Expert: 'We ontkomen niet aan kernenergie' /7 reacties

Non-proliferatie

Uitleg kernsplijting Is het eigenlijk voor wetenschappers mogelijk om een bijdrage te leveren aan het tegengaan van ongewenste verspreiding van radioactieve stoffen?
Van der Hagen: “Non-proliferatie is een belangrijk thema voor de vierde generatie; zorgen dat het plutonium voor de snelle reactoren niet afzonderlijk voorkomt. Maar ik denk dat elk land en elke groepering met voldoende financiële middelen en voldoende tijd een kernwapen kan produceren. Aan de benodigde kennis is wel te komen.
De eerste stap, het verrijken van uranium (zie kader hieronder), lukt wel en je hebt maar weinig nodig. In de geschiedenis is al aangetoond dat landen dit gedaan hebben.

Werking kerncentrale en snellekweekreactor

Bijna alle kerncentrales maken gebruik van uranium-235 als splijtstof. Het volledig splijten van 0,4 gram uranium-235 is voldoende om een Nederlands gezin een jaar lang van elektriciteit te voorzien.
Het gehalte aan uranium-235 in natuurlijk uranium is niet hoog genoeg om een kettingreactie tot stand te brengen, daarom wordt het voor gebruik als reactorsplijtstof opgewerkt tot ongeveer 4 procent. Bij splijting van een uranium-235-kern komt energie vrij plus twee of drie snelle neutronen. Als deze door botsingen met andere atomen (‘moderator’) worden afgeremd, is de kans groot dat ze door een ander uranium-235-atoom worden ingevangen, dat vervolgens ook kan splijten.
Wanneer elke splijting van een uranium-235-kern aanleiding geeft tot meer dan een nieuwe splijting, ontstaat een kettingreactie. Zonder verdere voorzorgen zou het aantal splijtingen - en de hoeveelheid energie die daarbij vrijkomt - exponentieel toenemen. Dit gebeurt bijvoorbeeld in een kernwapen.
De moderator zorgt voor het absorberen van het teveel aan neutronen, zodat de kettingreactie in een kerncentrale nauwkeurig te controleren is. De moderator in een reactor is meestal water, soms grafiet of zwaar water.
Uranium-238 kan ook splijten, maar minder makkelijk dan uranium-235. Na de vangst van een neutron kan uranium-238 ook overgaan in het veel beter splijtbare plutonium. Als er zo meer splijtbaar materiaal gemaakt dan verbruikt wordt, noem je het kweken. Een kernreactor die op dit proces gebaseerd is, heet een snellekweekreactor. Een kweekreactor gebruikt het natuurlijk uranium 100 keer zo efficiënt als de bestaande kerncentrales en kan bovendien radioactief afval vernietigen door splijting van hoogradioactieve elementen.

Wat is dan eigenlijk de link met kernenergie? Het is onhandig om geschikt plutonium te maken met een kerncentrale. Het ontstaat wel, maar het moet er snel na het ontstaan uitgehaald worden, anders wordt het onbruikbaar door een te hoog gehalte aan zwaardere isotopen. Dus dan moet je een speciale reactor hebben, zoals in Tsjernobyl.
Ook vroege reactoren van de Russen en de Amerikanen waren speciaal op dit doel gericht. Maar een reactor zoals in Borssele zou je na zes weken moeten stilleggen, en dan is er geen elektriciteitsproductie meer. De druk moet eraf en het vat moet open.

Zoiets valt op. Ik geloof niet dat het risico bestaat dat met deze reactoren wapenmateriaal gemaakt wordt. Natuurlijk kunnen de reactoren wel een dekmantel zijn voor andere activiteiten. In hetzelfde instituut kunnen centrifuges staan om uranium te verrijken. Maar aan de andere kant, dat is ook zonder het bedrijven van een kerncentrale al mogelijk. Als je zou stoppen met kernenergie dan blijft de dreiging nog steeds. Het is veel meer een politiek probleem.”

Wereldspeler

Nederland heeft het onderzoek in kernenergie vrijwel geheel afgebouwd. Zijn er nog wel genoeg mensen om een kerncentrale te bedrijven?
“Wereldwijd hangt de toekomst van kernenergie natuurlijk niet van Nederland af. Wel is het belangrijk dat we onze kennis op peil houden voor het gebruik van reactoren, het omgaan met straling en radioactieve stoffen en het ontmantelen van de nucleaire installaties. Kennis bouw je vooral op door met onderzoek bezig te zijn.”

“Onze groep in Delft is op het gebied van stromingsleer in lichtwaterreactoren een wereldspeler, ook op het gebied van hoge-temperatuurreactoren. Voor de vakken die we geven is veel animo. Vijf jaar geleden lag dat heel anders. Toen waren we echter een onderzoekinstituut zonder onderwijstaak. Sinds 2004 zijn onze medewerkers veel zichtbaarder voor de studenten. Wij denken eraan om binnen de 3TU masteropleiding sustainable energy technologies een richting kerntechnologie te gaan opzetten.”

Met dank aan Jan Leen Kloosterman, Reactor Instituut Delft.

Lees ook

Reageren via Facebook

Reacties

Over Claud Biemans

Claud schrijft al zolang ze een pen kan vasthouden en was in een ver verleden redacteur van het dwarse jongerenblad Zone 3. Na haar studie fysische chemie werd ze eindredacteur van het Nederlands Tijdschrift voor Natuurkunde, nu is ze redacteur. Claud schrijft over natuurwetenschappelijke onderwerpen en werkt daarnaast aan de organisatie van internationale kunstprojecten.