Kernenergie

Eind 2022 is in Nederland besloten twee nieuwe kerncentrales te bouwen om zodoende meer gebruik te kunnen gaan maken van kernenergie. Dit besluit heeft te maken met de problematiek op de wereldwijde energiemarkt die weer een gevolg is van de oorlog in Oekraïne. Kernenergie speelt ook een rol bij de klimaatproblematiek en de opwarming van de aarde. In dit blog bekijken we wat kernenergie is, hoe het werkt, wat de voordelen en nadelen zijn. Ook vertellen we meer over het ontstaan van kernenergie en over het gebruik van deze vorm van energie in andere landen.

Team Kennisdomein

30 april 2023 ·

6 minuten Leestijd

9.4K X Bekeken

Inhoudsopgave

Lees verder na de afbeelding.

Wat is kernenergie

Kernenergie is bedoeld voor het opwekken van bruikbare energie, doorgaans warmte. Die warmte komt vrij bij het splijten van atoomkernen van uranium of plutonium en dat splijten van atoomkernen vindt plaats in een kernreactor. In Nederland gebeurt dit nu (2022) in Borssele. Groot voordeel van kernenergie is het feit dat er geen CO2 vrijkomt en dat heeft een gunstige invloed op de klimaatproblematiek.

Kernsplijting en kernfusie

Het opwekken van kernenergie kan op twee manieren gebeuren: met kernsplijting en met kernfusie.

Bij kernsplijting worden de kernen van atomen (uranium of plutonium) gebombardeerd met een neutron van lage energie. Het atoom breekt daardoor in lichtere, kleinere kernen waarbij een enorme hoeveelheid energie wordt gegenereerd. De vrijgekomen energie kan worden gebruikt om stoom te maken die vervolgens weer elektriciteit kan opwekken.

Bij kernfusie smelten twee (of meer) lichtere kernen juist samen om vervolgens één zware kern te vormen. Ook hierbij komt een enorme hoeveelheid energie vrij.

Verschillen kernsplijting en kernfusie

Bij kernsplijting wordt een zware kern opengebroken in kleinere kernen; bij kernfusie worden lichtere atomen juist samengevoegd tot één zware kern
Kernsplijting kan niet op een natuurlijke manier ontstaan, kernfusie wel
Kernfusie kan alleen plaatsvinden onder extreme omstandigheden zoals een hoge druk, temperatuur en dichtheid
Voor kernsplijting is minder energie nodig dan voor kernfusie
Bij kernsplijting komt drie tot vier keer minder energie vrij dan bij kernfusie

Overeenkomsten kernsplijting en kernfusie

Zowel bij kernsplijting als bij kernfusie gaat het om een kettingreactie. Dit wil zeggen dat een bombardement minimaal resulteert in één nieuwe reactie. Voor beide processen geldt dat het resultaat relatief minder massa bevat dan voor de reactie.

Ontdekking kernenergie

Kernfusie is een natuurlijk verschijnsel. Het vindt alleen plaats onder grote druk en bij zeer hoge temperaturen: in de zon en in de sterren! Door de intense hitte van de zon smelten waterstofatomen samen tot helium en daar komt een heleboel energie bij vrij. Energie die de zon gebruikt om te branden. Elke seconde wordt er in de kern van de zon 620 miljoen ton aan waterstofatomen gefuseerd tot 616 ton heliumatomen. Dit zorgt voor de ongelooflijk hoge temperatuur van de zon en ook voor de felle straling. Dit proces maakt het leven op aarde mogelijk.

Eenzelfde proces vindt plaats in sterren en dat is door wetenschappers ontdekt. Zij vroegen zich vervolgens af of we dit proces ook op aarde zouden kunnen uitvoeren. Immers, het zou een enorme hoeveelheid energie opleveren zónder CO2 uitstoot. Tot op de dag van vandaag zijn we er echter niet in geslaagd kernfusie op die manier na te bootsen. Wel kunnen we nu op kleinere schaal een dergelijk proces nabootsen in kerncentrales. De eerste kerncentrales werden in de jaren ’50 van de vorige eeuw gebouwd en in gebruik genomen.

Kerncentrales in de wereld

In 2022 zijn er inmiddels zo’n 440 kerncentrales. Amerika is koploper met bijna 100 kerncentrales. Frankrijk heeft er 58 en China 48. In dit artikel uit 2021 van Trending kan je lezen waar er allemaal kerncentrales staan in de wereld. In dit artikel lees je ook dat Nederland drie kerncentrales heeft waarvan er overigens maar één is bedoeld voor het opwekken van energie.

Kerncentrales en maatschappelijke discussie

Al sinds het begin van de plannen voor kerncentrales vindt er maatschappelijk debat over dit onderwerp plaats. Logisch, want kerncentrales zijn niet ongevaarlijk en daarbij heel duur.

De belangrijkste onderwerpen van discussie zijn:

Veiligheid
Gezondheidsrisico
Radioactief afval
Kernwapens
Sabotage
Milieu
Ruimtelijke ordening
Economie

Veiligheid, gezondheid en radioactief afval

Sinds 1970/1980 is veiligheid een van de belangrijkste discussiepunten, na de ernstige kernrampen in

Three Mile Island, Tsjernobyl en Fukushima. Tegenstanders maken zich grote zorgen over het vrijkomen van radioactieve stoffen als gevolg van kernrampen en kernongevallen.

Een ander belangrijk discussiepunt is het radioactief afval. Dit afval blijft -deels- honderdduizenden tot miljoenen jaren hoog-radioactief met alle gevolgen voor mens en natuur. De ioniserende straling die het radioactieve afval afgeeft, is schadelijk voor de gezondheid.

Kernwapens en sabotage

Tegenstanders van kernenergie wijzen op de gevaren met betrekking tot de productie van kernwapens en sabotage. De techniek van kernenergie kan worden ingezet voor het maken van kernwapens, iets dat inderdaad gebeurt. Kerncentrales zouden verder slachtoffer kunnen worden van hacks van software-systemen met alle gevolgen van dien.

Milieu, ruimtelijke ordening en economie

Sinds de discussie over de opwarming van de aarde is de uitstoot van CO2 weer belangrijker geworden. Kerncentrales stoten geen CO2 uit en zijn daardoor op het punt van klimaatbeheersing weer meer in het vizier gekomen. Tegenstanders stellen dat duurzame energie zoals groene waterstof, windenergie en zonnepanelen ook geen CO-2 uitstoot veroorzaakt en daardoor aantrekkelijker alternatieven zijn. Het delven van uranium is niet goed voor het milieu omdat waterbronnen worden verontreinigd en het delven ook een energieverslindend proces is.

Daarnaast neemt de opslag veel plaats in omdat het voor honderdduizenden jaren moet worden opgeslagen.

Tenslotte de economische haalbaarheid. Het bouwen van een kerncentrale brengt hoge kosten met zich mee. Daarnaast spelen kosten voor onderhoud, de ontmanteling aan het einde van de levensduur en de verwerking c.q. opslag van kernafval. Het inschatten van deze kosten is niet gemakkelijk in te schatten en er wordt gesteld dat het sowieso 15 jaar duurt voor het inkomsten uit een kerncentrale zijn te genereren.

Voordelen kerncentrale

Behalve tegenstanders en bezwaren zijn er ook voorstanders en voordelen van kernenergie. Zo zeggen voorstanders onder meer dat er in Nederland niet voldoende ruimte is voor windmolens en deze ook zorgen voor landschapsvervuiling. Kerncentrales nemen minder ruimte in. Een ander voordeel: energiecentrales produceren geen luchtvervuilende stoffen zoals fijnstof. Dit leidt tot minder doden als gevolg van beroertes, longkanker en hart- en vaatziektes.

De nieuwe generatie kerncentrales zijn veel veiliger en de kans op een kernramp is vrijwel nihil. Ook wordt gezegd dat kernafval qua volume veel kleiner is dan afval uit fossiele brandstoffen. Er wordt ook nog steeds gewerkt aan het verder verkleinen van die volumes.

Een NASA-instituut stelde in 2013 dat vervanging van fossiele brandstoffen door kernenergie kan leiden tot 7 miljoen minder doden (tot 2050).