Kernenergie

Kernenergie wordt verkregen uit kernreacties. Bij deze reacties zijn atoomkernen betrokken. Kernenergie kan op twee manieren worden opgewekt: door kernsplijting en door kernfusie.

Kernsplijting

Het kernsplijtingsproces is in 1938 in Berlijn ontdekt door Otto Hahn en Fritz Strassmann. Het proces vindt als volgt plaats: een neutron raakt een uranium-235 kern. Deze kern splijt uiteen in 2 nieuwe neutronen en afvalproducten. De vrijgekomen neutronen kunnen op hun beurt weer andere uranium-235 kernen splitsen. Dit noem je een kettingreactie. Bij het splitsen van uraniumkernen wordt steeds een kleine hoeveelheid massa omgezet in een grote hoeveelheid energie. Hiervoor geldt de beroemde formule van Albert Einstein: E=mc2. Naast uranium-235 kan ook uranium-238 worden benut. 

De opwekking van kernenergie veroorzaakt geen uitstoot van broeikasgassen. Het kernafval kan slechts gedeeltelijk opnieuw verwerkt worden. Het resterende afval blijft nog zeer lang radioactief en dient zorgvuldig opgeslagen te worden. Radioactieve straling kan immers zeer ernstige gevolgen hebben voor de gezondheid. Voor kerncentrales gelden daarom ook strenge veiligheidseisen, waardoor het risico van een kernongeluk zeer klein is.

In 1942 werd aan de universiteit van Chicago de eerste experimentele kernreactor gebouwd. De eerste commerciële kerncentrale werd gebouwd in het Amerikaanse Shippingport en startte op in 1957.

De eerste kernreactor in Nederland staat in Dodewaard. Deze was in gebruik van 1969 tot 1996. De kerncentrale in Borssele werd in bedrijf gesteld in 1973. Naar verwachting zal deze tot 2033 werkzaam zijn. Sinds 2009 heeft het energiebedrijf Delta plannen voor een tweede kerncentrale in Borssele. Deze plannen zijn voorlopig gestaakt. Door de huidige crisis is er sprake van een overcapaciteit op de elektriciteitsmarkt in combinatie met een verslechterd investeringsklimaat.

In Europa is het aandeel kernenergie in de elektriciteitsvoorziening ongeveer 30%. In Nederland is dit ongeveer 5%.

Uranium

Het zware metaal uranium ontstaat door kernfusie tijdens een supernova explosie. Deze explosie vindt plaats aan het einde van de levenscyclus van een zware ster. Hierbij worden uiteindelijk gas- en stofwolken gevormd die na afkoeling condenseren. Hieruit ontstaan nieuwe melkweg- en sterrenstelsels.

Het uranium in onze aarde is op deze manier circa 4,6 miljard jaar geleden gevormd. Uraniumerts wordt gewonnen in mijnen in onder meer Canada, Australië en Kazachstan.

Ook in de Zeeuwse bodem blijkt zich uranium te bevinden. Met name ter plekke van Burgh-Haamstede, Tholen, Westkapelle en in de Westerschelde. De concentratie bruikbaar uranium is er echter aanzienlijk lager dan in bovengenoemde gebieden. Zeewater bevat voor miljoenen jaren voorraad aan uranium. De winning hiervan is aanmerkelijk duurder.

Kernfusie

Kernfusie is nu al een belangrijke energiebron voor de aarde. In de zon vindt namelijk kernfusie plaats door middel van versmelting van waterstofatomen, waarbij helium ontstaat. Ook hierbij wordt massa omgezet in energie.

Op aarde worden proefinstallaties gebouwd, waarbij fusie kan worden opgewekt van zware waterstofatomen. In Frankrijk wordt de proefcentrale Iter gebouwd, zie hiervoor www.iter.org.

Zo'n fusie is alleen mogelijk onder extreme temperaturen van minimaal 100 miljoen graden Celsius. Het is moeilijk om zo’n hoge temperatuur te realiseren. Bovendien worden er zeer hoge eisen gesteld aan de constructie en toegepaste materialen. Deze dienen tegen extreme temperaturen bestand te zijn. Om deze redenen is energiewinning uit kernfusie voorlopig nog niet haalbaar.