Windscale (1957)

Windscale was toen geen electriciteitscentrale, maar een kweekreactor om plutonium voor kernbommen te maken (later werd er ook tritium aangemaakt voor waterstofbommen). De moderator om de kettingreactie ter doen starten is is grafiet. Grafiet vertraagt de neutronen zodat ze nieuwe kernsplijtingen kunnen veroorzaken, maar door de kinetisch energie op te nemen warmen de staven sterk op en ondergaan een fysische verandering.

Stationary Low Power Reactor (1960)

Dit was een militaire testreactor die gebruikt zou worden om electriciteit en warmte te produceren op verafgelegen gebieden (noordpool). De kernramp gebeurde bij onderhoudswerkzaamheden, het ontwerp van de reactor was niet veilig genoeg. Er stierven drie mensen tijdens de ramp, de drie personen die aanwezig waren op de site.

Three Mile Island (1979)

De kernramp van Three Miles Island is een kleine kernramp (er kwam geen radioactief materiaal vrij in de atmosfeer). De ramp kon ontstaan door een opeenvolging van menselijke fouten, te beperkte kennis in de werking van de reactor en een slecht ontworpen controlepaneel.

Kernramp van Chernobyl (1986)

De kernreactoren van russische makelijk zijn minder betrouwbaar dan de andere ontwerpen, maar ze kunne relatief goedkoop gefabriceerd worden. De centrale kan ook gebruikt worden om plutonium aan te maken. De moderator is grafiet.

Kernramp van Fukushima (2011)

De kernramp werd veroorzaakt door een tsunami (vloedgolf) waardoor alle electrische installaties onder water kwamen te staan. De koeling van de reactren was daardoor niet meer verzekerd. De temperatuur liep op, waardoor de kern begon te smelten en radioactief materiaal vrijkwam. Ook de reservoirs waar de brandstofstaven onder water bewaard werden werden niet meer gekoeld, zodat de temperatuur hier ook opliep.

De grafiek hieronder is zeer belangrijk.
Als een kernreactor "stilgelegd" wordt, dan ontstaat er nog altijd warmte.

Maar de natuurlijke radioaktiviteit blijft bestaan. Uranium-235 splijt spontaan, en geeft neutronen en warmte af. Maar afbraakprodukten zijn vaak veel meer radioactief dan uranium zelf: ze splijten sneller en produceren meer warmte.

De meeste afbraakprodukten hebben een korte halfwaardetijd en muteren snel in stabiele, niet-radioactieve elementen, waardoor de warmteproductie lager wordt. Na een uur is de meest kritieke fase gepasserd, maar er is nog steeds koeling nodig.

Een kerncentrale met een vermogen van 1GW heeft een reactor die 3.5GW aan warmte produceert in normale werking (het rendement van de centrale bedraagt ongeveer 30%). Als de reactor stilgelegd wordt, dan zalt de warmteproductie, maar na één uur ontstaat er nog altijd 35MW aan warmte. Als de warmte niet afgevoerd kan worden, dan stijgt de temperatuur in de kern, totdat het kernmateriaal begint te smelten.

Dit is een grafiek voor een BWR/PWR (meest voorkomende type kernreactor), met twee curves: in het blauw de curve als de reactor werkt met redelijk recente brandstofstaven (relatief weinig afbraakproducten), de andere curve is als de reactor met staven uitgerust is die reeds veel afbraakprodukten bevatten. De afbraakprodukten zijn doorgaans veel radioactiever dan het uranium zelf.

Links een plutonium pellet die roodgloeiend wordt door de natuurlijke splijting als de pellet in een luchtledige ruimte gezet wordt zodat die zijn warmte moeilijker kan afgeven. Dergelijke pellets kunnen als warmtebron dienen in kunstmanen (thermo-electrische radio-isotopen generator).

Een brandstofstaaf bestaat uit een groot aantal pellets en in de reactor zitten er talrijke brandstofstaven. Een pellet van zo'n 10 gram levert in een kerncentrale evenveel warmte als een ton steenkool (zonder CO2-uitstoot). De pellets die gebrukt worden in thermo-electrische generatoren hebben een hogere concentratie radioactief materiaal met een lange halfwaardetijd en leveren nog meer energie.

De "ergste" kernramp die in België is gebeurd is een vastgelopen klep of een pomp die niet zijn nominaal debiet haalt. Dit zijn allemaal incidenten van het laagste niveau (er zijn meerdere reserve-pompen die de taak kunnen overnemen).

Het is zeker dat een kernramp heelwat schade aan het milieur heeft gebracht. Maar dit is niets in vergelijking met chemische rampen waarbij een veel groter gebied aangetast werd en er meer mensen gestorven zijn (Seveso in Italië in 1976, Bhopal in India in 1984,...)