Kernenergie

Van Wikipedia

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 generators) in elektriciteit kan worden omgezet.

[bewerk] Kernsplijting

Zie Kernsplijting voor het hoofdartikel over dit onderwerp.

Het hart van een kernreactor, de blauwe gloed onstaat 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 wat lichter dan de som van de uitgangsmaterialen. De ontbrekende massa is omgezet in energie volgens de beroemde formule van Einstein:

E = mc²

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 plutoniumisotopen. Ook andere kernen, zoals die van uranium en 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 recycling. De overige procenten, en de materialen die als verpakking hebben gediend van de splijtingsmaterialen en die ook in meerdere of mindere mate radio-actief zijn geworden, vormen samen het zogenoemde kernafval.

[bewerk] Kerncentrale

Een nucleaire energiecentrale in Frankrijk

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 koken, de stoom drijft een turbine (soort schoepenrad) aan die weer de generator aandrijft waarin elektriciteit wordt opgewekt.

In België zijn zeven kerncentrales gebouwd, vier in Doel en drie in Tihange, wat België het meest genucleariseerde land van de wereld (qua bevolkingsdichtheid en oppervlakte) maakte.

In Nederland zijn twee kerncentrales gebouwd, in Dodewaard (gesloten in 1997) en in Borssele, deze is nog in bedrijf en is goed voor ongeveer 4 procent van de Nederlandse vraag naar stroom ^[1].

2006- Volgens CDA en VVD zou er binnen 10 jaar een tweede reactor bij moeten komen voor nog eens 4% van de stroombehoefte ^[2], tegen zijn PVDA, Groenlinks en SP, de bouw zou enkele jaren uitgesteld kunnen worden volgens Van Geel ^[3].

[bewerk] Maatschappelijke discussie

Kernenergie roept veel discussie op en in de jaren '70 en '80 was er een brede anti-kernenergiebeweging in Nederland. Als gevolg darvan is er een Brede maatschappelijke discussie over kernenergie gevoerd in de periode 1981-1983. Organisaties als Laka en WISE hebben het doel kernenergie te bestrijden. Het onderwerp ligt nog steeds gevoelig. Daarvoor zijn een aantal redenen:

Kernenergie en radioactiviteit zijn zaken die moeilijk inzichtelijk zijn te maken en waarbij radioactiviteit een onzichtbaar gevaar lijkt.
Een groot ongeval met een ouderwetse Russische centrale (Tsjernobyl in 1986) heeft grote gevolgen gehad. Bureaucratie, oude techniek en een bizar experiment waren de oorzaken, maar toch heeft dit het beeld van kernenergie blijvend veranderd. Bij de huidige Westerse centrales is het risico op ongevallen echter bijna onbestaande. De centrales zelf zijn qua constructie al veel veiliger, ze worden veel beter onderhouden en ook het personeel is goed opgeleid en goed betaald.
Het definitief opslaan van radioactief afval is technisch mogelijk maar is in de wereld nog nergens geregeld. Nucleair afval blijft nog langdurig (tienduizenden jaren) radioactief en er moet een speciale locatie gevonden worden waarvan gegarandeerd wordt dat deze gedurende die tijd niet wordt verstoord door bijvoorbeeld een aardbeving. In Finland, Zweden en de Verenigde Staten heeft men dergelijke locaties gevonden en worden ondergrondse bergplaatsen aangelegd. Bovendien wordt in diverse landen geëxperimenteerd met ondergrondse 'opbergmijnen' om later een echte bergplaats te kunnen aanleggen. Zo is in België in de Boomse klei een proeftunnel gebouwd waar experimenten gedaan worden op de doorlaatbaarheid van de klei op lange termijn. De jaarlijkse geproduceerde hoeveelheid kernafval per centrale is echter miniem in vergelijking met andere industriële processen (1 m³ afval per reactor per jaar). In België komt dit overeen met een vingerhoed kernafval per inwoner per jaar. Daarnaast is het kernafval na die tienduizenden jaren ook effectief verdwenen, terwijl andere afvalsvormen zoals chemisch afval niet afgebroken worden.
De technologie om kernenergie op te wekken is verwant met de technologie om kernwapens te maken. Enerzijds maakt dat de beschikking over vreedzame kerntechnologie aantrekkelijk voor veel landen, anderzijds worden landen die zelf kerntechnologie ontwikkelen voor naar hun zeggen vreedzame doeleinden, vaak beschuldigd van andere bedoelingen. In landen zoals België en Nederland is dit aspect geen probleem. Landen in minder stabiele regio's beschikken tegenwoordig echter ook over de technologie voor kernenergie en kernwapens: alleen grote druk vanuit de VN kan de ontwikkeling daarvan afremmen. Het non-proliferatieverdrag kent ieder land het recht toe kerntechnologie voor vreedzame doeleinden te gebruiken. Een potentieel probleem dat ook speelt in landen waarop niet de verdenking rust dat ze zelf kernwapens willen maken, is dat terroristen zouden kunnen proberen door een aanslag splijtbaar materiaal te verwerven om daaruit kernwapens te maken of evt zelfs zgn. 'vuile bommen': conventionele explosieve ladingen die radioactief materiaal verspreiden in de omgeving. Hierdoor zouden potentieel grote gebieden gevaarlijk radioactief kunnen worden besmet met alle fysieke gevolgen van dien, en daarnaast nog grote onrust onder de bevolking. Alleen al om deze reden dienen transporten van nucleair materiaal zwaar bewaakt te worden.
Kerncentrales zijn enorm duur om te bouwen. Eens ze gebouwd zijn produceren ze wel de goedkoopste elektriciteit, en vormen ze een stabiele en betrouwbare energiebron, onafhankelijk van onvoorspelbare factoren zoals weer of leveranciers in politiek instabiele regio's. Met het geld waarmee het windmoleneiland op de Thorntonbank zal gebouwd worden (energieopbrengst= 3% van de vraag naar energie) kunnen ook twee kerncentrales gebouwd worden, die 10 keer zoveel energie produceren.

Een belangrijk deel van de milieubeweging wijst gebruik en ontwikkeling van kernenergie af. Wel is er de laatste tijd meer belangstelling voor kernenergie vanwege de dreigende tekorten aan fossiele brandstoffen en de afhankelijkheid van leveranciers van olie uit instabiele regio's. De in de loop van 2005 sterk gestegen olieprijs op de wereldmarkt heeft tot een duidelijke verhoging van de belangstelling voor kernenergie in de media en bij regeringen geleid. De tijdelijke afsluiting van de gastoevoer vanuit Rusland naar landen als de Oekraïne, heeft nog meer zorgen m.b.t. de energievoorziening veroorzaakt. Ook zorgen over het klimaat dragen bij aan de hernieuwde interesse voor kernenergie. Kernenergie draagt vrijwel niet bij aan het broeikaseffect; er komt uit kerncentrales geen CO₂ vrij. Wel is de winning van uraanerts een kostbaar, vervuilend en energievretend proces, zoals ook de productie van staal en aluminium, nodig voor het bouwen van bijvoorbeeld windmolens, enorm energieïntensief is. De brandstof voor kernenergie vormt een veel kleiner deel van de totale kosten ervan dan bij conventionele centrales; er gaat daarentegen meer geld naar beveiliging, afvalverwerking en ontmanteling van verouderde centrales.

De Belgische regering nam in 2002 een kernuitstapwet aan die stipuleert dat "De nucleaire centrales bestemd voor de industriële elektriciteitsproductie door splijting van kernbrandstoffen, worden gedesactiveerd veertig jaar na datum van hun industriële ingebruikname en kunnen geen elektriciteit meer produceren". Hierdoor zullen wellicht tussen 2015 en 2025 alle Belgische kerncentrales sluiten. Om het verlies aan energieproductie op te vangen worden onder meer windturbines geplaatst op een zandbank in de Noordzee. De kernuitstapwet biedt echter mogelijkheden om de uitstap niet te effectueren, indien er niet voldoende vervangende capaciteit is voor de te sluiten centrales. Aangezien België meer dan 60 procent van zijn elektriciteit nucleair opwekt, is het niet denkbeeldig dat deze 'escape' in de wet nog gebruikt gaat worden.

De regering Balkenende-II heeft in mei 2003 aangekondigd - door vastlegging in het regeerakkoord - dat de kerncentrale in Borssele in 2013 moest sluiten. Deze kerncentrale zou dan 40 jaar in bedrijf zijn geweest. Begin 2006 besloot een meerderheid van de Kamer echter om een convenant (overeenkomst) tussen de eigenaren van de centrale en de overheid te sluiten. In het convenant wordt geregeld dat de centrale tot 2033 in bedrijf kan blijven, mits er voldaan blijft aan criteria van veiligheid en milieu. Tevens beloven de eigenaren van de centrale om samen met de overheid te investeren in projecten en onderzoek ten behoeve van Duurzame Energie. Op het breken van deze belofte staan overigens geen duidelijke sancties. De voorgenomen sluiting van de centrale in 2013 zou enkele honderden miljoenen euro's kosten. Hoewel D66 gekozen was met in het verkiezingsprogramma de belofte Borssele te zullen sluiten, wilde de partij de afkoopsom in 2005 liever geinvesteerd zien in duurzame energie. De discussie rond de kerncentrale Borssele tekent de volgens sommigen 'minder dogmatische en meer praktische' atmosfeer rond kernenergie in Nederland. In eigen kring is D66 het opgeven van de verkiezingsbelofte ('Borssele moet dicht') flink verweten.

De meeste nieuwe kerncentrales zijn in aanbouw in Azië, met name in Japan, China, en Taiwan. In Europa worden nieuwe kerncentrales momenteel alleen door Finland en Frankrijk gebouwd. Voorts worden er in de VS veel vergunningen van centrales verlengd, terwijl dit ook in diverse Europese landen in toenemende mate als (goedkope) mogelijkheid wordt beschouwd.

[bewerk] Kernfusie

Zie Kernfusie voor het hoofdartikel over dit onderwerp.

Er wordt al tientallen jaren onderzoek gedaan naar kernfusie, vooral omdat de hierbij gebruikte grondstoffen (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-reactors en laser-implosie reactors.

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. Echter zal dit afval redelijk snel zijn radioactiviteit verliezen zodat opslag maar voor beperkte periodes nodig is. Tevens wordt er gewerkt aan materialen die niet of minder radioactief worden door bestraling.

[bewerk] Referenties

[bewerk] Externe links

Kernenergie.nl Webportaal met veel links naar nuttige informatie over kernenergie en nucleaire technologie.
NRG-Publieksinformatie Toegankelijke informatie van onderzoeksgroep NRG over kernenergie, nucleaire technologie en straling.
SCK.CEN Studiecentrum voor Kernenergie.
World Information Service on Energy, een (anti-nucleaire) organisatie, die o.a. 20x per jaar een tijdschrift uitgeeft met recent nieuws over kernenergie.
Stichting LAKA, Documentatie en onderzoekscentrum kernenergie. De stichting is tegen het gebruik van kernenergie.
Stichting Kernvisie, deze stichting is voor het gebruik van kernenergie
OliNo:kernenergie, achtergrond informatie over kernenergie.
MIRA - Milieurapport Vlaanderen: achterinformatie over kernenergie in Vlaanderen (Nederlands)