Op 1 maart jl. bundelden VENI en VSI/e de krachten en organiseerden hun allereerste gezamenlijke lezingenavond. Het thema was nucleaire technologie, dat bij uitstek op het snijvlak van schei- en natuurkunde ligt. Sven van den Berghe vanuit Pantera, Stijn Franssen-Van Rijsingen vanuit PALLAS/NRG en Erika Neeft vanuit COVRA gaven drie gevarieerde lezingen: van de productie van actinium-225 en de bouw van een nieuwe Nederlandse reactor voor medische isotopen tot het eindberging van hoogradioactief materiaal in klei of zout. We doen kort verslag van deze geslaagde avond.
Rond zes uur druppelden de eerste bezoekers binnen in de kantine van Helix. Dat waren niet alleen alumni van schei- en natuurkunde maar ook aardig wat studenten van beide opleidingen. Verschillende bestuursleden van de beide studentenverenigingen, Japie en Van der Waals, waren ook van de partij. De bestelde pokébowls vielen goed in de smaak en voordat er ook maar een lezing was gegeven, was al duidelijk dat het een geslaagde avond zou worden.
Een uurtje later togen we naar de collegezaal en toen bleek pas echt hoe druk het was: zeker twee derde van de stoelen werd bezet. Henk van ’t Blik opende namens de organisatie de avond en bracht er de stemming meteen goed in door een beetje de draak te steken met zowel de schei- als natuurkundigen. Daarna introduceerde hij Jens Peter Frankemölle, voorzitter van VENI, die de avond verder zou modereren. Tekst loopt door onder foto.

Targeted radionuclides en de productie van actinium-225
De eerste spreker was Sven van den Berghe, CEO van Pantera. Pantera is een gezamenlijke onderneming tussen het Belgische onderzoekscentrum SCK CEN en de eveneens Belgische cyclotronbouwer IBA, dat werkt aan een nieuw concept voor de productie van actinium-225. Dat is een medische isotoop die een grote belofte is in de wereld targeted radionuclides. Dat zijn medische isotopen die chemisch gelabeld worden zodanig dat ze specifieke receptoren in het lichaam opzoeken. Tekst loopt door onder foto.
Zowel voor medische beeldvorming als medische behandelingen bieden deze targeted radionuclides grote voordelen. Actinium-225 is door zijn eigenschappen bij uitstek geschikt voor medische behandelingen, maar de productie ervan laat zich moeilijk opschalen. Momenteel, zo vertelde Sven, wordt actinium-225 gewonnen uit een afvalberg uranium-233 (specifiek uit een vervalproduct daarin: thorium-229) die nog over is vanuit een Amerikaans (kern)wapenprogramma. U-233 wordt (gelukkig) niet meer geproduceerd, dus voor de geprojecteerde groei van de vraag naar Ac-225 biedt die geen soelaas.
Bij Pantera werken ze aan een andere techniek. Met behulp van cyclotrons bestralen ze radium-226. Dat is toevallig genoeg ook een restproduct van vroeger, want België was ’s werelds grootste producent van radium-226 maar toen die markt instortte bleven ze met een hoop materiaal zitten. Maar goed, de één z’n dood… Over een paar jaar wil Pantera grote hoeveelheden Ac-225 kunnen produceren.
De grote hoeveelheid vragen die Sven achteraf naar zich afgevuurd kreeg, gaf wel aan dat het een aansprekende presentatie was. Door die vragen werd het interdisciplinaire karakter van de avond prachtig zichtbaar: ze sprongen van de scheikunde hak op de natuurkundige tak.

PALLAS: de eerste nieuwbouwkernreactor in Nederland sinds de jaren zeventig
De tweede spreker van de avond was Stijn Franssen-Van Rijsingen. Stijn werkt sinds een kleine vijf jaar als nucleaire consultant bij de Nuclear Research and Consultancy Group (NRG), die bij het grote publiek vooral bent is vanwege de uitbating van de Hoge Fluxreactor (HFR) in Petten. Samen met de BR2 van het SCK CEN in België produceert de HFR meer dan de helft van alle medische isotopen wereldwijd. De HFR draait echter al sinds 1961 dus is bepaald geen jonkie meer. Aanvankelijk was het bovendien enkel een onderzoeksreactor: hij is later aangepast om er ook medische isotopen mee te kunnen produceren. Daarnaast stijgt de vraag naar medische isotopen wereldwijd nog jaar op jaar.
Het is dan ook niet verbazend dat NRG al een tijd bezig is met het ontwerp en sinds kort ook met de bouw van zijn opvolger: de PALLAS-reactor. In tegenstelling tot de HFR is PALLAS expliciet ontworpen voor de productie van medische isotopen. Dat betekent dat de geometrie en de fysische eisen aan de reactorkern (qua neutronenflux e.d.) zijn gefinetuned voor die productie. Daarnaast betekent het ook dat er heel goed is nagedacht over de toeleveringsketen. Medische isotopen bederven nogal makkelijk (lees: ze vervallen) en daarom is het snel verwerken en van A naar B brengen cruciaal. Daar is bij de inrichting van de site – na bestralen moeten er nog verschillende productiestappen worden uitgevoerd – uitgebreid bij stilgestaan. Tekst loopt door onder foto.
De reactor zelf, zo vertelde Stijn, is daarnaast een toonbeeld van veiligheid. Wanneer de elektriciteit uitvalt dan kan de reactor – slechts gebruikmakend van het in de reactorpoel aanwezige koelwater – een maand zonder menselijke interventie. Zo’n loss of cooling accident (LOCA) is één van de grootste gevaren voor de reactor. Ook daarna hoefde er eigenlijk alleen maar een tuinslang aan te pas komen, zo zei Stijn. Vanuit het publiek bleek ook hier grote interesse. Hoe je eigenlijk aan het ontwerp van zo’n reactor begon, vroeg men zich. En of er nagedacht was over de uiteindelijke uitbedrijfname en ontmanteling. Die laatste vraag bleek een mooi bruggetje naar de laatste presentatie van de avond.

Zout en klei: geologische eindberging van langlevend radioactief afval
Één van de grote open vragen, die zowel de maatschappij als de nucleaire sector zelf bezighoudt, is wat te doen met het afval dat we met al onze kernactiviteiten produceren. Een belangrijke Nederlandse speler in dat vraagstuk is de Centrale Organisatie Voor Radioactief Afval (COVRA). Erika Neeft is onderzoeker bij COVRA en expert op het gebied van geologische eindberging in klei. In de laatste presentatie van de avond ging zij in op eindbergingsstrategieën voor langlevend radioactief afval in Nederland.
De huidige afspraak tussen lidstaten van de Europese Unie is dat het radioactief afval dat elk land produceert ook in het eigen land moet worden opgeruimd. Voor kortlevend afval is dat een minder groot probleem – soms kun je dat simpelweg opslaan totdat de activiteit ver genoeg is afgenomen dat het ‘gewoon afval’ wordt) – dan voor langlevend afval, zoals opgebruikte splijtstof. In dat laatste geval moet een eindbergingsstrategie worden voorzien die het afval gedurende miljoenen jaren kan afzonderen van het leefmilieu. Vaak is dit in de vorm van geologische eindberging: opslaan onder de grond. Tekst loopt door onder foto.
Bij COVRA wordt onderzoek gedaan naar twee types geologische eindberging: in klei en in zout. Belangrijkste vraagstuk is daarin of die grondlagen de verspreiding van de radionucliden lang genoeg kunnen vertragen dat, tegen de tijd dat ze het leefmilieu over een aantal miljoenen jaren bereiken, hun radiotoxiciteit zijn verloren. Tegelijkertijd moeten ze diep genoeg geborgen worden dat de opslag niet door erosie kan worden blootgelegd. Op de tijdschalen in kwestie kan dat om honderden meters gaan. Erika gaf ons een inkijkje in de geologische eigenschappen van de Nederlandse ondergrond en de fysische processen waar rekening mee moet worden gehouden.
Hoewel het speciaalbier in de F.O.R.T. (de ‘Salon’ van Japie) al lonkte, waren er ook voor Erika onverminderd veel vragen en werden er nog een aantal mooie bruggetjes gelegd met een huidig ontmantelingsonderzoeksproject in België en het uiteindelijke ontmantelen van PALLAS.

Volgende VENI x VSI/e lezingenavond: AI in schei- en natuurkunde
Toen was het toch echt tijd om de avond af te sluiten. Koen Kuijpers, voorzitter van VSI/e, bedankte de sprekers met een fles lekkere wijn. Daarnaast onthulde hij het thema van de volgende lezingenavond, die VENI en VSI/e opnieuw samen organiseren. Het thema wordt artificiële intelligentie in de schei- en natuurkunde.
Toen togen alle aanwezigen te langen leste wel degelijk naar de F.O.R.T. en overliepen daar onder het genot van een speciaalbier nog eens op het gemak de avond. De laatste aanwezigen werden met een bezem buitengewerkt, dus het moge duidelijk zijn dat het ook daar nog lang gezellig is geweest.