogelijk een nieuw account moet aanmaken.

Leave a Comment