Kernenergie

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken

Kernenergie is energie opgewekt door kernreacties, de reacties waarbij atoomkernen zijn betrokken. Kernenergie komt in alle gevallen beschikbaar in de vorm van warmte, die in een kerncentrale op conventionele manier (via stoom, turbines en generatoren) in elektriciteit kan worden omgezet.

Kernsplijting[bewerken]

Nuvola single chevron right.svg Zie Kernsplijting voor het hoofdartikel over dit onderwerp.
Het hart van een onderzoeksreactor voor kernsplijting: splijt- en regelstaven in een waterbassin. De blauwe gloed ontstaat door het Tsjerenkov-effect.

De atoomkernen met een massa overeenkomend met die van ijzer (ca. 56 nucleonen) zijn energetisch bezien van alle kernen in het periodiek systeem het stabielst. Bij zwaardere of lichtere kernen is het theoretisch mogelijk energiewinst te halen door het samenvoegen van lichte (kernfusie) of het splijten van zware kernen (kernsplijting). De nieuwe atoomkernen die hierbij ontstaan, zijn samen wat lichter dan de som van de uitgangsmaterialen. De ontbrekende massa is omgezet in energie volgens de beroemde formule van Einstein,

E = mc^2,

waarin:

Omdat de term c² zo groot is, komt er bij kernreacties zeer veel energie vrij, ook als maar een klein gedeelte (een paar procent) van de massa wordt omgezet. In de praktijk wordt vrijwel alleen gebruikgemaakt van de splijting van kernen van uranium- en plutonium-isotopen. Ook andere kernen, zoals van thorium zijn splijtbaar. Plutonium ontstaat vanzelf uit uranium tijdens de kernreacties in de reactorkern en wordt ook gedeeltelijk gespleten, waarbij natuurlijk ook energie vrijkomt. Gebruikte splijtstof kan voor circa 95% hergebruikt worden, men spreekt van opwerking. De overige procenten, en de materialen die als verpakking hebben gediend van de splijtingsmaterialen en die ook in meerdere of mindere mate radioactief zijn geworden, vormen samen het zogenoemde kernafval.

Kerncentrale[bewerken]

Kerncentrale van Électricité de France te Civaux in Frankrijk. Zichtbaar zijn een koeltoren en twee reactorkoepels.
Zicht vanaf Fort in Hoei op de kerncentrale van Tihange
Nuvola single chevron right.svg Zie Kerncentrale voor het hoofdartikel over dit onderwerp.

De commerciële opwekking van elektriciteit door middel van kernenergie gebeurt in kerncentrales. De warmte van het kernsplijtingsproces wordt gebruikt om water te verhitten tot superkritische temperaturen, de stoom drijft een turbine (soort schoepenrad) aan die weer de generator aandrijft waarin elektriciteit wordt opgewekt.

België[bewerken]

Kerncentrale en 17de-eeuwse molen op de Scheldedijk van Doel
Zicht vanaf station Ampsin op de kerncentrale van Tihange

Naast de proefreactoren in Mol BR-3 : 11 Mw(e) welke is stopgezet en wordt ontmanteld, zijn er in België twee kerncentraleparken voor elektriciteitsproductie:

  • Doel, met vier reactoren
    • Doel 1: 433 MW(e)
    • Doel 2: 433 MW(e)
    • Doel 3: 1006 MW(e)
    • Doel 4: 1040 MW(e)
  • Tihange, met drie reactoren
    • Tihange 1: 962 MW(e)
    • Tihange 2: 1008 MW(e)
    • Tihange 3: 1015 MW(e)

Samen zorgden zij in 2013 voor 52,08% van de Belgische elektriciteit.[1]

Nederland[bewerken]

In Nederland zijn twee kerncentrales gebouwd, in Dodewaard (gesloten in 1997) en in Borssele. De laatste is nog in werking en is goed voor 3,9 procent van de Nederlandse productie van stroom.[2]

Maatschappelijke discussie[bewerken]

Nuvola single chevron right.svg Zie Kernenergiedebat voor het hoofdartikel over dit onderwerp.

Er is veel discussie over de invoering en het gebruik van kernenergie. Deze was op zijn hoogtepunt tijdens de jaren 1970 en 1980. In sommige landen werd dit een verhitte discussie als nooit tevoren.

Voorstanders van kernenergie beweren dat dit een schone en veilige energiebron is, met een lage CO2-uitstoot. Voorstanders propageren het idee dat kernenergie in tegenstelling tot de verbranding van fossiele brandstoffen vrijwel geen luchtvervuiling produceert. Voorstanders benadrukken dat de risico's van de reactoren zelf en de opslag van kernafval klein zijn en verder kunnen worden verminderd door gebruik te maken van de nieuwste technologie in nieuwe reactoren, zoals Liquid Fluoride Thorium Reactors (LFTR), die veel veiliger zijn (inherent passieve veiligheid) en vele malen minder afvalstoffen geven die bovendien veel minder lang radioactief blijven (300 jaar in plaats van tienduizenden jaren[3][4][5][6]). Zij wijzen er ook op dat de energievoorziening hiermee minder afhankelijk wordt van fossiele brandstoffen uit instabiele regio's.

Tegenstanders van kernenergie beweren dat deze vorm van energieopwekking vele bedreigingen voor mens en milieu met zich meebrengt. Deze bedreigingen zijn de gezondheidsrisico's en de milieuschade als gevolg van de uraniumwinning, de verwerking en het vervoer, het risico van verspreiding van kernwapens, sabotage en het onopgeloste probleem van radioactief afval. Critici twijfelen aan de veiligheid van kerncentrales en wijzen op eerdere ernstige rampen. Zij geloven niet dat de risico's voldoende verminderd kunnen worden door nieuwe technologie. Zij beweren ook dat, wanneer men de gehele keten van kernenergie van de uraniumwinning tot de ontmanteling van kerncentrales in beschouwing neemt, kernenergie geen duurzame energiebron is.

Kernfusie[bewerken]

Nuvola single chevron right.svg Zie Kernfusie voor het hoofdartikel over dit onderwerp.

Er wordt al tientallen jaren onderzoek gedaan naar kernfusie, vooral omdat de hierbij gebruikte grondstoffen (zware waterstof, of deuterium) in nagenoeg onbeperkte hoeveelheden uit zeewater kunnen worden gewonnen. Het blijkt echter niet makkelijk om omstandigheden te scheppen waaronder waterstofkernen zo dicht bij elkaar worden gebracht en gehouden dat er een waarneembare hoeveelheid fusie-energie ontstaat. Er wordt onder andere gewerkt aan tokamak-reactoren en laser-implosiereactoren.

Problemen zijn de grote benodigde energie-input voor er netto energieproductie op gaat treden en de materialen waaruit de reactor moet bestaan. Deze moeten extreem sterk zijn en bestand zijn tegen hoge temperaturen. Bovendien worden ze na gebruik zelf radioactief, wat weer een afvalprobleem schept. Dit afval zal echter redelijk snel zijn radioactiviteit verliezen (de helft minder radioactief na 12 jaar) zodat opslag maar voor een beperkte periode nodig is. Tevens wordt er gewerkt aan materialen die niet of minder radioactief worden door bestraling.

Zie ook[bewerken]

Externe links[bewerken]

Bronnen, noten en/of referenties