Wat is kernenergie precies en hoe wordt het opgewekt
Kernenergie is een relatief schone vorm van energie, waar geen CO2 bij vrijkomt. Wel komt er veel CO2 vrij bij de bouw van kerncentrales en de winning van uranium. Ook blijft er hoog radioactief afval over, dat nog altijd niet goed opgeruimd kan worden. Een schoner alternatief voor kernenergie is thoriumenergie. Kernenergie ontstaat door het splijten van atoomkernen van het uraniumerts. Doordat uranium een onstabiele atoomkern heeft splijt deze. Tijdens de splitsing komt veel energie vrij, die vervolgens andere atoomkernen weer verhit, zodat die ook splijten. Een kerncentrale houdt dit proces onder controle.
Het splitsen van atoomkernen gebeurt in zogenaamde splijtstofstaven van Uraniumoxide. Deze zijn geplaatst in een reactorvat gevuld met water. Dit water neemt de warmte op die vrijkomt bij de kernsplitsing. Het water bereikt hierdoor het kookpunt, waardoor er stoom vrijkomt. Dit stoom drijft turbines aan die uiteindelijk elektriciteit produceren. Voor het opwekken van elektriciteit uit kernenergie is dus de grondstof uranium enorm belangrijk.
Voldoende uranium aanwezig
Uranium is een goedkope grondstof en komt in veel landen voor in rotsen, bodem en water, maar is niet hernieuwbaar. Een kilogram uranium levert bijna 23 miljoen kWh aan elektriciteit op. Voldoende voor het jaarlijkse energieverbruik van circa 7.000 huishoudens. Kazachstan is met een aandeel van 42 procent de grootste producent van uranium ter wereld, gevolgd door Canada (15 procent) en Namibië (11 procent). Met wereldwijde voorraad van bijna 6 miljoen ton is er nog voldoende uranium beschikbaar voor de komende decennia. Australië is met 1,67 miljoen ton uranium het land met de grootste voorraad, gevolgd door Kazachstan met 814 duizend ton.
Wat gebeurt er met radioactief afval
Een kerncentrale produceert jaarlijks enkele tonnen hoogradioactief afval. Dit afval is levensgevaarlijk en vormt een ernstig gezondheidsrisico voor mensen. Ongeveer 96 procent van het afval kan nog éénmalig worden opgewerkt. Het resterende deel is echter niet herbruikbaar en moet gedurende minimaal 100.000 jaar veilig worden opgeslagen in diepe, geologische stabiele lagen. Tot nu toe bestaat er wereldwijd nog geen definitieve opslaglocatie; daarom wordt het afval voorlopig bewaard in speciale koelbassins of vaten bij kerncentrales, zodat de straling en warmte geleidelijk afnemen.
Het Nederlandse radioactieve afval uit de kerncentrale in Borssele wordt opgeslagen in een speciaal gebouw in Vlissingen. Met de eventuele komst van nieuwe kerncentrales waarschuwden onderzoekers het kabinet om nu al na te denken over opslag van radioactief afval.
Kerncentrales
Veel mensen vragen zich af hoe veilig kerncentrales zijn. Moderne kerncentrales zijn goed beveiligd en ontworpen met meerdere noodsystemen. Grote ongelukken zijn zeer zeldzaam, maar hebben grote gevolgen. Een kerncentrale kan echter niet ontploffen, zoals een kernbom. Daarvoor is de brandstof in een kerncentrale niet geconcentreerd genoeg. Het bouwen van een kerncentrale van 1 Gigawatt duurt gemiddeld tussen 7 en 10 jaar en kost zo'n 5 tot 15 miljard euro. Kerncentrales gaan gemiddeld 40 tot 60 jaar mee.
Voordelen kernenergie
Lage Co2 uitstoot
Betrouwbare energiebron
Grote productiecapaciteit
Nadelen kernenergie
Radioactief afval
Hoge kosten
Lange bouwtijd
Wat zijn de grootste kernrampen in de geschiedenis
In de geschiedenis hebben zich enkele grote kernrampen voorgedaan, zoals Tsjernobyl in 1986 en Fukushima in 2011, die wereldwijd diepe indruk hebben achtergelaten. Deze rampen tonen de grote gevolgen die vrijkomen bij ongelukken in kerncentrales, variërend van milieuschade tot langdurige gezondheidsrisico’s. Hoewel kernenergie tegenwoordig onder strikte veiligheidsregels wordt geproduceerd, kan een kleine fout of natuurramp grote gevolgen hebben. De kans op een ernstige kernramp is klein, maar de mogelijke impact blijft bijzonder groot.
Kernramp Tjsernobyl
Op 26 april ontplofte de kernreactor nummer 4 door menselijk falen bij een test in de kerncentrale. Uiteindelijk werd door een ontploffing, het dak van de kernreactor geblazen, waardoor er een radioactieve wolk vrijkwam. Pas na 24 uur kwam evacuatie op gang. Zweedse onderzoekers ontdekten de radioactieve wolk, voordat Russische autoriteiten hier melding van maakten, die langs heel Europa dreef. In Nederland werd tijdens deze periode een aantal voorzorgsmaatregelen genomen.
Tijdens de explosie kwamen 31 mensen om het leven. In 2006 kwam uit onderzoek van de World Health Organisation (WHO) en Verenigde Naties (VN) naar voren dat ongeveer 600.000 mensen aan de hoogste stralingsdosis zijn blootgesteld. Naar schatting zijn 4000 mensen hiervan overleden. Van de 6,8 miljoen mensen die zijn blootgesteld aan een gemiddelde stralingsdosis is berekend dat er naar verwachting ongeveer 5000 mensen overlijden. Een rapport van Greenpeace (uit 2006) bracht andere cijfers naar voren. Zij onderzochten dat het aantal overledenen ten gevolge van de ramp op 93.000 ligt en zal stijgen naar 200.000.
Kernramp Fukushima
Door een aardbeving werden de drie operationele kernreactoren stilgelegd. De aardbeving had het elektriciteitsnet dusdanig beschadigd dat de koelpompen op noodgeneratoren draaiden. De noodgeneratoren werden door de vloedgolven echter inactief, waardoor noodaccu's het laatste redmiddel waren. De noodaccu's waren slechts voor een tijdelijke periode. Het elektriciteitsnet was niet op tijd hersteld, waardoor er in de reactoren een kernsmelting ontstond met daarbij een aantal ontploffingen. Door een reeks van gebeurtenissen kwam er straling vrij. Tijdens of kort na de ramp werden geen sterfgevallen of gewonden geconstateerd. Tegenwoordig worden er rondom Fukushima wel steeds vaker gevallen van stralingsgerelateerde ziekten geconstateerd.
Plutonium en kernwapens
Tijdens het produceren van kernenergie ontstaat ook plutonium. Met plutonium kunnen landen kernwapens vervaardigen, wat sommige landen zeer terughoudend maakt voor kernenergie. Sinds 21 januari 2021 is er een verbod op kernwapens van kracht onder het internationaal recht. Het Verdrag inzake het verbod op kernwapens (TPNW) ging op deze datum van kracht door de benodigde ratificatie van 73 landen. Nederland, de Verenigde Staten en veel andere EU-landen hebben dit verdrag niet geratificeerd.
Voorraad kernwapens wereldwijd
Het aantal landen dat kernwapens bezit staat op dit moment op 9, waarbij Rusland en de Verenigde Staten veruit de meeste kernwapens hebben. Vanwege strategische voordelen zijn er ook 5 Europese landen die kernwapens herbergen voor de Verenigde Staten.
Kernfusie versus kernsplijting
We wachten al jaren op de komst van kernfusie. Bij kernfusie worden lichte atomen, zoals waterstof gefuseerd. Dit levert nog veel meer energie op dan bij kernsplijting en levert bovendien geen langdurig hoog radioactief afval op. De kernfusiereactor ITER is ’s werelds grootste experimentele kernfusiereactor en wordt gebouwd in Zuid-Frankrijk. Het doel van ITER is om kernfusie, het samensmelten van lichte atomen zoals waterstof tot helium, op grote schaal mogelijk te maken als schone energiebron. Kernfusie produceert veel energie zonder de hoge radioactiviteit en het langdurige afval van kernenergie. De reactor gebruikt een krachtige magnetische ‘tokamak’-structuur om het extreem hete plasma op te sluiten dat nodig is voor de fusie. ITER is nog in de bouwfase, maar gezien als een belangrijke stap richting een toekomst met vrijwel onbeperkte, veilige energie. Men verwacht dat de ITER in 2039 volledig operationeel is.
Kernenergie in Nederland
De kerncentrale in Borssele is de enige nog actieve kerncentrale in Nederland en bevindt zich in het Zeeuwse Borssele. Sinds de ingebruikname op 26 oktober 1973 heeft de centrale een netto vermogen van 485 Megawatt en produceert jaarlijks ongeveer 3 tot 4 Terawattuur (TWh) elektriciteit, genoeg om circa 1 miljoen huishoudens van stroom te voorzien. De oorspronkelijke vergunning had geen einddatum, maar in 2013 werd afgesproken dat de centrale uiterlijk eind 2033 geen energie meer mag opwekken. Er zijn echter plannen om de centrale langer in bedrijf te houden, mits dit technisch en financieel verantwoord is. Kernenergie heeft een aandeel van ongeveer 2,5 procent in de Nederlandse energieproductie, maar het kabinet heeft plannen om kernenergie breder in te zetten.
Welke landen produceren de meeste kernenergie
De Verenigde Staten produceert met 781,95 TWh veruit de meeste kernenergie. China en Frankrijk volgen met respectievelijk 417,52 TWh en 364,39 TWh op gepaste afstand. Nederland heeft slechts een kleine aandeel met 3,38 TWh.
Hoeveel kerncentrales zijn er wereldwijd
De meeste actieve kerncentrales staan in de Verenigde Staten (94), Frankrijk (57), China (57) en Rusland (37). Nederland heeft zoals gezegd nu nog slechts één actieve kerncentrale, maar heeft plannen om dit uit te breiden. Ook China (29), Rusland (5) en India (6) zijn druk bezig met het bijbouwen van kerncentrales. Turkije (4) en Egypte (4) hebben nu nog geen kerncentrales, maar gaan deze wel bouwen.
