De kerncentrales: hoe wordt elektriciteit opgewekt?

Kernenergie is een van de meest omstreden energiebronnen ter wereld. Foto: Pixabay

De energie die opgewekt wordt door kernreacties noemt men kernenergie. Deze reacties worden onder controle gehouden door de kerncentrales, die de energie op omzet in elektriciteit. Kernenergie is een van de meest omstreden energiebronnen omwille van het gevaar dat ermee gepaard gaat.

De splitsing van uranium ligt aan de basis van kernenergie. Onze aarde heeft uraniumerts in overvloed, waaronder in Kazachstan, Australië, Niger, Canada, Turkije, Rusland, de VS, Iran en Zuid-Afrika. Opgelet: uranium is geen duurzame energiebron. Uranium wordt opgegraven, een proces waarbij grote hoeveelheden radioactief afval en verzuurde modder achterblijven in de mijn. Uranium is radioactief en zeer schadelijk voor de gezondheid. Later volgt hier meer info over. Laten we eerst het proces van de kernreacties bekijken.

Een kerncentrale brengt kernreacties tot stand

Er zijn twee manieren mogelijk om energiewinst te halen uit uraniumkernen: via kernsplitsing of kernfusie. Voor kernsplitsing wordt er vrijwel alleen gebruikgemaakt van de splijting van kernen van uranium- en plutonium.

De nieuwe kernen die ontstaan zijn bij het proces van kernsplitsing, zijn wat lichter. Dankzij de bekende formule van Einstein (E= mc²) wordt de ontbrekende massa omgezet in energie.

    • E= energie
    • m= massa
    • c²= de lichtsnelheid in vacuüm in kwadraat

Bij kernreacties komt er enorm veel energie vrij. De energie die vrijkomt bij die splitsing zet andere kernen aan tot kernsplijting. Deze kettingreactie wordt onder controle gehouden in een kerncentrale. In zo’n kerncentrale liggen duizenden splijtstofstaven van uraniumoxide in een reactorbad dat met water is gevuld. In die staven vindt de splijting plaats. De warmte die vrijkomt, wordt opgenomen en als het ware geabsorbeerd door het water. Het water bereikt hierdoor een zeer hoge temperatuur van honderden graden Celsius. De kerncentrales zetten de warmte daarna om in elektriciteit. Dit gebeurt via het gebruik van turbines, generatoren en stoom.

Bij de splitsing van uranium komt veel energie vrij, die gebruikt wordt om elektriciteit op te wekken
De splitsing van uranium. Foto: nuclear-power.net

Gebruikte splijtstof kan voor 95% opnieuw gebruikt worden. Dit noemt men de opwerking. De overige vijf procent en de materialen die gebruikt werden tijdens het splijtingsproces (die nu ook radioactief geworden zijn), vormen samen het kernafval.

Weetje: één kilogram uranium levert genoeg elektriciteit op om bijna 7000 gezinnen van stroom te voorzien.

Radioactief kernafval

Kernafval is het afval dat overblijft nadat het splijtingsproces voltooid is. Dit afval is zeer radioactief. Radioactief afval blijft tienduizenden jaren straling afgeven. Dit is een groot risico voor de gezondheid van huidige en toekomstige generaties.

Hoogactief kernafval

Hoogactief kernafval moet zeker 100.000 jaar bewaard en afgeschermd worden om ervoor te zorgen dat de schadelijke straling (die in die concentraties levensgevaarlijk is) ontsnapt. Het radioactief kernafval dat geen warmte produceert, wordt in beton gegoten. Het radioactieve afval dat wel warmte produceert, wordt opnieuw als brandstof gebruikt. Het wordt als het ware “gerecycleerd”. De delen die niet gebruikt kunnen worden, worden met een speciaal soort glas vermengd. Dit proces noemt men ‘verglazen’. Het verglaasde afval wordt tijdelijk opgeslagen in een opslaggebouw. Een veilige definitieve opslag moet nog gevonden worden.

Laag- en middelactief afval

Laag- en middelactief afval uit ziekenhuizen, laboratoria, en de olie- en gasindustrie bevat weinig radioactiviteit maar is nog altijd schadelijk voor de gezondheid. Het wordt bovengronds opgeslagen. Na 100 jaar heeft het afval zijn radioactiviteit verloren.

Kerncentrales in België

Kernenergie neemt een belangrijke plaats in in de Belgische energiemix. Volgens Febeg is kernenergie goed voor 37,5% van de netto-elektriciteitsproductie in 2015. Dit cijfer is echter niet representatief voor de werkelijke capaciteit van de reactoren vanwege hun vele mislukkingen in dat jaar. In werkelijkheid zouden Doel en Tihange ongeveer de helft van onze elektriciteitsproductie verzorgen.

Centrale nucléaire de Doel
Twee kerncentrales in Doel vanuit de lucht bekeken. Foto : Alexandre Jacquemin

België heeft dus twee kerncentraleparken, Doel en Tihange. Doel heeft vier reactoren, Tihange drie. Elke kerncentrale bestaat uit enkele faciliteiten zoals een machinezaal (met o.a. de stoomturbines), koeltorens, het reactorgebouw dat de kernreactor bevat, …, maar ook gebouwen voor de hulpdiensten. Dit laatste is noodzakelijk omdat kernenergie uiterst gevaarlijk is. Er zijn in de geschiedenis dan ook al een paar ernstige ongevallen gebeurd, waarvan de ramp in Tsjernobyl (1986, vroegere Sovjet-Unie) en de kernramp in Fukushima (2011, Japan) veruit de meest bekende zijn.

Kernrampen

Bij de kernramp in Tsjernobyl (Oekraïne) ontplofte op 26 april 1986 een kernreactor in het midden van de nacht. Er vielen 31 doden. Daarnaast werden zo’n 135.000 mensen geëvacueerd in de volgende tien dagen. Bij de ontploffing was er immers een grote wolk met radioactief vrijgekomen die zich met de wind verspreidde over het hele land en een groot aantal buurlanden in Europa. De wolk bereikte België in mei van 1986.

De straling die vrijkwam was zo hoog en zo gevaarlijk dat het vandaag nog steeds verboden is om in de buurt te wonen (hoewel de waarden sterk gezakt zijn en terug als ‘normaal’ beschouwd kunnen worden). Ook is het nog niet geheel veilig om groenten en fruit in de buurt van de rampsite te telen. Bovendien wordt er geschat dat maar liefst 4000 mensen zullen sterven als gevolg van de straling waar ze werden aan blootgesteld.

De kernramp van Fukushima was het gevolg van de aardbeving en de tsunami van 11 maart 2011. Na het begin van de aardbeving werden de drie reactoren nochtans stilgelegd. De koelpompen moesten gebruik maken van de noodgeneratoren (het gewone elektriciteitsnet was beschadigd) maar door de vloedgolven van de tsunami die op de aardbeving volgde, waren ook de noodgeneratoren onbruikbaar. Als gevolg van de oplopende temperatuur vond een kernsmelting plaats. Daarnaast volgden ook nog enkele losstaande incidenten, waaronder explosies van waterstofgas. De ramp eiste geen dodelijke slachtoffers als gevolg van de straling (wel als gevolg van de aardbeving en tsunami rond het complex) maar het incident werd wel gebruikt om de veiligheid en de werking van kerncentrales overal ter wereld te verscherpen. Zo verhoogde Tihange III haar overstromingsmuur.

Voor- en nadelen van kernenergie

Voordelen

  • 1 kg uranium = 7000 gezinnen
  • Er is genoeg voorraad voor de volgende 100 jaar. Als we het lastiger bereikbare uranium en andere radioactieve elementen zoals Thorium meetellen, is er zelfs genoeg voor 100 000 jaar
  • Er komt geen CO2 vrij, in tegenstelling tot fossiele brandstoffen

Nadelen

  • de voorraad is eindig: kernenergie is dus geen vorm van duurzame energie in tegenstelling tot bv. zonne-energie
  • het probleem van het radioactieve kernafval is nog steeds niet opgelost
  • groot risico op bedreigingen voor de mens: schade aan de gezondheid, rampen en ongelukken zoals in Tsjernobyl en Fukushima, … .
  • het risico dat er kernwapens gemaakt en verspreid kunnen worden

Kernenergie heeft dus een aantal voor-en nadelen, wat voor de huidige controverse zorgt. In het filmpje hieronder worden de voor- en nadelen van kernenergie en fossiele brandstoffen nog eens opgesomd.

De voor-en nadelen van kernenergie: een tv-spotje van het Nucleair Forum

Comments of the page

Laat een reactie achter

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

KillMyBill gebruikt cookies om de gebruikerservaring te verbeteren. KillMyBill gebruikt cookies om de gebruikerservaring te verbeteren. Meer informatie.