08/11/2025
Een nieuwe mijlpaal werd bereikt in een op thorium gebaseerde kernreactor met gesmolten zout.
Nikolaj Kardasjev, de beroemde Sovjet-astrofysicus, definieerde de Type 1-beschaving als een samenleving die volledige controle en meesterschap heeft bereikt over alle energiebronnen van haar thuisplaneet, schrijft Hua Bin.
Een dergelijke beschaving kan gebruikmaken van zonne-, wind-, geothermische en getijdenenergie en zou op het punt staan om multiplanetair te worden.
Volgens de interpolatie van de Kardashev-schaal door natuurkundige Carl Sagan wordt de mensheid momenteel geschat als een Type 0.73-beschaving, die slechts een fractie van de totale op aarde beschikbare energie verbruikt.
China heeft zojuist een belangrijke mijlpaal bereikt in het aanboren van het energiepotentieel van onze planeet. Hiermee zou de mensheid een stap dichter bij een Type 1-beschaving kunnen komen.
Een paar maanden geleden schreef ik over de vooruitgang die China heeft geboekt bij het benutten van kernenergie op basis van thorium. In april slaagden wetenschappers erin om met succes nieuwe brandstof toe te voegen aan een operationele thoriumreactor met gesmolten zout ( https://huabinoliver.substack.com/p/what-is-really-going-to-change-the ).
De ontwikkelingen zijn snel gegaan. Vorige maand werd nog een mijlpaal bereikt. De experimentele reactor, gebouwd in de Gobiwoestijn door het Shanghai Institute of Nuclear Applied Physics (SINAP) van de Chinese Academie van Wetenschappen, heeft de omzetting van thorium in uranium als brandstof voltooid, waarmee we een stap dichter bij een vrijwel eindeloze voorraad kernenergie zijn gekomen.
Met deze prestatie is de gesmoltenzoutreactor (TMSR) op basis van vloeibare thoriumbrandstof van 2 megawatt de enige werkende demonstratie ter wereld van deze nucleaire technologie van de vierde generatie die met succes thoriumbrandstof heeft geladen en gebruikt.
Het is de eerste keer dat wetenschappers experimentele gegevens over de werking van thorium in een gesmoltenzoutreactor hebben kunnen verzamelen. Deze innovatie is van grote invloed op de toekomst van schone, duurzame kernenergie.
Zoals ik in mijn eerdere essay schreef, is thorium veel overvloediger en toegankelijker in de aardkorst dan uranium en genereert het veel minder radioactief afval.
Thorium wordt beschouwd als de heilige graal van kernsplijtingsenergie, naast kernfusie – de ultieme kroon op kernenergie.
Er is één enkele mijn in Binnen-Mongolië, de Bayan Obo-mijn, waarvan wordt geschat dat deze voldoende thorium bevat om China de komende 20.000 jaar van energie te voorzien.
De kern van de doorbraak is een proces dat bekendstaat als ‘in-core thorium-to-uranium conversion’ (omzetting van thorium naar uranium). Hierbij wordt natuurlijk voorkomend thorium-232 omgezet in uranium-233, een splijtbare isotoop die nucleaire kettingreacties in stand kan houden.
Deze transformatie vindt plaats via een precieze opeenvolging van kernreacties. Thorium-232 absorbeert een neutron en verandert in thorium-233, dat vervalt tot protactinium-233 en vervolgens verder vervalt tot het eindproduct: een krachtige kernbrandstof.
Belangrijk is dat het hele proces zich binnen de reactorkern afspeelt, waardoor er geen externe brandstofproductie nodig is.
Thorium wordt opgelost in een fluoridezout in een gesmolten mengsel op hoge temperatuur, dat zowel als brandstof als koelmiddel dient. Neutronen uit een kleine hoeveelheid splijtbaar materiaal, zoals verrijkt uranium-235 of plutonium-239, zetten de kettingreactie in gang.
Tijdens de operatie vangt thorium-232 voortdurend neutronen op en transformeert dit in uranium-233, dat vervolgens energie vrijgeeft via kernsplijting om een zelfvoorzienende ‘verbranding tijdens het kweken’-cyclus te creëren – een van de bepalende voordelen van de technologie.
In tegenstelling tot conventionele drukwaterreactoren, die periodiek moeten worden stilgelegd om het drukvat te openen en de vaste brandstofstaven te vervangen, circuleert de vloeibare brandstof van de TMSR (een homogeen mengsel van splijtbaar materiaal opgelost in gesmolten zout) continu, waardoor er onderweg kan worden bijgevuld zonder dat de werkzaamheden hoeven te worden onderbroken.
Een ander voordeel van de TMSR is dat er helemaal geen water nodig is, in tegenstelling tot conventionele kerncentrales die meestal dicht bij de kust worden gebouwd vanwege hun enorme koelbehoefte.
Deze beperking beperkt de inzet van kernreactoren in droge of landinwaarts gelegen gebieden, maar vormt geen belemmering voor een TMSR-systeem dat gebruikmaakt van gesmolten fluoridezouten op hoge temperatuur in plaats van water als brandstof en koelmiddel.
Omdat de zouten efficiënt warmte overdragen bij atmosferische druk en extreme temperaturen, opent de technologie de deur naar veilige, efficiënte kerncentrales diep landinwaarts – en zelfs op mobiele platforms zoals grote schepen. Chinese scheepsbouwers onderzoeken deze toepassing al.
Als het lukt, zal China de volgende generatie emissievrije zeetransportmiddelen ter wereld bouwen. Natuurlijk zijn de mogelijkheden voor maritieme toepassingen ook enorm.
In 2011 lanceerde de Chinese Academie van Wetenschappen het TMSR-kernenergiesysteem als een strategisch prioriteitsonderzoeksprogramma dat gericht is op het behalen van nationale doelstellingen op het gebied van duurzame energie en CO2-reductie.
Na bijna 15 jaar onderzoek en ontwikkeling heeft een team onder leiding van Xu Hongjie, voormalig directeur van het instituut in Shanghai, door hard werken talloze uitdagingen overwonnen.
Hun werk bereikte zijn hoogtepunt op 11 oktober 2023, toen de 2 MW vloeibare brandstof TMSR de eerste kritische test bereikte. Op 17 juni 2024 werd een nieuwe mijlpaal bereikt toen de TMSR op volle kracht functioneerde.
In april 2025 voerde het team het eerste experiment ter wereld uit waarbij thorium werd toegevoegd aan een werkende gesmoltenzoutreactor.
Dankzij de prestatie van Xu en zijn collega’s beschikt China nu over de enige operationele gesmoltenzoutreactor ter wereld die op thorium werkt.
Als geavanceerde reactor van de vierde generatie beschikt de thorium-gesmoltenzoutreactor over ingebouwde veiligheidsvoorzieningen, omdat het systeem bij atmosferische druk werkt, waardoor het risico op explosies door hoge druk wordt geëlimineerd.
Het is ondergronds gebouwd en volledig beschermd tegen straling. De chemisch stabiele gesmolten zouten kunnen bovendien effectief radioactieve materialen opvangen.
In het onwaarschijnlijke geval van een lekkage stroomt het gesmolten zout in een passieve veiligheidstank, waar het stolt als het afkoelt en eventuele lekkages effectief worden opgevangen.
In China ontstaat een volledig industrieel ecosysteem voor TMSR-technologie, met bijna 100 onderzoeksinstellingen en commerciële ondernemingen die samenwerken aan reactorontwerp, materiaalkunde en andere belangrijke uitdagingen.
Van cruciaal belang is dat alle kerncomponenten van de experimentele reactor 100% in eigen land worden geproduceerd. Zo is volledige autonomie in de toeleveringsketen en technologische onafhankelijkheid gegarandeerd.
China bouwt een reactor van 100 MW in de Gobiwoestijn met als doel om de haalbaarheid van de technologie voor grootschalige commerciële toepassing rond 2035 aan te tonen, aldus de laatste officiële planning.
Terwijl het land deze bijzondere prestatie viert, neemt de Chinese bevolking met verdriet afscheid van de heer Xu Hongjie, de kernfysicus en de grondlegger van China’s thoriumreactorprogramma.
De heer Xu, voormalig directeur van SINAP, overleed op 14 september op 70-jarige leeftijd in Shanghai, vlak voor de laatste mijlpaal.
Volgens het Ministerie van Wetenschap en Technologie overleed Xu na middernacht terwijl hij thuis aan het werk was.
Volgens de nieuwsberichten werd hij achter zijn computer aangetroffen. “Boeken lagen opengeslagen op het bureau en de computermuis was op de grond gevallen. Op het scherm waren de dia’s van de lezing ‘Inleiding tot Nucleaire Wetenschap en Technologie’ nog steeds niet af”, aldus het monument.
Xu, geboren in 1955, studeerde in 1989 af aan de Fudan Universiteit met een doctoraat in kernfysica en nucleaire technologie.
Datzelfde jaar ging hij als postdoctoraal onderzoeker bij SINAP werken en werd in 1991 bevorderd tot universitair hoofddocent en in 1995 tot adjunct-directeur. Van 2001 tot 2009 was hij directeur van het instituut.
In 1995 besloten CAS en het gemeentebestuur van Shanghai om de Shanghai Synchrotron Radiation Facility te bouwen en gaven ze de heer Xu de opdracht om leiding te geven aan het project.
Onder leiding van Xu bouwde het projectteam een toonaangevende derde-generatie synchrotronstralingslichtbron. Dit is een geavanceerde faciliteit die is ontworpen om lichtbundels met een hoge helderheid te produceren.
In 2009, na de voltooiing van de faciliteit, kreeg Xu de leiding over een thoriumreactorproject om de technologie te realiseren. Dit leidde in 2011 tot de lancering van het TMSR-programma.
Wetenschappers als Xu Hongjie en Xu Guangxian, de ‘vader van de Chinese zeldzame-aardechemie’ die in 2015 overleed, zijn de drijvende kracht achter de vooruitgang en ontwikkeling van het land.
Het zijn de nationale schatten die China weer groot hebben gemaakt. Een ode aan de helden.
Zonder uw gewaardeerde steun kan Dissident niet bestaan. U kunt HIER doneren om mij in staat te stellen elke dag nieuwe artikelen op deze site te plaatsen.
