Hoe veilig is kernenergie?

De veiligheid van de kernenergieketen (van het delven tot en met het opslaan van afval) is bijzonder groot.

Hoe vreemd het ook klinkt, ongelukken als in 1986 in Tsjernobyl hebben daaraan bijgedragen. Er ontstond nog strengere internationale regelgeving en controle. Ook nationaal gelden er strenge eisen voor de nucleaire sector. De Nederlandse kerncentrale bijvoorbeeld hoort bij de 25% veiligste ter wereld.

Westerse kerncentrales zijn voortdurend verbeterd, nieuwe worden zo veilig mogelijk gebouwd. Vaak wordt gebruik gemaakt van ‘passief veilige’ veiligheidssystemen die werken met zwaartekracht (die doet het altijd). Veel systemen zijn dubbel of driedubbel uitgevoerd en werken ook in extreme omstandigheden en zonder menselijke bediening. Er kan een ongeluk gebeuren in een kerncentrale, maar hij zal altijd in een veilige toestand kunnen worden gebracht.

In de westerse wereld is internationaal toezicht en samenwerking rond de veiligheid. Kennis en nieuwe inzichten worden gepubliceerd en dus met elkaar gedeeld. In Nederland houdt de Autoriteit Nucleaire Veiligheid en Stralingsbescherming (ANVS), dat valt onder de verantwoordelijkheid van de minister van Infrastructuur en Waterstaat, een constante vinger aan de pols. Over de veiligheidssituatie wordt aan het parlement gerapporteerd.

Het internationaal toezicht op kerncentrales is in handen van het Internationaal Atoomenergie Agentschap. Dit is een onafhankelijke organisatie, onderdeel van de Verenigde Naties, die toezicht houdt op het veilig en vreedzaam gebruik van kernenergie. De bescherming van mensen, de samenleving en het milieu tegen de schadelijke effecten van ioniserende straling staan centraal in het werk van hun Department for Nuclear Safety and Security. Of de oorzaak nu een onveilige handeling of een inbreuk op de beveiliging is, het streeft naar een sterk, duurzaam en zichtbaar wereldwijd kader voor nucleaire veiligheid en beveiliging. De IAEA voert ook reguliere inspecties uit bij nucleaire installaties van de lidstaten. De Nederlandse overheid nodigt de IAEA ook uit voor inspecties of een second opinion.

Wat gebeurt er met het radioactieve afval?

Overal waar met radioactieve stoffen wordt gewerkt, geneeskunde, onderzoek, industrie en elektriciteitsproductie, wordt radioactief afval geproduceerd. De Centrale Organisatie Voor Radioactief Afval (COVRA) werd opgericht in 1982 en is het bedrijf dat de oplossing voor het Nederlandse radioactief afval in praktische zin waarmaakt. De basis voor de oplossing is dat radioactieve stoffen op natuurlijke wijze hun gevaarzetting verliezen. Met het uitzenden van straling vervalt een radioactieve stof en daarmee verdwijnt de gevaarzetting. Radioactief afval moet daarom worden opgeborgen op een plaats waar de straling geen kwaad kan en moet zolang uit het leefmilieu worden gehouden totdat de radioactiviteit is verdwenen. Dat gebeurt overal ter wereld in twee stappen: eerst opslag bovengronds en daarna berging in de diepe ondergrond. De COVRA heeft in Zeeland de faciliteiten voor het veilig beheer van alle soorten radioactief afval voor een periode van tenminste 100 jaar. De zorg voor het afval houdt echter niet op na 100 jaar. Nu al worden financiële voorzieningen getroffen en benodigde techniek uitgewerkt voor de volgende stap in het radioactief afval beheer: eindberging. Het inmiddels derde nationale onderzoeksprogramma eindberging radioactief afval (OPERA) vormt daar onderdeel van.

Foto ©COVRA

©Antoine2k

Is er wel genoeg uranium op de wereld?

Uranium is geen zeldzame grondstof. Het komt op aarde ongeveer evenveel voor als tin of lood. Het internationale atoomenergie agentschap (IAEA) in Wenen en het Nucleaire Energie Agentschap (NEA) in Parijs brengen elke twee jaar het zogenaamde ‘Uranium Red Book’ uit. Hierin staat een actueel overzicht van de voorraden en het gebruik van uranium. Hierbij zijn de voorraden gekoppeld aan de kosten, die nodig zijn om het uranium te winnen. Er is ruim 7 miljoen ton uranium gevonden, waarvan zo’n 5.3 miljoen ton met de huidige marktprijs gewonnen kan worden. Per jaar gebruiken alle kerncentrales bij elkaar ongeveer 64.000 ton, dus we kunnen nog zo’n tachtig jaar vooruit.

Wanneer er in de toekomst nieuwe centrales bij komen zal uranium schaarser worden en zal de prijs omhoog gaan. Dan wordt het aantrekkelijk voor mijnbouwbedrijven om te investeren in de exploratie van nieuwe voorraden en kunnen kleinere voorraden toch winstgevend aangeboord worden. Overigens is de prijs van uranium nauwelijks van invloed op de kosten van atoomstroom, die wordt met name bepaald door de bouwkosten van de kerncentrale zelf.

Ondanks het feit, dat er nog voldoende uranium is, is het natuurlijk wel zinvol om er zuinig gebruik van te maken. Dit gebeurt ook; er is een algemene trend om in kerncentrales steeds meer energie uit dezelfde hoeveelheid uranium te halen. Verder wordt uranium, dat in het verleden voor militaire doeleinden was gereserveerd, nu omgezet zodat het in kerncentrales energie kan opwekken. Ook wordt gebruikt uranium gerecycled en worden alternatieve brandstoffen in kerncentrales gebruikt. Een voorbeeld hiervan is zogenaamde MOX splijtstof, dat uit gerecycled uranium en plutonium bestaat.

iStock 585769038

Wat zijn medische isotopen en hoe worden ze gebruikt?

Nucleaire technologie is zeer belangrijk voor onze gezondheid. Door gebruik van radioactiviteit en straling bij behandeling van diverse kankersoorten nemen overlevingskansen toe. Medische isotopen, ofwel radionucliden, zijn radioactieve stoffen die worden toegepast in nucleaire medicijnen. De medische isotopen vormen de grondstof – de werkzame stof – voor nucleaire medicijnen. Het medische isotoop wordt gekoppeld aan een dragermolecuul, ofwel tracer. Op deze manier kan de radioactieve stof naar de juiste plaats in het lichaam worden gebracht. Daar zendt de radioactieve stof zogenoemde ioniserende ‘radioactieve’ straling uit.

Ook worden medische isotopen en gebruikt bij het bestrijden van pijn en het stellen van diagnoses. Nucleair geneeskundigen gebruiken radioactief materiaal om vast te stellen of organen goed functioneren en om in een vroeg stadium kankergezwellen op te sporen. Medische isotopen zenden straling uit die wordt gebruikt om diagnoses te stellen, bijvoorbeeld door ze toe te dienen aan patiënten die een PET of SPECT- scan ondergaan. Het is van groot belang dat een juiste diagnose wordt gesteld, zodat de juiste behandeling voor de patiënt bepaald kan worden. Daarnaast worden therapeutische isotopen gebruikt om kankerpatiënten te behandelen, bijvoorbeeld bij bestraling of brachytherapie. Bij deze therapie wordt de isotoop ingebracht om inwendig de kwaadaardige cellen aan te vallen.

Medische isotopen kunnen worden gebruikt voor diagnose maar ook voor behandeling. Met behulp van straling kan een ‘foto’, bijvoorbeeld een PET- of SPECT-scan,  worden gemaakt. Met deze scans kan de functie van organen in beeld worden gebracht, en kunnen bepaalde ziektebeelden worden vastgesteld. Binnen de diagnostiek is fluor-18 een veelgebruikte isotoop voor PET-scans. Het molybdeen-99/technetium-99m is met een wereldwijd aandeel van 80% van alle nucleaire medische verrichtingen veruit de meest gebruikte isotoop voor SPECT-scans. In Nederland wordt het Mo-99 ongeveer 300.000 keer per jaar toegepast. De straling kan ook worden gebruikt om lokaal tumorcellen te vernietigen. We spreken dan over de therapeutische toepassing. Door de ontwikkeling van nieuwe dragermoleculen, komen er steeds meer therapeutische toepassingen. Therapeutische isotopen worden ingezet bij de behandeling van verschillende soorten kanker.

 

©ITER

Wat is het verschil tussen kernsplijting en kernfusie?

Bij splijting valt een atoom uit elkaar en ontstaat er warmte en afval. Bij kernfusie ‘smelten’ twee atomen samen en ontstaat er extra energie en nauwelijks afval. Fusie heeft dus voordelen. Op dit moment wordt er in Frankrijk een fusie-reactor, ITER, gebouwd om hiermee ervaring op te doen. Fusie, de kernreactie die de zon en de sterren aandrijft, is een veelbelovende langetermijnoptie voor een duurzame wereldwijde energievoorziening zonder koolstofuitstoot. Het benutten van de kracht van fusie is het doel van ITER, dat is ontworpen als de belangrijkste experimentele stap tussen de fusieonderzoeksmachines van vandaag en de fusiecentrales van morgen. Het ITER-project is een wereldwijd samenwerkingsverband van 35 landen.

Het Amerikaanse bedrijf SHINE Medical Technologies is bezig met de ontwikkeling van bundel-doel-fusiemachines en het gebruik van hun neutronenstraling voor fusietoepassingen op korte termijn. Het bedrijf ontwerpt, vervaardigt en exploiteert innovatieve fusiesystemen voor toepassingen op korte termijn, zoals de productie van medische isotopen en de inspectie van industriële componenten. In 2021 kondigde het bedrijf aan dat het de gemeente Veendam in de provincie Groningen heeft geselecteerd als locatie voor haar Europese productiefaciliteit voor medische isotopen.

foto ©ITER

Reactor Institute Delft

Hoe innovatief is de nucleaire sector?

Binnen de nucleaire sector wordt volop geïnnoveerd. Onderzoekers zijn voortdurend op zoek naar bijvoorbeeld betere brandstoffen voor centrales, efficiëntere kerncentrales en nieuwe medische isotopen.

Reactoren van de vierde generatie maken efficiënter gebruik van splijtstoffen, waardoor ze een hoger rendement halen waardoor er veel minder radioactief afval over blijft. Met dezelfde hoeveelheid natuurlijk uranium kunnen de nieuwe reactoren tot 50 keer meer energie opwekken dan de vorige generaties. Deze innovatieve reactoren zijn zelfs in staat om opnieuw energie te produceren uit het bestaande radioactief afval. Er zijn zes types vierde generatie reactoren. Drie ervan zijn thermische reactoren en drie zijn snelle reactoren. De thermische reactoren gebruiken een moderator om neutronen te vertragen tot thermische of trage neutronen, die meer kans maken om in een atoomkern gevangen te worden. De snelle reactoren kunnen werken als kweekreactor en kunnen ook actiniden in nucleair afval transmuteren naar minder en minder gevaarlijk afval.

Nederland heeft een toppositie op het gebied van isotopen. Intensieve samenwerkingen tussen onder andere universiteiten, ziekenhuizen en producenten hebben geleid tot een aantal innovatieve en zeer effectieve behandelingen met minder bijwerkingen. De wetenschappelijke ontwikkelingen staan niet stil.

Ook op het gebied van onderzoek wordt er volop geïnnoveerd. Het onderzoek richt zich op verschillende terreinen, zoals duurzame energie, materialen en gezondheid, zowel internationaal als nationaal. Denk bijvoorbeeld aan onderzoek op het gebied van zonnecellen en batterijen en medische isotopen voor diagnose en behandeling van kanker.

Kan je een bom maken met splijtstof uit de kerncentrale?

We hebben wereldwijd afgesproken om in kerncentrales uitsluitend laagverrijkt uranium te gebruiken met circa 5 procent splijtbare atomen. Daarmee kun je geen atoombom maken. Daarvoor heb je tientallen procenten splijtbare atomen in je splijtstof nodig.

Andersom kan wel: uit overbodige kernwapens kan reactorbrandstof worden gemaakt. Er zijn wereldwijd ontwapeningsverdragen afgesloten en sindsdien is het aantal kernwapens verminderd. Onderdeel van deze verdragen is het ‘downblenden’ van ‘weapongrade material’. Dat betekent dat het hoogverrijkte materiaal uit kernwapens wordt vermengd met verarmd uranium tot zo’n 4-5%. Dit kan dan als splijtstof voor het opwekken van elektriciteit in een kerncentrale dienen. Dit uranium is dan niet meer geschikt voor kernwapens.

foto: Splijtstofcontainers in het opslaggebouw©-ENGIE-Electrabel

©iStockfoto_archmeena29

Meer vragen?

Zit uw vraag er niet tussen? Neem dan contact met ons op via het contactformulier.