|
Weinig mensen weten hoe electriciteit in een kerncentrale geproduceerd wordt. En toch is dit poepsimpel. Kernenergie is eigenlijk ook een vorm van alternatieve energie (de groenen zullen dat niet graag horen): het is ook een manier om de CO2-uitstoot te beperken terwijl er aan onze energiebehoeften voorzien wordt.
- Hoe werkt een kerncentrale?
- Dit is een algemene inleiding: een kerncentrale moet je zien als een klassieke centrale die op steenkool of aardgas gestookt wordt, maar hier gebruikt men radioactief materiaal als brandstof. De afvalstoffen komen echter niet vrij in de lucht.
- Een voorbeeld: de kerncentrale van Doel
- De kerncentrale van Doel heeft een reactor met water onder druk (PWR: pressurised water reactor). Ook de centrale van Tihange gebruikt dezelfde technologie. Dit is de meest voorkomende technologie en is zeer veilig.
- En hoe doet België het?
- In 2021 heeft men het niet over de beste vaccinatiestrategie, maar over de kernuitstap in 2025, terwijl onze kerncentrales volop stroom produceren op de koudste dagen van het jaar.
- PWR: Pressurised Water Reactor
- Er is een reactorvat onder zeer hoge druk, zodat het water niet kan komen. De warmte wordt aan een secundaire circuit afgegeven; daar is de druk lager, zodat het water kan koken en een turbine aandrijven. Ongeveer 60% van de kernreactoren is van dit type. Nederlandse benaming: drukwaterreactor.
- BWR: Boiling Water Reactor
- Als men de druk niet zo hoog laat oplopen, dan kookt het water in de reactor zelf en kan het direct de turbines aandrijven. Ongeveer 20% van de reactoren zijn van dit type.
- HWR: Heavy Water Reactor
- Normaal gedemineraliseerd water slorpt een deel van de neutronen op en vergt meer kernmateriaal om een kettingreactie te onderhouden. Door zwaar water te gebruiken kan men werken met natuurlijk, niet verrijkt uranium. De reactoren met zwaar water zijn doorgaans van het type PWR, waar het water in de reactor vloeibaar wordt gehouden.
- LWGR: Light Water Graphite Reactor
- Een van de minst betrouwbare systemen: die wordt enkel in Rusland nog gebruikt en er worden geen nieuwe centrales van dit type meer gebouwd.
- De kernreactoren met gesmolten zout
- In plaats van water te gebruiken kan men gesmolten zouten gebruiken om de warmte af te voeren. Deze zouten zijn weinig reactief en blijven vloeibaar. Het reactorvat moet niet onder druk gezet worden. Het is zelfs mogelijk de brandstof in het zout op te lossen
- De koelbassins voor opgebruikte brandstofstaven en de Cerenkov straling
- De opgebruikte brandstofstaven die uit de reactor verwijderd worden zijn nog zeer radioactief en worden tijdelijk in een koelbassin bewaard.
- Lijst van grote kernrampen
- Altijd leuk om te weten, natuurlijk!
- Van isotopen en gascentrifuges tot stuxnet
- Natuurlijk uranuim is niet radioactief genoeg om in de meeste centrales gebruikt te worden. Men moet de hoeveelheid radioactief uranium verhogen, dit is een zeer complexe procedure.
- Maak zelf je kernbom
- Een evolutie van de eerste kernbom (A-bom, splijting) tot de waterstofbom (H-bom, fusie), met een BOM (Bill Of Marerial).
Historische voorstelling
Rechts een voorstelling van een kerncentrale, gedateerd uit 1939. Dergelijke kerncentrales zouden stroom kunnen leveren aan gans de wereld (hadden de groenen geen roet in het eten boor in het water gegooid).
Er werd al volop onderzoek gedaan naar kernenergie in 1939, maar de uiteindelijke kerncentrales zouden een volledig ander uitzicht krijgen. Wat hier getoond werd is een lineaire deeltjesversneller (later zal men cirkelvormige deeltjesversnellers gebruiken, de cyclotrons).
De elementaire deeltjes die materie raken veroorzaken kernsplijtingen, die energie opleveren. Maar de opgewekte energie is te beperkt om effektief gebruikt te kunnen worden, en het is enkel met gecontroleerde kettingreacties dat men voldoende energie kan vrijmaken. De eerste kerncentrales zullen operationeel worden in de jaren 1950.
Let op de zeer archaische voorstelling van een kerncentrale met aandrijfriemen die een dynamo aandrijven (men gebruikte toen al alternatoren). Het schakelbord is er een dat gebruikt werd in de allereerste electriciteitscentrales die aangedreven werden met stoommachines.
De voorstelling van een moderne kerncentrale (folder van de kerncentrale van Doel) is in dat opzicht meer accuraat!
Rendement van een kerncentrale
Het is altijd interessanter om een kernreactor dicht bij zijn maximaal vermogen te laten werken, zodat het economisch rendement zo hoog mogelijk is (de investeringen moeten terugbetaald kunnen worden door de electriciteitsproductie). Nieuwe kerncentrales moeten het vermogen kunnen instellen tussen 100% en 50%, met een verandering van 3 à 5% per minuut. Dit kan gemakkelijker plaatsvinden in BWR. Bij een PWR hangt de mogelijkheid af van de versheid van de brandstof: als er veel afbraakprodukten zijn is het moeilijker om het vermogen van de reactor te wijzigen.
Reactoren met gesmolten zouten en thoriumreactoren
Er is verwarring tussen de reactoren met gesmolten zouten en thorium. Een reactor met gesmolten zouten hoeft niet noodzakelijk te werken met thorium, thorium heeft echter een paar voordelen. Het gebruik van thorium in klassieke reactoren (PWR: pressurised water reactor : water onder hoge druk) is echter niet evident omdat de centrale regelmatig stilgelegd moet worden om de lading te vervangen.
Thorium komt meer voor in de natuur dan uranium en is niet radioactief. Het moet eerst geactiveerd worden (in een zogenaamde "kweekreactor") vooraleer het als kernbrandstof gebruikt kan worden.
Een gesmolten zoutreactor moet eerst opgestart worden met een radioactieve lading (uranium of radioactief thorium), waarna er regelmatig natuurlijk thorium bijgevoegd kan worden, die dan in de reactor zelf radioactief wordt.
|
