Hoe ontstaat kernenergie en hoe werkt een kerncentrale?

Kernenergie wordt opgewekt in een kerncentrale. Kernenergie opwekken zorgt voor weinig CO2-uitstoot en kan een positieve bijdrage leveren aan de klimaatdoelen. Wat is kernenergie, hoe werkt kernenergie en hoe werkt een kerncentrale?

Inhoudsopgave

Wat is kernenergie?
Hoe werkt kernenergie?
Wat is een kerncentrale?
Hoe werkt een kerncentrale?

Kerncentrale veiligheid
Gevolgen van kernafval en kernenergie
Kernenergie en het milieu
De voor- en nadelen van kernenergie

Wat is kernenergie?

Kernenergie is energie die opgewekt wordt door kernreacties waarbij atoomkernen zijn betrokken. Kernenergie is de warmte die vrijkomt na het splijten van atoomkernen van uranium. Het kan gaan om zware atoomkernen of het samensmelten van liche atoomkernen. Het splijten van zware atoomkernen wordt kernsplijting genoemd en de samensmelting van lichte atoomkernen wordt kernfusie genoemd.

Hoe werkt kernenergie?

Bij het produceren van kernenergie worden uraniumatomen gesplitst in de reactor. Het splijten van zware atoomkernen zorgt ervoor dat de atoomkernen gesplitst worden in meerdere lichtere kernen. Bij de splijting van de atoomkernen komen grote hoeveelheden energie vrij. Deze uraniumatomen produceren warmte. Met deze warmte wordt stoom gemaakt die de turbine aandrijft en zo wordt elektriciteit opgewekt. De splijting van een kilogram uranium kan zelfs 23 miljoen kWh stroom opleveren.

Wat is een kerncentrale?

Een kerncentrale is een elektriciteitscentrale waarbij de brandstof uranium is, in plaats van kolen. De elektriciteit wordt opgewekt met de energie die vrijkomt bij splijting van atoomkernen (kernsplijting) in kernreactoren. Een kerncentrale produceert daarbij bijna geen CO2.

Een kerncentrale bouwen duurt lang: minimaal 10 jaar. Er zijn momenteel 410 kerncentrales in de wereld actief (2023).

Hoe werkt een kerncentrale?

De werking van een kerncentrale is vergelijkbaar met dat van een traditionele elektriciteitscentrale. Het splijten van atoomkernen vindt altijd plaats in een kernreactor. Elke kerncentrale werkt met een kernreactor, waarin koelwater opwarmt tot hoge druk en temperatuur. Een turbine en een generator zetten de vrijgekomen warmte vervolgens om in elektriciteit.

Kerncentrale veiligheid

Bij kernsplijting ontstaan atomaire brokstukken. Dit worden ook wel kernsplijtingsproducten genoemd. De atoomkernen van deze brokstukken zijn niet stabiel en zijn radioactief. Het kan heel lang duren voordat deze brokstukken stabiel zijn. Daarom is het belangrijk dat de verwerking van het kernsplijtingsafval op een veilige manier plaatsvindt.

Er bevindt zich ten minste een viertal barrières tussen de radioactieve afvalstoffen in de splijtstof en de buitenwereld. Ook hebben kerncentrales vele veiligheidssystemen om het splijtingsproces in geval van nood snel te stoppen en om de kern te koelen.

Radioactief afval opslag

Radioactief afval ontstaat bij het opwekken van kernenergie. Hoogactief afval is erg gevaarlijk: het moet minimaal 100.000 jaar veilig worden opgeslagen om de radioactiviteit kwijt te raken, volgens Milieu Centraal. Ondertussen wordt gezocht naar de mogelijkheden voor een permanente opslag, bijvoorbeeld onder de aardkorst of onder de zeebodem. De wetenschap en technologie zijn nog niet zover dat het materiaal onschadelijk kan worden gemaakt, ook wel transmuteren genoemd.

Gevolgen van kernafval en kernenergie

Het gevaar van radioactief afval is afhankelijk van de straling, ook wel de dosis genoemd. Een kleine hoeveelheid hoeft niet gevaarlijk te zijn, maar een grote hoeveelheid kan schade veroorzaken aan het DNA in cellen. Op korte termijn zijn de effecten vaak niet merkbaar, want straling is dan ook niet voelbaar. Maar op lange termijn kan zich kanker of leukemie ontwikkelen. Een zeer hoge dosis kan leiden tot brandwonden en misselijkheid.

Naast dat radioactieve straling gevaarlijk is voor het milieu en voor de volksgezondheid, zijn de gevolgen van een mogelijke kernramp niet te overzien. Bovendien brengt de kracht van kernenergie bij veel mensen een angst met zich mee omdat kernenergie kan worden ingezet voor militaire doeleinden.

Kernenergie en het milieu

Volgens de Rijksoverheid kan kernenergie bijdragen aan de klimaatdoelen. Bij het opwekken van kernenergie komt namelijk weinig tot geen CO2 vrij. Bij het bouwen van een kerncentrale en de winning van de grondstof uranium worden wel fossiele brandstoffen gebruikt, maar bij het opwekken van kernenergie niet.

Het dreigende tekort aan fossiele brandstoffen en de langzame ontwikkeling van andere duurzame energiebronnen, zoals zonne-energie en waterkracht, zorgen ervoor dat kernenergie als een goede tussenoplossing wordt gezien. Kernenergie zou in ieder geval voorlopig beter zijn voor het milieu dan steenkool en aardolie. Toch staat kernenergie in Nederland nog steeds ter discussie.

De voor- en nadelen van kernenergie

Kernenergie lijkt relatief schoon, want bij de productie van kernenergie komen nauwelijks CO2 of andere broeikasgassen vrij. De kans op een mogelijk kernongeluk wordt natuurlijk zo laag mogelijk gehouden, maar de gevolgen van een ongeval zouden niet te overzien zijn. Meer voorbeelden van voor- en nadelen van kernenergie zetten wij voor u op een rijtje:

Voordelen		Nadelen
	Uranium is relatief goedkoop.		Er is geen goede oplossing voor radioactief afval.
	Bij het opwekken komt bijna geen CO2 vrij.		Nadelige gevolgen voor de gezondheid door een langdurig blootstelling aan hoog stralingsniveau.
	De voorraad van uranium is groot genoeg voor de komende 100 jaar.		Kerncentrales kunnen worden misbruikt en kunnen worden omgebouwd tot fabrieken van kernwapens.