Wat Is Kernenergie? – Waarom Kernenergie en hoe Werkt het?

Kernenergie is omstreden en heeft veel voor- en tegenstanders. Voorstanders zeggen dat het de ideale oplossing is voor de klimaatcrisis en tegenstanders zien het niet zitten in verband met de aspecten rondom veiligheid. Maar wat is kernenergie precies? Wat zijn de voor- en nadelen ervan en op wat voor schaal wordt het daadwerkelijk gebruikt? Dit en nog veel meer over kernenergie lees je in dit artikel!

Hoe Werkt een Kerncentrale?

De werking van een kernreactor zou je kunnen vergelijken met een grote stoommachine. In een kernreactor wordt echter in plaats van kolen, uranium gebruikt als brandstof. In de kernreactor worden uranium atoomkernen gesplitst, dit gebeurd door ze te beschieten met neutronen, wat nog kleinere deeltjes zijn dan atomen. Elke splijting zorgt ervoor dat er weer 2 of 3 nieuwe neutronen vrijkomen, waardoor er een kettingreactie kan ontstaan. Bij dit proces komt een grote hoeveelheid warmte vrij, waaruit energie kan worden opgewekt door middel van stoomvorming.

Het water in de reactor kan zelfs boven de 300 graden warm worden, omdat het onder hoge druk staat. Door de hoge druk gaat het water niet koken en kan er veel energie (warmte) in opgeslagen worden. Dit warme water wordt vervolgens door een warmtewisselaar geleid. Dit is een reservoir met duizenden pijpen, waardoor het warme water dat zojuist is opgewekt heen stroomt. Het drukloze, koude water aan de buitenkant van de pijpen warmt hierdoor op en dit veroorzaakt stoomvorming. Het koude water staat niet in contact met het warme water, waardoor er geen radioactief vervuiling in terecht kan komen.

De stoom uit de stoomgenerator drijft één of meerdere turbines aan, welke vervolgens elektriciteit produceren. Het proces is ook wel te vergelijken met een fiets dynamo. De hoeveelheid energie die vrijkomt is groot. Een kerncentrale zoals die in Borssele, produceert genoeg elektriciteit voor Amsterdam en Schiphol samen!

Is Kernenergie Gevaarlijk?

Een kerncentrale kan zeer gevaarlijk zijn. Het is niet zonder reden dat er veel tegenstanders zijn van kernenergie met argumenten dat het te grote veiligheidsrisico’s heeft. Het is daarom van groot belang om bij iedere kerncentrale altijd aan de strenge veiligheidseisen te voldoen. Een kerncentrale is dan namelijk beschermt tegen natuurrampen zoals aardbevingen en overstromingen, of tegen een vliegtuig dat neerstort. Het gevaarlijke aspect is dat er straling vrijkomt tijdens het splijten van atoomkernen van uranium. Er word een meters dikke, betonnen koepel om de reactor heen gebouwd, puur ter preventie van eventuele rampen zoals die in Fukishima en Tsjernobyl.

Een belangrijk onderdeel van de kernreactor is het onder controle houden van de kettingreactie. Het moet voorkomen worden dat alle ‘extra’ neutronen die vrijkomen tijdens een kernsplijting weer een nieuw uranium atoom splijten, dan zou de reactor namelijk snel oververhit raken. Na elke splijting mag slechts 1 neutron weer een nieuwe splijting veroorzaken. Om het overschot aan neutronen te absorberen kan boorzuur toegevoegd worden aan het water in de reactorkuip of er kunnen regelstaven aan het water toegevoegd worden die de neutronen absorberen. Indien er een acuut veiligheidsissue is, worden alle regelstaven direct in het water gebracht waardoor de reactie binnen 2 seconden volledig stopt.

Wat te doen met Radioactief Kernafval?

Een van de grootste uitdagingen bij het gebruik van kernenergie is de behandeling van radioactief afval. Dit afval is het bijproduct van het kernsplitsingsproces en bevat radioactieve materialen die duizenden jaren gevaarlijk blijven voor mens en milieu. Het veilig en duurzaam opslaan van dit afval is essentieel om mogelijke risico’s voor de volksgezondheid en het milieu te minimaliseren.

Op dit moment zijn er verschillende methoden om radioactief afval op te slaan. Een veelgebruikte methode is het opslaan van het afval in ondergrondse geologische formaties, zoals diepe zoutkoepels of granieten rotsen. Deze opslagplaatsen worden zorgvuldig gekozen om te voorkomen dat het afval in contact komt met het milieu of het grondwater.

Is Kernenergie Duurzaam?

Tijdens het opwekken van kernenergie komen bijna geen broeikasgassen of CO2 vrij. Echter, tijdens de bouw van een kerncentrale, bij de winning en transport van uranium en het veilig opslaan van radioactief kernafval komen wel broeikasgassen vrij. Als we puur en alleen zouden kijken naar CO2 uitstoot scoort kernenergie goed ten opzichte van andere energiebronnen. Uit een internationaal onderzoek van IPCC wetenschappers blijkt dat de totale uitstoot van broeikasgassen van kernenergie ongeveer 40 keer lager zijn dan die van aardgas. Daarin zijn ook de bovengenoemde factoren die wél CO2 uitstoten bij kernenergie meegenomen. De hoeveelheid CO2 uitstoot van een kerncentrale is vergelijkbaar dan dat van wind- en zonne energie.

Kernenergie in Nederland en de Wereld:

Kernenergie wordt in veel verschillende landen gebruikt. In 2022 waren er in totaal 411 reactoren verdeeld over 33 landen (Bron). Veruit de meeste kernenergie wordt opgewekt in de Verenigde staten, gevolgd door China. Grofweg 10% van de totale elektriciteits behoefte ter wereld wordt opgewekt met kernenergie. In Nederland hebben we momenteel één actieve kerncentrale in Borssele. Er zijn plannen voor de bouw van een nieuwe kerncentrale in 2030, maar dit is nog niet definitief.

Opvallend is dat in Europa, Frankrijk een grote hoeveelheid kerncentrales heeft. Frankrijk heeft 18 kerncentrales met in totaal 56 reactoren. Daarmee wordt 70% van de totale elektriciteits behoefte van Frankrijk opgewekt met kernenergie. In onderstaande afbeelding is het aantal kernreactoren per Europees land te zien, inclusief hoeveel procent van de totale energie dat per land is.

Voor- en Nadelen van Kernenergie.

We hebben ze in dit artikel al kort behandeld, maar hieronder vindt je de belangrijkste voor- en nadelen van kernenergie op een rij.

Voordelen:

• Een kerncentrale heeft een relatief hoge energieproductie, zo produceert de kerncentrale Borssele genoeg stroom voor Amsterdam + Schiphol samen.
• Tijdens het opwekken van kernenergie wordt geen CO2 geproduceert. Vergeleken met aardgas, stoot kernenergie in totaal ongeveer 40 keer minder broeikasgassen uit. Kernenergie is daarmee een vrij duurzame vorm van energie opwekking.
• Een kerncentrale produceert constant stroom. Het is niet afhankelijk van weersomstandigheden, zoals bij zonne- en wind energie wel het geval is. Hiermee is kernenergie een voorspelbare energiebron.
• De grondstof, uranium, is relatief goedkoop.

Nadelen:

• Een kerncentrale heeft altijd, desondanks alle veiligheidsmaatregelen, een risico dat er radioactieve stoffen vrijkomen in de omgeving. Indien dit gebeurt zullen de gevolgen groot zijn en het zal altijd de afweging moeten zijn of dit risico het waard is.
• Kernenergie produceert radioactief aval. Dit afval blijft in sommige gevallen duizenden jaren radioactief, en zal veilig moeten worden opgeslagen. Er is op dit moment nog geen duurzame oplossing voor het opslaan van kernafval.
• De bouw van een kerncentrale duurt lang (meer dan 10 jaar), en is duur (miljarden).
• De Uranium voorraad is niet oneindig. Op dit moment is er ongeveer voor 130 jaar voldoende voorraad. Er zijn wel alternatieven, maar die zijn nog in ontwikkeling (o.a. Thorium).

Conclusie

Kernenergie is een controversiële bron van energie met voor- en nadelen. Hoewel het een aanzienlijke bijdrage kan leveren aan het verminderen van CO2-uitstoot, zijn er zorgen over veiligheid en het beheer van radioactief afval. De toekomst van kernenergie hangt af van technologische vooruitgang en de bereidheid om de uitdagingen aan te gaan. Het is essentieel om een weloverwogen beslissing te nemen over het gebruik van kernenergie als onderdeel van de energiemix om te voldoen aan de groeiende vraag naar energie en klimaatdoelstellingen te halen.

Disclaimer: Deze blogpost bevat algemene informatie en is niet bedoeld als professioneel advies. Raadpleeg altijd een deskundige voor specifiek advies over energiebronnen en duurzame oplossingen.