Nucleaire Technologie in de 21ste Eeuw - Intro

uiterst voorzichtig mee omspringen en afschermingen voorzien, bestaande uit isotopen die sterk neutronen absorberen (zgn. hoge werkzame doorsnede voor absorptie), zoals boor of cadmium.

Energieproductie – Tenslotte is er het aspect energie, of 'warmte', wat essentieel is in alle nucleaire of “ kerncentrales ” . Door het feit dat de energieproductie in de kernen gebeurt, is ze uiterst geconcentreerd; veel meer dan in alle traditionele ontploffings- of verbrandingsmotoren. Men kan berekenen dat voor eenzelfde gewicht in splijtstof ca. 5 miljoen maal meer energie zou kunnen vrijkomen (theoretisch; niet helemaal te verwezenlijken) dan in een springstofmiddel zoals TNT. Vandaar ook dat kernenergie zo'n enorm geconcentreerde energieproductie mogelijk maakt. Er zitten echter duidelijk gevaarlijke aspecten aan vast en deze moeten onschadelijk worden gemaakt en tot een aanvaardbaar veiligheidspeil worden gebracht. Dat is één van de opgaven bij het ontwerp en bij de constructie van een kernreactor.

2. Kerncentrales en Reactoren

2.1.

Inleiding

Nucleaire elektriciteitsproductie verschilt niet zo sterk van de klassieke elektriciteitsproductie. Enkel de warmtebron verschilt: i.p.v. een ketel waarin water wordt gekookt en de damp verder verwarmd door verbranding van steenkool of aardolieproducten, treft men in een kerncentrale een reactorvat aan waarin de kettingreactie van atoomsplijtingen een intense warmte afgeeft. In het eerste geval zullen bij de verbranding atomen koolstof (C) een verbinding aangaan met atomen zuurstof (O), en zo moleculen koolstofdioxide (CO 2 ) vormen, waarbij er warmte vrijkomt; dit is een exotherme chemische reactie. Bij de splijtingsreactie zullen de kernen van atomen uranium (U) in twee stukken uiteenvallen die daardoor nieuwe lichtere kernen van nieuwe atomen vormen; deze kernreactie gaat gepaard met een warmte- productie die miljoenen maal hoger ligt dan bij de chemische reacties. Het hart van de kerncentrale is de reactor waarin men een kettingreactie realiseert (het schema van een kernreactor wordt gegeven in Figuur 6). Hiertoe moet men een hoeveelheid splijtstof hebben (uranium of plutonium). De warmte die bij de splijting zal vrijkomen moet men opvangen door een koelmiddel (bv. water). Dit koelmiddel stroomt langs de splijtstof en zal daarna de opgenomen warmte in een warmtewisselaar afgeven. Om de splijtstof niet chemisch aan te tasten en vooral om de radioactieve splijtingsproducten niet te laten ontsnappen, wordt de splijtstof aangebracht in een sterke en hermetische bescherming, de huls of de splijtstofbekleding. 2.2. De Reactor: het hart van de kerncentrale

9