Close

Kernenergie

Bij de verbranding van fossiele brandstoffen, zoals kolen, aardgas en aardolie, komt behoorlijk wat CO2 vrij. CO2 is een broeikasgas welke bijdraagt aan het versterkte broeikaseffect. Het versterkte broeikaseffect draagt bij aan de opwarming van de aarde. Vandaar dat het belangrijk is dat we opzoek gaan naar een duurzame alternatieve energiebron. Kernenergie zou zo’n duurzame energiebron kunnen vormen. Toch zijn er mensen die niet zo heel erg enthousiast zijn over kernenergie. Maar wat is kernenergie dan precies? En welke voor- en nadelen kleven er aan kernenergie?

Wat is kernenergie?

Kernenergie is elektriciteit welke gewonnen wordt uit uranium. Deze elektriciteit komt vrij doordat de atoomkernen van uranium gespleten worden. Het zit namelijk zo dat uranium een zware, onstabiele atoomkern heeft. Tijdens kernsplijting splijt deze atoomkern zich in twee of meer lichtere atoomkernen. Tegelijkertijd komt er tijdens deze splitsing enorm veel energie vrij. Zoveel zelfs dat andere uraniumatomen ook weer aangezet worden tot splijten. Dit is dus de zogenaamde kettingreactie. Deze kettingreactie wordt in een kernreactor onder controle gehouden.

De energie die vrijkomt tijdens kernsplijting komt vrij in de vorm van warmte. Nu is er een slimme manier bedacht om deze energie op te vangen. In een kerncentrale liggen namelijk wel tienduizend splijtstofstaven van uranium. Al deze splijtstofstaven liggen in een reactorbad welke gevuld is met water. Wanneer er kernsplijting plaatsvindt in de splijtstofstaven, komt er dus warmte vrij. Het water in het reactorbad neemt vervolgens de warmte op.

Als gevolg bereikt het water een temperatuur van ruim boven de honderd graden Celsius, waardoor het in stoom verandert. Deze stoom wordt vervolgens weer gebruikt om turbines aan te drijven die elektriciteit op kunnen wekken. En niet zo’n beetje ook! Eén kilogram uranium kan bijna 23 miljoen kWh aan elektriciteit opleveren. Hiermee zou je bijna zevenduizend huishoudens een heel jaar lang van stroom kunnen voorzien.

kernenergie elektriciteit gewonnen uit uranium

Kernfusie: een alternatieve variant?

Kernenergie wordt dus opgewekt door het splijten van atoomkernen. Maar er is ook een andere techniek waarmee we in de toekomst misschien energie kunnen opwekken. Deze techniek heet kernfusie. De zon doet ons al voor hoe kernfusie werkt. Bij kernfusie smelten de atoomkernen van twee stoffen, namelijk deuterium en tritium, samen. Hierdoor ontstaat niet alleen de nieuwe stof helium, maar ook een neutron en een heleboel energie.

Voor nu is kernfusie als energiebronnen nog niet interessant. Er is namelijk meer energie nodig om de reactie op gang te helpen dan we uit kernfusie winnen. Wel is er een experimentele kernfusiereactor in Zuid-Frankrijk. Met deze experimentele kernfusiereactor wil men onderzoeken of het mogelijk is om meer energie te winnen dan we erin moeten stoppen. Mocht dit experiment succesvol zijn, zouden we over een aantal jaar misschien meer van dit soort experimentele kernfusiecentrales kunnen bouwen. Het gebruik van kernfusie als alledaagse energiebron is momenteel dus nog ver weg.

Is kernenergie een duurzame bron van energie?

Wanneer we het hebben over groene energie, hebben we vaak twee algemene eisen:

  1. Ten eerste is het belangrijk dat de energiebron niet bijdraagt aan klimaatverandering.
  2. En ten tweede betreft het een hernieuwbare energiebron.

Wat betreft dat eerste zit het met kernenergie best wel goed. Bij het opwekken van kernenergie komen er namelijk amper broeikasgassen, zoals CO2, vrij. Wel is het zo dat tijdens de bouw van een nieuwe kerncentrale en bij het winnen en vervoeren van uranium gebruik wordt gemaakt van fossiele brandstoffen. Kernenenergie zorgt dus wel indirect voor een minimale CO2-uitstoot.

Helaas is het zo dat kernenergie niet aan de tweede eis van duurzame energie voldoet. Wanneer uranium op is, is het ook daadwerkelijk op. Gelukkig is de voorraad zo groot dat we de komende 100 jaar ieder jaar evenveel elektriciteit kunnen maken als we nu doen. En dan hebben we het nog alleen maar over het uranium dat gemakkelijk te bereiken is. Want wanneer we het gaan hebben over uranium wat lastiger te bereiken is en uitgaan van efficiëntere centrales, zouden we wel 100.000 jaar voorruit kunnen met de voorraad uranium. Bovendien zouden we in de toekomst wellicht ook gebruik kunnen maken van andere radioactieve elementen, zoals thorium.

Dus hoewel kernenergie veel minder broeikasgassen uitstoot in vergelijking met fossiele brandstoffen, is kernenergie officieel niet echt een duurzame energiebron. Dit komt doordat uranium niet hernieuwbaar is. Wel is het zo dat de huidige voorraad uranium nog groot genoeg is om minstens 100 jaar voorruit te kunnen, mits we niet meer energie opwekken dan we nu doen. Maar ja, ten tijde van de Industriële Revolutie zal er ook wel gedacht zijn dat er nog voldoende fossiele brandstoffen ter beschikking zouden zijn voor de daaropvolgende 200 jaar.

Daar hadden ze ook gelijk in. Maar we zijn in die afgelopen 200 jaar wel iets te afhankelijk geworden van fossiele brandstoffen. Dat merken we nu heel goed. Misschien zullen de mensen die 100 jaar later leven wel hetzelfde probleem ervaren als wij nu, maar dan met kernenergie.

Wat zijn de voordelen van kernenergie?

Kernenergie is dus een fantastische energiebron waaruit we enorm veel energie kunnen winnen. Een groot voordeel van kernenergie is dat bij het opwekken zo goed als geen CO2 en andere broeikasgassen uitgestoten worden. Dit maakt dus dat kernenergie niet bijdraagt aan het versterkte broeikaseffect.

Daarbij komt ook nog eens dat de grondstof uranium relatief goedkoop is. Zeker wanneer je kernenergie vergelijkt met andere alternatieve energiebronnen zoals zonne- of windenergie, is kernenergie veruit goedkoper.

Als laatste voordeel is het zo dat we bij kernenergie niet afhankelijk zijn van instabiele politieke regio’s. Dit is bijvoorbeeld wel het geval als het gaat om gas of olie. Uranium, de grondstof van kernenergie, komt namelijk overal ter wereld wel voor.

Wat zijn de nadelen van kernenergie?

Ondanks de vele voordelen van kernenergie, is het nog steeds een omstreden energiebron. De argumenten van de tegenstanders komen neer op vier hoofdzakelijke punten.

  1. De grondstof is dan misschien relatief goedkoop, er kan toch een behoorlijk prijskaartje hangen aan kernenergie. De bouw van een kerncentrale kost namelijk miljarden euro’s. En aan het ontmantelen ervan hangt ongeveer zo’n zelfde prijskaartje.
  2. Er zijn mensen die bang zijn dat kerncentrales misbruikt zullen worden. Een kerncentrale of een fabriek die kernafval verwerkt kan namelijk zo uitgerust worden dat er ook kernwapens geproduceerd kunnen worden.
  3. De mogelijkheid bestaat dat er iets verkeerd gaat. Hoewel deze kans klein is, zullen de gevolgen enorm zijn. Veel mensen hebben wel gehoord van de complete melt-downs in Tsjernobyl en Fukushima. Het risico op een melt-down ontstaan wanneer er niet binnen een aantal dagen of weken koelwater op de gehavende reactor gespoten wordt. Maar bij zowel Tsjernobyl en Fukushima ging het om een kerncentrale van de tweede generatie. Bij de huidige derde generatie kerncentrales is koeling van buitenaf niet meer nodig. Bovendien wordt er momenteel gewerkt aan een vierde generatie nieuwe kerncentrales. Bij deze vierde generatie zou de reactorveiligheid aanzienlijk verhoogd worden.
  4. Maar verreweg het grootste nadeel dat tegenstanders aandragen, is het radioactieve afval uit de kerncentrales. Wanneer levende wezens radioactieve straling opvangen, kan dit ernstige gevolgen hebben voor de gezondheid. Radioactiviteit verhoogt namelijk de kans op leukemie. Ook zou het afwijkingen in baby’s kunnen veroorzaken die in de baarmoeder al aan de straling blootgesteld zijn. Helaas is het zo dat hoogradioactief afval wel tienduizenden jaren straling af blijft geven. Het vormt dus niet alleen een probleem voor de huidige generatie, maar ook voor vele komende generaties.

radioactieve afval kernenergie

Wat doen we eigenlijk met het radioactieve afval?

Aangezien radioactief afval zo gevaarlijk is, is het belangrijk dat we het goed bewaren om te voorkomen dat er straling vrijkomt. Voor hoogradioactief afval zijn er twee opties. De eerste optie is geschikt voor de niet-warmte producerende variant van hoogactief afval. Deze variant wordt geperst en in beton gegoten.

De tweede variant betreft warmte producerend hoogactief afval. Nu is het zo dat ongeveer 96 % van het warmte producerende afval te recyclen is. Dit proces heet opwekking en vindt vooral plaats in fabrieken buiten Nederland. De onbruikbare resten mengt de opwekkingsfabriek met een soort stabiele glasvorm. Vervolgens wordt dit mengsel in speciale containers gegoten. Dit proces heet verglazen. Het verglaasde afval wordt weer naar Nederland vervoert en veelal opgeslagen in een tijdelijk opslaggebouw in Vlissingen. Er is nog geen veilige en definitieve opslagplek gevonden voor dit afval.

Maar wellicht dat de vierde generatie nieuwe kerncentrales het radioactieve afvalprobleem zou kunnen verminderen. De bedoeling is namelijk dat deze generatie kerncentrales ervoor zullen zorgen dat de hoeveelheid radioactief afval vermindert. Bovendien wordt er ook naar gestreefd om de levensduur van het radioactieve afval te verminderen. Dit zou kunnen met een speciale techniek die “de transmutatie van radioactief afval” genoemd wordt. Met deze techniek zou langlevend radioactief materiaal omgezet worden in kortlevend materiaal. Maar het is nog een beetje te vroeg om hier al te enthousiast over te worden. Waarschijnlijk zal het namelijk nog wel tientallen jaren duren voordat deze techniek ontwikkeld is.

Kernenergie – een goed idee of toch niet?

Kernenergie is dus een alternatieve energiebron die we zouden kunnen gebruiken om fossiele brandstoffen te vervangen. Hoewel kernenergie niet bijdraagt aan het versterkte broeikaseffect, is kernenergie niet echt duurzaam te noemen. Dit komt doordat uranium, de grondstof voor kernenergie, niet hernieuwbaar is. Maar kernenergie heeft ook vele voordelen! Zo hebben we momenteel nog voldoende uranium om de komende 100 jaar mee voorruit te kunnen.

Bovendien is de winning van uranium relatief goedkoop en kan het zo’n beetje overal ter wereld gewonnen worden. Dat is erg prettig aangezien we dan niet afhankelijk zijn van politiek instabiele regio’s. En dat, terwijl we ontzettend veel energie kunnen winnen uit slechts één kilogram uranium.

Toch zijn er ook tegenstanders die enkele nadelen van kernenergie benadrukken. Zo bestaan er zorgen over het feit dat kerncentrales ook gebruikt kunnen worden om kernwapens in te maken. En ondanks het feit dat er niet gauw iets mis kan gaan bij een kerncentrale, is het wel zo dat de gevolgen van een ongeval extreem groot zijn. Daarbij komt ook dat we nog geen goede oplossing hebben voor het radioactieve afval. Maar misschien dat er meer voorstanders van kernenergie komen wanneer de vierde generatie centrales gerealiseerd worden. Niet alleen zou dit nieuwe type kerncentrale de reactorveiligheid kunnen verhogen, het zou ook de levensduur en de hoeveelheid radioactief afval kunnen verminderen.