Een voormalige werknemer van Elon Musks ruimtevaartbedrijf SpaceX heeft een ambitieus doel voor ogen om de wereldwijde honger naar energie te stillen. Daarvoor richtte hij Radiant Nuclear op, een bedrijf dat een kleine nucleaire reactor ontwikkelt die in een container moet passen.

Doug Bernauer, de CEO van het bedrijf, zegt dat hij het idee kreeg toen hij bij SpaceX werkte. Daar moest hij uitwerken hoe menselijke kolonies op Mars van elektriciteit zouden kunnen worden voorzien. 

Aangezien de zon op de rode planeet niet krachtig genoeg schijnt om voldoende energie op te wekken, kwam Bernauers team uit op de nucleaire optie, meerbepaald op zogenaamde microreactoren, die veel kleiner zijn dan traditionele kerncentrales of zelfs SMR’s (kleine modulaire reactoren).

Radiant Nuclear wil dat idee nu op aarde uitvoeren. Het bedrijf wil een miniatuurkernreactor, Kaleidos, ontwikkelen die meer dan 1 megawatt (MW) genereert, volgens Radiant genoeg energie om 1.000 huishoudens van stroom te voorzien gedurende een periode van acht jaar.

Klein genoeg voor een container

Het systeem zou een aantal grote voordelen genieten tegenover traditionele kernreactoren. Zo zou het door het kleine formaat (de reactor zou klein genoeg worden om in een transportcontainer te passen) makkelijk vervoerbaar moeten zijn, waardoor het op eender welke locatie kan worden geïnstalleerd, ook op plaatsen die moeilijk toegang hebben tot groene energiebronnen. 

Een ander voordeel zou de prijs zijn: door niet afhankelijk te zijn van één kerncentrale, die soms tientallen miljarden kunnen kosten en jarenlang nodig hebben om operationeel te worden, kunnen de reactoren van Radiant veel flexibeler en sneller worden ingezet. 

Voor de ontwikkeling van de reactoren heeft Radiant een ambitieuze tijdlijn. “Het interne doel dat we hebben is 200 weken. Dus ik behandel elke week die voorbij gaat als een halve procent van het tijdsschema”, zegt Bernauer in een interview met Interesting Engineering.

Daarbij wil het bedrijf om de zes maanden een nieuwe mijlpaal behalen. Deze zomer zou het al een test doen voor het koelingssysteem van de reactor. Het is van cruciaal belang dat dit systeem niet meer weegt dan 12 ton, zodat de hele reactor niet meer dan 50 ton zal wegen. Daardoor zou het licht genoeg worden om met een vliegtuig te kunnen worden getransporteerd. 

Het volgende doelwit is om de heliumcompressor af te krijgen. Dat noemt Bernauer “het hart van het systeem” en zal helium doorheen de reactor pompen en vervolgens extraheren. Het systeem zal helium gebruiken in plaats van water om het af te koelen, iets wat het veiliger zou moeten maken dan watergekoelde reactoren omdat helium unieke chemische eigenschappen heeft, waardoor het niet gevoelig is voor radioactiviteit en dus niet besmet kan raken zoals water.

Kernafval is zijn eigen container

Bernauer zegt in het interview dat de reactor als brandstof gebruik zal maken van zogenaamde TRISO-partikels. Elk TRISO-deeltje bestaat uit een kern van uranium, koolstof en zuurstof en is ingekapseld door drie lagen koolstof- en keramische materialen die het vrijkomen van radioactieve splijtingsproducten voorkomen.

TRISO-splijtstoffen zouden structureel beter bestand zijn tegen neutronenstraling, corrosie, oxidatie en hoge temperaturen (de factoren die de prestaties van de splijtstof het meest beïnvloeden) dan traditionele reactorbrandstoffen.

Daardoor zouden zij in theorie niet kunnen smelten in een reactor, wat het gebruik ervan veiliger zou maken dan splijtstoffen in traditionele kernreactoren. Volgens een studie die in 2002 werd uitgevoerd door het Amerikaanse Oak Ridge National Laboratory zouden de brandstofdeeltjes zelf bovendien fungeren als afvalcontainer nadat de brandstof is opgebruikt, wat ze veiliger zou maken dat traditionele metalen containers. 

Eerste product “binnen vijf jaar” op de markt

Door de strikte tijdlijn te hanteren, hoopt Bernauer dat de technologie binnen vier jaar klaar is om naar de productiefase te gaan. Eenmaal de productie zou kunnen opstarten, ziet de CEO de mogelijkheid dat de eerste reactor “binnen vijf jaar” op de markt kan worden gebracht.

“Momenteel zijn we super hard gefocust op de opbouw van ons product, wat ik van kritisch belang vind. Er zijn veel kernenergie-start-ups die aan meer dan een ontwerp werken, maar nog niets hebben gebouwd. Dat vind ik geen gezonde manier om een bedrijf uit te baten.”

Volgens Bernauer zou het zelfs sneller kunnen. Daarbij wijst hij naar Chicago Pile-1, de eerste artificiële kernreactor in de wereld die in 1942 op slechts een jaar tijd werd gebouwd. Ook uit zijn tijd bij SpaceX heeft de CEO van Radiant zijn lesje geleerd. “Blue Origin bestaat al 22 jaar, maar vliegt nog maar sinds vijf jaar geleden. Maar bij SpaceX stond er al na vier jaar een raket op het lanceerplatform. De uitvoering is alles.”

(jvdh)