Kernenergie | het gecontroleerde gebruik van kernenergie

Enrico Fermi maakte de eerste kernreactor in 1941. Tijdens de Tweede Wereldoorlog werden in de VS veel reactoren gebouwd tijdens het Manhattan Project. In 1954 ging de eerste kerncentrale van start in Obninsk bij Moskou. De meeste kerncentrales in de VS werden gebouwd in de jaren 1960 en 1970. Kernreactoren drijven ook enkele grote militaire schepen en onderzeeërs aan.

Kernreactoren maken gebruik van een proces dat kernsplijting heet, waarbij atomen als uranium of plutonium (met name de isotoop uranium 235) worden gesplitst met deeltjes die neutronen worden genoemd. Hierdoor wordt een deel van de massa omgezet in energie, volgens Einsteins vergelijking E=mc2. De splijtbare elementen worden in staven geplaatst die "splijtstofstaven" worden genoemd. De splijtstofstaven worden ondergedompeld in water, en de energie die vrijkomt bij de splijtingsreactie verhit het water, dat in stoom verandert.

De stoom laat vervolgens een turbine draaien, die elektriciteit opwekt. De stoom wordt vervolgens gecondenseerd in enorme koeltorens, en verandert weer in water en wordt weer naar de reactor gestuurd.

De reactie kan worden gecontroleerd door "regelstaven" tussen de splijtstofstaven te plaatsen. De regelstaven zijn meestal gemaakt van boor, dat neutronen absorbeert en de reactie stopt.

Een kernsmelting kan plaatsvinden wanneer de reactie niet onder controle is en er gevaarlijke radioactieve gassen (zoals Krypton) ontstaan. In tegenstelling tot wat vaak wordt gedacht, kunnen kernreactoren niet ontploffen zoals een kernbom, maar het is wel een gevaar wanneer radioactieve stoffen ontsnappen.

Er hebben zich enkele ernstige nucleaire ongevallen voorgedaan. Er is een schaal gemaakt om te meten hoe gevaarlijk ongelukken zijn. Hij heet de Internationale Schaal voor Nucleaire Gebeurtenissen. De schaal heeft 8 niveaus (0-7), en 7 is het ergste.

• Ramp in Tsjernobyl, gebeurd in 1986; geclassificeerd op niveau 7.
• De kernramp in Fukushima gebeurde in 2011 als gevolg van een aardbeving, niveau 7.
• Ongeluk in Mayak; gebeurde in 1957. De hoeveelheid vrijgekomen straling en het algemene gevaar waren groter dan in Tsjernobyl. Het getroffen gebied was echter kleiner. Om deze redenen is het ongeval slechts geclassificeerd als niveau 6.
• Windscale brand in 1957 en Three Mile Island ongeluk in 1979, op niveau 5.
• Tokaimura kernongeval op niveau 4

Ongelukken met door kernenergie aangedreven onderzeeërs zijn onder meer het ongeluk met de Sovjetonderzeeër K-19 reactor (1961), het ongeluk met de Sovjetonderzeeër K-27 reactor (1968) en het ongeluk met de Sovjetonderzeeër K-431 reactor (1985).

De economische aspecten van kernenergie vormen een uitdaging, en na de kernramp in Fukushima in 2011 zullen de kosten voor bestaande en nieuwe kerncentrales waarschijnlijk stijgen, als gevolg van de strengere eisen voor het beheer van verbruikte splijtstof ter plaatse en de hogere gevaren bij het ontwerp.

Er is een debat gaande over het gebruik van kernenergie. Voorstanders, zoals de World Nuclear Association en de IAEA, stellen dat kernenergie een duurzame energiebron is die de koolstofuitstoot vermindert. Bovendien draagt het niet bij tot smog of zure regen. Er wordt aangenomen dat duizenden levens zijn gered door het gebruik van kernenergie in plaats van gevaarlijker brandstoffen zoals kolen, olie en gas.

Anti-nucleaire tegenstanders, zoals Greenpeace International en de Nuclear Information and Resource Service, zijn van mening dat kernenergie een bedreiging vormt voor mens en milieu.

Kernenergie genereert radioactieve afvalstoffen, zowel als splijtingsproducten (gebroken atomen) als door het induceren van radioactiviteit in bestaande materialen.

In 2007 leverden kerncentrales ongeveer 2600 TWh elektriciteit en 14 procent van de gebruikte elektriciteit in de wereld, een daling van 2 procent ten opzichte van 2006. Op 9 mei 2010 waren er wereldwijd 438 (372 GW) kernreactoren in bedrijf. Een piek werd bereikt in 2002, toen er 444 kernreactoren in bedrijf waren.

De nucleaire noodsituaties in de Japanse kerncentrale Fukushima Daiichi en andere nucleaire faciliteiten hebben vragen opgeroepen over de toekomst van kernenergie. Volgens Platts heeft "de crisis in de Japanse kerncentrales van Fukushima de belangrijkste energieverbruikende landen ertoe aangezet de veiligheid van hun bestaande reactoren te herzien en twijfel te zaaien over de snelheid en de omvang van de geplande uitbreidingen over de hele wereld". Na de kernramp in Fukushima heeft het Internationaal Energieagentschap zijn raming van de extra te bouwen nucleaire capaciteit tegen 2035 gehalveerd.

• Energiezekerheid
• Kernongevallen
• Kernenergiebeleid
• Fusievermogen
• Duurzame energie