Dit lab wil al het Amerikaanse kernafval binnen 30 jaar opruimen

Kernafval is een van de grootste hoofdpijndossiers van onze tijd. Het spul blijft namelijk tienduizenden jaren radioactief. Amerikaanse onderzoekers werken daarom aan een techniek die de gevaarlijke levensduur met 99,7 procent zou kunnen inkorten en er ondertussen ook nog eens elektriciteit mee opwekt.

De Amerikaanse overheid steekt ruim 8 miljoen dollar in twee onderzoeksprojecten waarbij een veelbelovende techniek wordt ontwikkeld: accelerator-driven systems, oftewel ADS. Trekker van beide projecten is Jefferson Lab in de staat Virginia, een instituut dat onderzoek doet naar deeltjesversnellertechnologie.

Stel je een soort atoomkegelbaan voor. Protonen worden tot enorme snelheden opgejaagd en op een bak vloeibaar kwik afgevuurd. Bij die klap komen neutronen los. Die neutronen richten de onderzoekers vervolgens op het kernafval. Daar veroorzaken ze een kettingreactie waarbij de langlevende radioactieve stoffen worden omgezet in varianten die veel sneller onschadelijk worden.

Normaal gezien moet je kernafval zo'n 100.000 jaar opslaan voordat het veilig is. ADS zou die wachttijd kunnen terugbrengen tot zo'n driehonderd jaar. En als extraatje wekt het proces ook nog eens stroom op.

Wat wordt er met dat geld gedaan?

De onderzoekers willen de subsidies gebruiken om een paar technische problemen op te lossen. Eerst moeten de supergeleidende onderdelen van de deeltjesversneller worden verbeterd. Traditioneel zijn die gemaakt van puur niobium. Dat is een metaal dat bij ijskoude temperaturen geen elektrische weerstand heeft.

Het nadeel: om niobium supergeleidend te krijgen, moet je het afkoelen tot vlak boven het absolute nulpunt. Dat vergt peperdure koelinstallaties. Door een dun laagje tin aan de binnenkant van bepaalde onderdelen aan te brengen, werken ze ook bij minder extreme temperaturen, zo ontdekten onderzoekers. Daardoor kom je toe met standaard koelapparaten die veel goedkoper en kleiner zijn.

Het tweede project gaat over de voeding van de versneller. Daarvoor kijken de onderzoekers naar magnetrons. Die kunnen enorme hoeveelheden energie leveren op precies de juiste frequentie die de deeltjesversneller nodig heeft. Het doel is om meerdere van deze units te combineren om een vermogen te krijgen dat hoog genoeg is voor een ADS-unit.

Jefferson Lab werkt voor beide projecten samen met commerciële bedrijven. Dat is bewust: de technologie moet niet in een la verdwijnen, maar op termijn op industriële schaal draaien. De ultieme ambitie? Alle Amerikaanse kernafval in drie decennia volledig verwerken.