Door hun voorstanders worden SMR’s geroemd als een goedkopere en snellere manier om nieuwe kernenergiecapaciteit op te bouwen. In tegenstelling tot de huidige reusachtige reactoren die een gigawatt aan elektriciteit kunnen opwekken, worden SMR’s ontworpen om minder dan een derde van die energie te produceren en te werken met intermitterende zonne- en windenergie.

Er zijn wereldwijd meer dan 70 SMR-ontwerpen in verschillende stadia van ontwikkeling; volgens de Britse premier Boris Johnson kan het Rolls Royce-ontwerp waar het Verenigd Koninkrijk diep voor in de geldbuidel heeft getast, tegen 2030 elektriciteit opwekken.

Naast de Britten geven ook de Fransen en Polen overheidssteun aan SMR-projecten. De Amerikaanse regering heeft dan weer nogal wat geld gepompt in het bedrijf NuScale Power, om zijn versie van de technologie te ontwikkelen.

Tot nu toe was er echter weinig onafhankelijke evaluatie geweest van hoe het radioactieve afval van SMR’s zich zou verhouden tot dat van hun grootschalige soortgenoten. Daar is deze week, met de publicatie van een onderzoek van de Stanford-universiteit in Californië, verandering in gekomen.

Niet alleen meer afval, maar ook duurder

Om de technologie te beoordelen, gebruikten onderzoeker Lindsay Krall en haar collega’s gegevens die NuScale Power publiekelijk met de Amerikaanse autoriteiten heeft gedeeld. De wetenschappers focusten zich op drie soorten SMR’s, die welke gekoeld worden met water (zoals bij klassieke kerncentrales), gesmolten zout en vloeibaar metaal, en vergeleken ze met drukwaterreactoren, ’s werelds meest gebruikte soort grootschalige nucleaire technologie.

De onderzoekers kwamen tot de bevinding dat mini-reactoren niet alleen meer afval produceren dan grote centrales, maar ook afval produceren dat moeilijker op te slaan, en uiteindelijk dus ook duurder is. Gesuggereerd wordt dat SMR’s grotere hoeveelheden en complexer afval opleveren omdat zij van nature minder efficiënt zijn.

“Kleine modulaire reactoren hebben de aandacht getrokken door beweringen over inherente veiligheidskenmerken en lagere kosten”, worden de auteurs van het onderzoek geciteerd door persagentschap Bloomberg. Maar de grotere hoeveelheden “SMR-afval zullen moeten worden behandeld, geconditioneerd en op de juiste manier verpakt voordat het geologisch kan worden opgeborgen. Deze processen zullen aanzienlijke kosten met zich meebrengen.”

Zij ontdekten onder meer dat SMR’s, wanneer wordt gekeken naar het afval dat per eenheid opgewekte elektriciteit wordt geproduceerd, tot 30 keer meer hoogactief afval voortbrengen dan een conventionele reactor, en tot 5 keer meer verbruikte splijtstof. “De variatie in deze cijfers weerspiegelt de verwachte variatie in de SMR-ontwerpen die nu worden ontwikkeld”, voegen de onderzoekers eraan toe.

Neutronenlekkage

De technischer toelichting: bij de opwekking van kernenergie is er sprake van een nucleaire kettingreactie, waarbij één enkele kernreactie in de reactorkern neutronen creëert die vervolgens gemiddeld één of meer volgende kernreacties veroorzaken. Volgens het team van Krall lekken SMR’s echter meer neutronen uit hun kern dan een grotere reactor, wat betekent dat ze de zichzelf in standhoudende reactie niet zo lang kunnen volhouden. Zelfs een klein verschil in neutronenlekkage leidt tot een aanzienlijke invloed op de samenstelling van het afval, aldus de studie.

NuScale Power zegt dat de studie op verouderde informatie berust. “Wij zijn het niet eens met de conclusie dat het NuScale-ontwerp meer gebruikte verbruikte splijtstof per eenheid energie oplevert dan de momenteel in bedrijf zijnde lichtwaterreactoren”, klinkt het tegenover New Scientist.

(ns)