Techniek

Thorium komt op aarde vier keer zoveel voor als uranium en wat nog interessanter is: het element kan, in tegenstelling tot uranium, zonder ingewikkeld verrijkingsproces voor bijna 100% opgestookt worden. Is thorium het antwoord op onze energiecrisis?

Wat is thorium?
Thorium is een licht radioactief, hard metaal (alle elementen zwaarder dan lood zijn instabiel, dus radioactief), dat iets lichter is dan uranium. Honderd procent (enkele honderdduizendste delen uitgezonderd)  bestaat uit het isotoop thorium-232. Ter vergelijking: uranium bestaat voor slechts 0,7 procent uit het splijtbare U-235. Het langzame radioactieve verval van het uranium en thorium in mantel en kern houdt de aarde warm.

Op dit moment wordt thorium voor maar weinig doeleinden gebruikt, omdat het licht radioactief is. Thorium komt vooral voor in monaziet, een erts waar zeldzame aarden in voorkomen en binnenkort in Canada op grote schaal zal worden gemijnd, en wordt als bijproduct gewonnen. De vraag naar zeldzame aarden als neodymium en dysprosium explodeert namelijk, omdat deze veel worden gebruikt in elektrische auto’s en permanente magneten voor windmolens. Kortom: thorium is een metaal dat dringend wacht op een toepassing.

Thorium als kernbrandstof
Thorium-232 is vruchtbaar, dat wil zeggen dat als het wordt bestraald met neutronen, er (door het uitzenden van twee elektronen) een vrij snel uiteenvallende atoomkern ontstaat (uranium-233). Hierbij komt tien tot duizend maal zo weinig radioactief afval  vrij als bij uraniumsplijting. Ook vereist thorium in tegenstelling to uranium dat er een voortdurende neutronenbron aanwezig is. Terroristen of schurkenstaten schieten dus weinig op met het leegroven van een thoriumreactor. Er bestaan enkele werkende prototypes van thoriumreactoren, maar deze werden vaak geteisterd door problemen en kostenoverschrijdingen.

Thorium: de oplossing?
Thorium komt ongeveer evenveel voor als lood, zes miljoenste delen van de aardkorst bestaan uit thorium. Als de mensheid er voor kiest om over te stappen op thorium als voornaamste enegieleverancier, is er voor enkele duizenden jaren voldoende energie – bij het huidige energieverbruik, dat is.

Voor dichtbevolkte landen met weinig zonlicht, of andere inheemse energiebronnen, zoals Nederland, België en Duitsland, is thorium dus erg interessant als overbruggingstechniek: tot kernfusie op grote schaal mogelijk is of zonnepanelen en elektrische energieopslag zo goed en goedkoop dat de zon het over kan nemen. Nadeel is wel dat zowel Nederland als Duitsland niet over inheemse thoriumvoorraden beschikken, maar aan de andere kant: erg veel thorium zal niet nodig zijn en door de massale winning van zeldzame aarden voor elektrische auto’s zullen producenten het goedje voorlopig waarschijnlijk aan de straatstenen niet kwijt kunnen.

Kortom: als tijdelijke oplossing is thorium geen gekke keuze. Het kan tien tot twintig jaar lang de klap opvangen die het schaars worden van makkelijk winbare fossiele brandstoffen Europa zal uitdelen tot we een betere oplossing hebben en zelfs vele eeuwen daarna, indien dat nodig is. Hierbij kan Europa samenwerken met India. India zet groot in op thorium en wil in 2050 een derde van de totale energiebehoefte uit thorium halen. Wel noemt het Centre for European Reform de Indiase strategie, vaste-stof reactors in plaats van gebruik te maken van gesmolten thoriumzouten zoals zij voorstaan, technisch riskant (er is dan nog steeds kans op een meltdown).

Bronnen
Steven Tindale, Thorium: How to save Europe’s nuclear revival, Center for European Reform, 2011