Blog
| Perpetuum mobile - dinsdag 1 september 2020 |
Na al het negativisme over Rusland werd het weer eens tijd voor een positieve bijdrage.
De Russische atoomsector heeft de laatste decennia niet bepaald stilgezeten. En dat moet ook wel, want de behoefte aan elektriciteit groeit nog steeds. Maar de bestaande productiecapaciteit van elektriciteit op aarde is onvoldoende. Ongeveer een miljard mensen hebben nu al geen permanente toegang tot elektriciteit. Daarom is de mensheid actief op zoek naar nieuwe energiebronnen. Momenteel hebben de fossiele brandstoffen de overhand. Alleen vervuilen zij de atmosfeer en hun aandeel moet worden verminderd. Maar waardoor moeten deze niet-hernieuwbare hulpbronnen worden vervangen? Er bestaan verschillende varianten: niet-traditionele hulpbronnen (schalieolie en -gas, gashydraten, enz.), hernieuwbare hulpbronnen (zonne-energie, waterkracht en wind) en kernenergie (reactoren op snelle en thermische neutronen).
Het meest succesvol is optimaal gebruik te maken van de mogelijkheden van het atoom, meer bepaald van zogenaamde ‘snelle reactoren’ die in staat zijn het hele energiepotentieel van natuurlijk uranium te gebruiken. Zo kan kernenergie een hernieuwbare energiebron worden! En wel door gebruik te maken van nieuwe technologieën op het gebied van "het sluiten van de nucleaire brandstofcyclus”. Dit is een kant-en-klare oplossing van de Russische atoomindustrie: schone, stabiele en hoogtechnologische energie. Deze technologie kent alleen maar voordelen in tegenstelling tot het verbranden van fossiele brandstoffen. Het gaat hier overigens niet alleen om hulpbronnen, maar ook over het feit welke duw dit geeft aan de ontwikkeling van de wetenschap en de technologie.
Ter inleiding eerst een stukje natuurkunde. Natuurlijk uranium bestaat bijna volledig uit uranium-238 en maar voor 0,7% uit uranium-235. Om brandstof te produceren voor thermische reactoren wordt het gehalte uranium-235 verhoogd tot 3-5% (dit proces heet het verrijken van uranium). Om de neutronen voor het splijten van uranium-235 effectief te gebruiken, worden ze vertraagd met water, zwaar water of grafiet, waardoor er een nucleaire kettingreactie plaatsvindt.
Maar deze technologie heeft zo z’n nadelen. Ten eerste, in de afgewerkte kernbrandstof zitten splinters van het splijten van de kernen die niet verdwijnen en wel 300 jaar radioactief blijven en lagere actiniden die zelfs meer dan 2000 jaar radioactief blijven. Ten tweede, wordt het energiepotentieel van natuurlijk uranium niet effectief gebruikt. Ten derde, verandert bijna alle afgewerkte kernbrandstof in kernafval.
Dit "afval” wordt zorgvuldig bewaard en is een waardevolle hulpbron. De afgewerkte kernbrandstof bevat immers nog belangrijke componenten, namelijk uranium-238 en plutonium die na ‘herfabricatie’ (het omzetten van deze elementen vanuit het ene type in een ander type) niet eeuwig opgeslagen hoeven te worden, maar terug naar de reactor kunnen.
Daarom is deze technologie zo aantrekkelijk: al het bruikbare uit de afgewerkte kernbrandstof wordt hergebruikt om elektriciteit van te maken en het niet-bruikbare wordt gerecycled. Daarom zijn de reactoren op snelle neutronen zo goed. Daar komt nog bij dat ze veel minder natuurlijke grondstoffen verbruiken, waardoor er voor de komende duizenden jaren voldoende uranium zal zijn wat het tot een haast onuitputtelijke hulpbron maakt.