Tekst Bettine Hilbrands
Foto RID
De Hoger Onderwijs Reactor (HOR), de onderzoeksreactor van het Reactor Instituut Delft (RID), is sinds 6 mei 2019 voor een klein jaar uit bedrijf. De reactor krijgt onder meer een koude neutronenbron, als onderdeel van het OYSTER-programma (Optimized Yield - for Science, Technology & Education - of Radiation). Camiel Kaaijk, hoofd reactorontwikkeling RID, en Joran de Jong, senior adviseur nucleaire veiligheid bij de ANVS, leggen uit wat een koude neutronenbron doet en wat daar bij komt kijken. ‘De grootste uitdaging zit hem in de stralingsbescherming.’
De onderzoekers van het RID verrichten onderzoek op het gebied van gezondheid, duurzame energie en materialen. Met neutronen kun je in materialen kijken zonder ze te beschadigen. In het jaar dat de reactor uit bedrijf is, wordt er onder meer een koude neutronenbron geplaatst bij de reactorkern. ‘Dat is een cel die vloeibare waterstof bevat’, zegt Kaaijk. ‘We brengen deze aan in één van de bundelbuizen die de neutronen van de reactorkern naar de experimenten geleidt. De bundelbuis moet ingekort worden om de cel ertussen te kunnen plaatsen. En de andere bundelbuis moet tijdelijk worden verwijderd, zodat we erbij kunnen. De vloeibare waterstof wordt straks gekoeld tot -253 graden Celsius en de neutronen remmen daarin af. Ze zijn dan beter te manipuleren. We kunnen daardoor andere en meer gevoelige experimenten doen waarmee we meer nauwkeurige resultaten verkrijgen, zoals hogere resoluties in afbeeldingen’.
Nieuw
Voor dit project was een vergunningswijziging nodig. ‘De ANVS heeft onze wijzigingsvoorstellen en de vergunningsaanvraag goedgekeurd’, aldus Kaaijk. ‘Uiteindelijk kregen we de vergunning in maart 2019.’ De Jong: ‘De ANVS stelde als voorwaarde dat het RID inspectie- en testplannen oplevert, zodat we op de hoogte zijn van de werkzaamheden. Aan de hand van zogenoemde ‘hold- and witnesspoints’ kunnen we bepalen wat de vitale punten zijn waar we toezicht op moeten houden. Het is voor niemand wenselijk om steeds met z’n tienen in de reactorkoepel te staan. Maar je wilt ook niets belangrijks over het hoofd zien, dus daar moet je goed over nadenken.’ Om de wijzigingsvoorstellen te kunnen beoordelen, heeft de ANVS zich verdiept in de techniek achter een koude neutronenbron. ‘Dat was nieuw voor ons. We zijn onder andere aan de slag gegaan in een werkgroep van het Internationaal Atoomenergieagentschap, die zich bezighoudt met de technische documentatie hierover.’
Waterstof
Een koude neutronenbron bevat waterstof en dat is in gasvorm en in combinatie met zuurstof explosief. Levert dat geen risico’s op? ‘In het ontwerp is ervoor gezorgd dat er geen zuurstof of een ontstekingsbron bij de waterstof in de koude neutronenbron kan komen’, legt De Jong uit. ‘Maar het betreft wel een nucleaire installatie, dus wil je het zekere voor het onzekere nemen. De koude neutronenbron zit daarom in een explosiebestendig drukvat. Dat is ontworpen op twee keer de druk die ontstaat bij een hypothetische waterstofexplosie.’ Kaaijk vult aan: ‘Een heliumschil op overdruk voorkomt dat er zuurstof in het systeem komt. Tussen de heliumschil en de waterstof bevindt zich een vacuüm isolatielaag om thermisch contact tussen de waterstof en het reactorbassin te voorkomen. De waterstof is 253 graden onder nul en het bassin 35 graden boven nul. Die isolatielaag voorkomt dat het bassinwater aan de koude bron vastvriest.’
Testopstelling
Wat is de grootste uitdaging van dit project? De Jong: ‘We hebben de neiging om ons te focussen op het voorkomen van ongevallen. Dat is natuurlijk belangrijk en daar zitten we ook bovenop, maar de grootste uitdaging zit hem hier in de stralingsbescherming tijdens de werkzaamheden. De kern zelf wordt verwijderd en naar een afgesloten gedeelte van het bassin gebracht. Maar alle structuren daaromheen zijn radioactief door de straling van de kern. De mensen die de werkzaamheden uitvoeren, zijn dan ineens niet meer afgeschermd door tien meter water. Daarom mogen ze daar niet te lang zijn en moeten ze voldoende afstand houden. In een testopstelling oefenen de mensen die de werkzaamheden uitvoeren nu onder andere met het plaatsen van afscherming en met het minimaliseren van de benodigde tijd. Zo zorgt het RID ervoor dat de werknemers goed beschermd zijn.’
Zie ook:
- Onderzoeksreactor Delft een jaar uit bedrijf
- Definitieve vergunning Technische Universiteit Delft inzake OYSTER
