Kernenergie

Verrijkt uranium

Verrijkt uranium wordt gemaakt in tabletten. De tabletten worden verpakt in een afgesloten buis, een brandstofstaaf. In de reactorkern, het centrale gedeelte van de kernreactor, zit ongeveer 40.000 kg uranium. Dat is verdeeld over 121 splijtstofelementen met circa 330 kg uranium per element. Eenmaal per jaar wordt de reactor stilgezet om de splijtstof te verwisselen. Ongeveer een kwart van de totale reactor wordt per jaar vervangen.

De kern van de centrale

In het midden van de kerncentrale bevindt zich de kern. Door het splijten van uranium ontstaat hier warmte. De warmte wordt opgenomen door het water dat onder hoge druk door een koelcircuit circuleert. Die warmte zorgt ervoor dat in een tweede afgesloten circuit stoom ontstaat. Die stoom drijft een turbine aan in de stoomgenerator. De as van de turbine drijft de generator aan waardoor elektriciteit wordt opgewekt. De stoom koelt in de condensor af tot water, met behulp van oppervlaktewater uit de Westerschelde. Daarna begint de circulatie weer opnieuw. Het water gaat weer langs het koelcircuit en wordt opgewarmd tot stoom.

Veiligheid

Rondom dit productieproces staat nog een aantal veiligheidsinstallaties zoals verschillende betonnen omhullingen, waardoor de centrale onder andere bestand is tegen de inslag van een vliegtuig. Verder kan met behulp van regelstaven de reactie nauwkeurig in de hand gehouden worden. Op momenten dat de kettingreactie op hol dreigt te slaan, zorgen de regelstaven ervoor dat de reactie vermindert, doordat ze tussen de brandstofstaven zakken en zo ervoor zorgen dat minder neutronen een nieuwe uraniumkern raken. Als de reactie uit dreigt te doven worden de regelstaven tussen de brandstofstaven uitgetrokken, zodat de reactie weer op gang komt. Door alle maatregelen is de centrale in Borssele een van de veiligste kerncentrales ter wereld.

Kernenergie is goedkoop en schoon, maar hoe zit het met de veiligheid en het afval?

Bij kernenergie komt geen extra CO2 in de lucht en het is goedkoop. Kerncentrales zijn vergeleken met fossiele elektriciteitscentrales zuinig met grondstof, en die grondstof – uranium - komt over heel de wereld voor en is gemakkelijk te winnen. Dat klinkt allemaal veelbelovend. Maar aan kernenergie kleven ook nadelen en gevaren. Bij kernenergie ontstaat namelijk radioactief afval, dat veilig opgeborgen moet worden voor soms duizenden jaren, totdat het niet meer gevaarlijk is. Verder is het heel belangrijk dat een kerncentrale veilig is. Als er een ongeluk gebeurt kan er een grote hoeveelheid radioactiviteit vrijkomen die gevaarlijk is voor de omgeving. Een ander gevaar is dat de grondstoffen die voor kernenergie nodig zijn, in verkeerde handen ook de grondstoffen van kernwapens kunnen worden.

Het hart van een kerncentrale is het reactorvat. Hierin zitten de brandstofstaven met uranium. De sterke radioactieve straling zorgt voor een typisch blauw licht (Cherenkov-straling) in het water. Regelstaven remmen de kernreactie af. Als ze helemaal naar beneden staan, stopt de kernreactie. Door ze iets omhoog te trekken, komt de kernsplijting weer op gang.

Animatie over de werking van een kerncentrale

De kernreactor als hogedrukpan

Een kernreactie geeft veel warmte. Normaal zou het water in de kernreactor gaan koken, maar doordat het reactorvat onder hoge druk staat (100 atmosfeer, vijftig keer zoveel als een autoband) gebeurt dat niet. Het water krijgt een temperatuur van ongeveer 280°C, maar blijft vloeibaar. Het wordt rondgepompt door buizen in het ‘primaire koelcircuit’.

Van warmte naar stroom

Het hete water van het primaire circuit brengt het water in de stoomgenerator aan de kook. De stoom gaat via drukleidingen naar de elektriciteitscentrale. Daar wordt met behulp van een stoomturbine elektriciteit opgewekt. Overbodige warmte wordt afgevoerd via de koeltoren.

Hoewel kernenergie schoon is voor wat betreft de CO2 -uitstoot, produceert het wel radioactief afval. Er zijn twee soorten radioactief afval. De eerste soort, laag- en middelradioactief afval, ontstaat doordat radioactieve stoffen worden gevormd in de omgeving van de reactor. Via het koelwater verspreiden die zich. Dit afval bestaat bijvoorbeeld uit poetsdoeken, filters en afgedankte onderdelen. De tweede categorie is het hoogradioactief afval. Dit afval ontstaat binnen de reactor doordat bij de kernsplijtingsreactie radioactieve stoffen ontstaan. Laag- en middelradioactief afval is vrij makkelijk te verwerken. In de kerncentrale wordt het in vaten gestopt met eventueel een betonnen mantel. Hoogradioactief afval is lastiger te verwerken. Gebruikte splijtstaven moeten zeer zorgvuldig behandeld en opgeslagen worden. In Nederland gebeurt dit niet in de kerncentrale zelf.