Kernenergie is terug van weggeweest. Het kabinet Rutte IV heeft bij aantreden laten weten dat de kerncentrale in Borssele langer open kan blijven, en dat het de benodigde stappen zal zetten voor de bouw van twee nieuwe kerncentrales. “Dat betekent onder andere dat wij marktpartijen faciliteren bij hun verkenningen, innovaties ondersteunen, tenders uitzetten, de (financiële) bijdrage van de overheid bezien, wet- en regelgeving waar nodig in orde maken. Ook zorgen we voor veilige, permanente opslag van kernafval”, aldus het coalitieakkoord.
De Europese Commissie heeft een voorstel ingediend om kernenergie toe te laten tot de taxonomie, de lijst van investeringen die ‘groen’ mogen heten, en daarom gemakkelijk aan financiering onder gunstige voorwaarden kunnen komen.
De schaarste aan aardgas heeft ons goed laten voelen hoe belangrijk het is om strategische voorraden te hebben en niet te afhankelijk te zijn van één manier van energie produceren, één energieproduct, of één land, voor onze energievoorziening. Dat heeft de Belgische regering doen besluiten om toch niet alle zeven kernreactoren in hun land te sluiten, maar er twee open te houden.
Er zijn vele onderzoeken gedaan naar kernenergie, die de voordelen ervan laten zien. Het stoot (samen met windenergie) de minste CO₂ uit per opgewekte kilowattuur. Zowel het internationale klimaatpanel IPCC (2014) als VN-organisatie UNECE (2021) laten dat zien. Ook is de vervuiling van het milieu door kernenergie niet heel anders dan andere manieren om stroom op te wekken, volgens JRC, het wetenschappelijke bureau van de Europese Commissie (2020), en het bovengenoemde UNECE rapport.
Gerenommeerde instituten als het Massachusetts Institute of Technology (MIT) en het Internationaal Energieagentschap (IEA) wijzen er op dat het opnemen van kernenergie in de energiemix voordelen biedt voor de stabiliteit van het energiesysteem, maar ook dat de distributiekosten liggen lager dan bij een systeem dat vooral rond zonne- en windenergie is opgebouwd.
En toch is kernenergie onderwerp van langjarige discussie. Misverstanden rondom straling en radioactief afval en ongevallen met kerncentrales hebben eraan bijgedragen dat kernenergie gezien wordt als gevaarlijk, terwijl het de veiligste vorm van energieopwekking is, als gekeken wordt naar het aantal doden per opgewekte kilowattuur. Waterkracht, wind- en zonne-energie, maar vooral fossiele brandstoffen hebben ervoor gezorgd dat miljoenen mensen zijn overleden.
In dit artikel wordt getracht een paar van de misverstanden weg te nemen.
De basisprincipes van kernenergie
In een kernreactor wordt uranium gebruikt. Uranium komt van nature en overal op aarde voor, in de lucht en de bodem en dus ook in de tuin, de bakstenen en het beton van woningen.
0,72% van al het uranium op aarde is het splijtbare uranium-235 en 99,28% bestaat uit het niet-splijtbare uranium-238. Bij kernsplijting komt een grote hoeveelheid warmte vrij, die nuttig gebruikt kan worden. Door de kernreacties wordt uit uranium-238 ook nog het eveneens splijtbare plutonium-239 geproduceerd.
De energie die in een kernreactor geproduceerd wordt, komt ruwweg voor een derde deel voort uit plutonium-239 en voor twee derde uit uranium-235. Die energie wordt in een kerncentrale gebruikt om stoom te produceren. Die stoom kan via een stoomturbine elektriciteit opwekken maar ook worden gebruikt voor bijvoorbeeld stadsverwarming of voor industriële processen.
Er bestaan ook hogetemperatuurreactoren die niet met water maar met helium gekoeld worden. Dat gas kan bijna tot 1000°C verwarmd worden en is zeer geschikt voor industriële processen die deze temperaturen nodig hebben. Bij hoge temperatuur verloopt bijvoorbeeld de productie van waterstof veel efficiënter dan bij kamertemperatuur.
De flexibiliteit van kernenergie
Men leest regelmatig dat zonne- en wind energie enerzijds, en kernenergie anderzijds elkaar zouden uitsluiten, omdat kernenergie niet regelbaar is. Niets is echter minder waar, Frankrijk heeft bijvoorbeeld centrales die tussen 30% en 100% van hun nominaal vermogen kunnen regelen, in een tempo van ongeveer 10% per minuut. Daarmee doen zij niet onder voor gascentrales.
Het gewenste energievoorzieningssysteem is niet alleen CO₂-vrij, maar ook betrouwbaar en betaalbaar. Dat lukt niet met zonne- en windenergie alleen, omdat niet al het verbruik op de zon en de wind kan worden aangepast. Dan is het voordelig als er energiebronnen in het systeem aanwezig zijn die op afroep kunnen leveren, zoals biomassa en kernenergie. Bovendien, energie is veel meer dan stroom alleen. Kerncentrales zijn ook uitstekend geschikt om op afroep proceswarmte aan de industrie te leveren die bedrijven nodig hebben. Dat heeft ook een positieve invloed op het totale systeem, bijvoorbeeld omdat wij dan minder afhankelijk worden van waterstofproductie en -import.
Op dit moment loopt er een onderzoek in opdracht van het ministerie van Economische Zaken en Klimaat naar wat de rol van kernenergie zou kunnen zijn in de Nederlandse energiemix in de periode 2030-2050 en daarna. Tegen de zomer worden de resultaten daarvan openbaar.
Bescherming tegen straling
Een radioactief atoom vervalt éénmaal in zijn leven en wordt dan een ander (vaak een niet-radioactief) atoom. Bij dat verval komt straling vrij. Dat kan gammastraling zijn: ‘onzichtbaar licht’ met hoge energie, of een deeltje: alfa- of bètastraling. Om alfastraling tegen te houden volstaat een velletje printerpapier, voor bètastraling is een centimeter aluminium al voldoende als bescherming, terwijl voor gammastraling van hoge energie decimeters metaal nodig is. Om de straling van een in werking zijnde kernreactor af te schermen is ongeveer 30 centimeter lood, of 2 meter beton, of 5 meter water nodig.
Straling heeft geen pootjes
Als in een ver land, of bij ons diep onder de grond, radioactieve stoffen vrijkomen, hebben veel mensen het beeld dat die op magische wijze en zeer gemakkelijk ons lichaam kunnen bereiken. Bij de recente gebeurtenissen in Oekraïne werd dat nog eens duidelijk. Men was in Nederland bang voor de gevolgen van het werpen van een bom op een afvalopslag bij Tsjernobyl en ging jodiumpillen hamsteren.
Nu is het belangrijk om te weten dat dat afval in vaste vorm wordt opgeborgen: blokken beton, stukken metaal. Zelfs als daar een bom op valt, is het moeilijk voor te stellen dat wij daar in Nederland iets van zouden merken. Hoe komen die stukken beton en metaal naar Nederland toe?
Bij het ongeval van Tsjernobyl in 1986 ontstond na de explosie een grote brand, veroorzaakt door de smeltende kernbrandstof en de grafietblokken die in dat type reactor aanwezig waren. Die brand was daardoor zeer heet en hield dagenlang aan. Daardoor konden vluchtige radioactieve stoffen, die in de reactorbrandstof aanwezig waren, verdampen, zich aan roet- en stofdeeltjes hechten, door de warmte kilometers hoog opstijgen en door de wind meegevoerd worden over grote delen van Europa. Echter, hoe verder de stofdeeltjes komen, hoe meer zij verdund raken. Inmiddels is de kernbrandstof al 35 jaar gestold en het grafiet is weg. Ik ben geen militair expert, maar kan u verzekeren dat één granaat op een opslag niet de hele keten van gebeurtenissen kan veroorzaken waardoor radioactiviteit tot aan Nederland reikt.
Zo is het ook met diepe ondergrondse berging van radioactieve stoffen: beton en metaal, verpakt in dikke lagen klei. Hoe moeten die vaste stoffen bij ons terug aan de oppervlakte komen? Dat kan alleen als alle voorzorgen falen, de metalen voorwerpen gaan corroderen, oplossen in water en zo hun weg terug naar boven vinden. En begrijp mij goed: dat gaat gebeuren. Niets bestaat eeuwig. En dat is ook niet erg. Want tegen de tijd dat die stoffen inderdaad naar boven komen heeft radioactief verval ervoor gezorgd dat geen mens, dier of plant er gezondheidsschade van zal ondervinden. De stralingsdosis is dan hooguit wat mensen in een week toch al op natuurlijke wijze ontvangen.
De gezondheidseffecten van straling
Als ioniserende straling geabsorbeerd wordt door het lichaam, kan het DNA in cellen beschadigen. Het is bekend dat een hoge dosis straling de kans vergroot dat de ontvanger ervan eens (tussen nu en 30 jaar) zal overlijden aan kanker. Hoe hoger die dosis (gemeten in millisievert, de eenheid van dosis), hoe hoger die kans.
Elke inwoner van Nederland ontvangt jaarlijks een dosis van bijna 3 millisievert, uit de natuur, en door medische onderzoeken zoals röntgenfoto’s. Dat is nog steeds een factor 35 lager dan 100 millisievert, de grens waarbij wetenschappelijk is vastgesteld dat er bij mensen kanker kan optreden door straling.
200 millisievert is de dosis die de meest blootgestelde reddingswerker bij het ongeval van Fukushima ontving. Normaal, zonder straling, was zijn kans op overlijden door kanker al 30%. Door die extra straling is zijn kans gestegen naar 31%.
Alle andere mensen in Fukushima hadden een veel lagere dosis ontvangen, maximaal 20 millisievert. Dat is dus ruim binnen de bandbreedte waar de wetenschap het antwoord niet weet. Het is een dosis die in de buurt komt van de dosis die veel piloten en bepaalde artsen (interventiecardiologen) ieder jaar weer ontvangen. En die beroepsgroepen zijn niet ongezonder dan anderen, blijkt uit jarenlang onderzoek: als er een klein verhoogd risico bestaat bij dat stralingsniveau, is dat te laag om zichtbaar te zijn in de medische statistieken. Andere zaken (zoals gezond leven, matig drinken, niet roken) hebben veel meer invloed op de kans dat iemand door kanker overlijdt. Dat effect is gemakkelijk terug te vinden in de medische statistiek.
Het zeer langlevende afval
Als de reactorbrandstof na een aantal jaren weer uit de reactorkern komt, is maar 5% van alle splijtstof ‘verbruikt’. De meeste landen classificeren die gebruikte brandstof als ‘afval’. Er is plutonium in het afval aanwezig en dat vervalt heel langzaam (na 24.000 jaar is nog altijd de helft ervan over). Na tien van die halveringstijden, dus na 240.000 jaar, is er nog maar een duizendste van over. Dat is de reden dat mensen er op wijzen dat kernafval honderdduizenden jaren gevaarlijk is.
Het woord afval wordt gebruikt voor stoffen die we niet meer willen hergebruiken. In veel landen wordt die bestraalde reactorbrandstof niet meer hergebruikt maar dat is eigenlijk niet meer van deze tijd.
Landen als Frankrijk en Nederland doen wel aan hergebruik: de 5% reststoffen worden chemisch gescheiden van het waardevolle uranium en plutonium. De reststoffen worden met glas vermengd en in blokken gegoten. De 95% uranium en plutonium wordt weer gebruikt om nieuwe reactorbrandstof te maken. Het plutonium-239 is daarmee geen probleem meer dat 240.000 jaar bestaat, maar een hoogwaardige grondstof die wordt gebruikt voor elektriciteitsproductie.
Die laatste 5% is momenteel niet herbruikbaar. Door het in glas te gieten is hergebruik ook in de toekomst uitgesloten. Het aardige is wel dat deze stoffen bijna allemaal relatief kortlevend zijn. Met halveringstijden van hooguit 30 jaar. Dus in 300 jaar is daar nog maar een duizendste van over, heel overzichtelijk, geen “duizenden jaren gevaarlijk”.
Waarom zijn we überhaupt zo onder de indruk van die lange periodes? Als iemand een pot kwik leegdrinkt, gaat die zeker dood. Doet iemand dat over een miljoen jaar, dan zal deze ook zeker sterven: kwikafval leeft eeuwig. Mensen die zich zorgen maken over de lange levensduur van radioactieve stoffen, zouden die chemische stoffen dus oneindig veel problematischer moeten vinden!
Gelukkig heeft Duitsland een goede oplossing voor hun kwik- en ander giftig chemisch afval gevonden. Bijna geen protesten bij vergunningsverlening en bedrijf, nooit blokkades bij transporten. En de oplossing is niet acceptabel voor een miljoen jaar, zoals Duitsland eist voor radioactief afval, maar in alle eeuwigheid. Wat mag die oplossing dan wel zijn? Verpakt afval in tonnetjes en op een deugdelijke manier opgeborgen in een oude zoutmijn en klaar: geologische eindberging.
Er ligt al een paar miljoen ton hooggiftig kwik, asbest, et cetera opgeslagen in de Duitse bodem. Het zoeken naar een laatste rustplaats in Duitsland voor een paar duizend ton radioactief afval (let op: duizendmaal minder materiaal) heeft in Duitsland heel wat meer voeten in de aarde. Kennelijk is men daar selectief in wat men wel of niet gevaarlijk vindt.
Alle landen hebben trouwens strengere normen voor radioactief afval dan voor chemisch afval van dezelfde gevaarzetting. Dat weerhoudt de nucleaire industrie er niet van om ook binnen die strengere randvoorwaarden met prima oplossingen te komen. De geologische eindberging ‘Onkalo’ bij de kerncentrale van Olkiluoto in Finland bijvoorbeeld, gaat naar verwachting in 2023 open en is een voorbeeld voor de hele wereld. Zweden heeft in januari van dit jaar de goedkeuring gegeven voor de constructie van een eindberging in Forsmark, naar Fins model.
Conclusie
Dit artikel laat veel aspecten van kernenergie onvermeld. Belangrijke zaken als bouwtijden, kosten en de vraag of er wel of geen interesse is bij marktpartijen, komen niet aan bod. Er is bewust een technisch verhaal neergezet, gericht op die aspecten van de wondere wereld van kernenergie, straling en radioactief afval, waar vaak emotie en feiten door elkaar lopen.
Omwille van het slagen van de energietransitie is het echter belangrijk om vooral op de feiten te letten. Dat niet alleen voor kernenergie, maar ook voor de alternatieven. De werkelijke gevaren en problemen die kernenergie met zich meebrengt, zijn veel kleiner dan vaak wordt gedacht en zeker niet groter dan andere manieren om energie op te wekken met zich meebrengen. Daarbij is ook de vraag relevant: wat als de energietransitie niet lukt zonder kernenergie? Welk risico brengt het niet halen van de langetermijnklimaatdoelen met zich mee? De uitdaging voor het CO₂-vrij maken houdt namelijk niet op in 2030. Sterker nog, het zwaarste stuk, van ‘min 55% in 2030’ naar ‘min 100% in 2050’ moet dan nog beginnen. Kernenergie kan dan een wezenlijke bijdrage leveren.
Dit artikel is op persoonlijke titel geschreven.