Nucleaire Technologie in de 21ste Eeuw - Intro

men dank zij de hydraulische energie in het verre Noorden relatief goedkoop zwaar water kan afscheiden, wordt dit type reactor wel gebruikt; men noemt het soms de CANDU-reactor (naar CANada- Deuterium-Uranium). Men kan ook gewoon water (H 2 O) als moderator en koelmiddel gebruiken, maar uit berekeningen en proeven blijkt dat de gewone waterstofkernen teveel neutronen absorberen om met natuurlijk uranium tot een kettingreactie te komen. Bij een verhoogd aandeel uranium-235 (b.v. 3 % i.p.v. 0,7 % in natuurlijk uranium) is de kettingreactie wel te verwezenlijken. Het uranium dat verrijkt is in het isotoop 235, wordt bereid in verrijkingsinstallaties volgens diverse procédés, zoals gasdiffusie of ultracentrifuge. In bepaalde onderzoeksreactoren (en ook in kernwapens) gebruikt men hoogverrijkt uranium, in kern- centrales of vermogenreactoren slechts licht verrijkt uranium (zowat 2 à 6 % U-235). De combinatie gewoon of licht water met weinig verrijkte splijtstof is in zeer veel omstandigheden de meest economische oplossing. Om hogere rendementen te bereiken en dus een warme bron op hoge temperatuur te verwezenlijken, gaat men het water in de reactor onder druk zetten. Bij normale druk kookt het water immers reeds bij 100° C, maar onder verhoogde druk kan men het kookpunt opdrijven. Er is wel een uiterste limiet, want hoe hoog men de druk ook opdrijft, boven 374° C kan men geen water in vloeibare vorm meer hebben. Er zijn nu twee varianten bij de licht-water-reactoren (LWR). Men heeft het type waarbij men het water in de reactor laat koken bij zowat 300° C onder een druk van zeven miljoen pascal (of 70 maal hoger dan atmosferische druk, 70 bar). De geproduceerde waterdamp wordt dan rechtstreeks naar de turbine ge- leid, om na volledige condensatie (bij lage druk) via een pomp opnieuw op 70 bar te worden gebracht en dan in de reactor gevoerd. Dit is het kokend-water-reactortype of BWR (naar Boiling Water Reactor). In de andere variant legt men nog hogere drukken op en vermijdt men dat het water zou koken; het is de drukwaterreactor of PWR (naar Pressurized Water Reactor) (zie Figuur 7). De grote meerderheid reactoren in de wereld is van dit type; het is economisch, relatief veilig en bedrijfszeker. Alle reactoren in België zijn van het PWR-type.

3. Problematiek van de nucleaire afvalstoffen

3.1.

De splijtstofcyclus en het afval: van erts tot tablet

Terwijl de verbranding van fossiele brandstoffen zoals steenkool en aardolie “ alleen ” (sic) maar as en rookgassen achterlaat (incl. voornamelijk CO 2 en andere broeistofgassen), moet bij de aanwending van kernenergie in werkelijkheid de volledige splijtstofcyclus worden beschouwd om het ecologisch effect te bekijken (zie Figuur 8). Uranium haalt men uit uraniumerts. Uraniumertsen vindt men in een reeks landen die tot verschillende regimes behoren, zodat de bevoorrading niet zo kritisch is.

12