Thorium: de oplossing voor onze energievoorziening (1)

Kees de Lange.

Over kernenergie en veiligheidsrisico’s

Waarom wind en zon niet gaan werken, is al zo vaak aangetoond dat het eentonig zou worden al die argumenten hier weer te herhalen. Een veelbelovende technologie die in het Energieakkoord in Nederland niet genoemd wordt – net zo min als in het recente regeerakkoord – is kernenergie op basis van thorium.

Dit inleidende deel van een tweeluik gaat in op de productie van kernenergie en de daaraan verbonden veiligheidsrisico’s.

Politiek Nederland gelooft dat het klimaat van onze planeet door menselijk ingrijpen onherstelbaar verandert en dat we door meer menselijk ingrijpen het tij kunnen keren. Dat men hierbij de natuurwetenschap niet aan zijn zijde heeft, deert de politiek niet. Met religieuze ijver wordt ingezet op windenergie tegen gigantische kosten, terwijl duidelijk is dat het vermeende CO2 monster door zwaaipalen niet beteugeld kan en zal worden.

Energietransitie
Juristen, sociologen, politicologen en gemankeerde natuurwetenschappers hebben de mond vol van een energietransitie die ons van het verwerpelijke heden naar een ‘duurzame’ toekomst moet loodsen. De situatie doet nogal denken aan de flagellanten uit de Middeleeuwen die door zelfkastijding hun god probeerden gunstig te stemmen ten aanzien van hun menselijk falen. Ook toen brandde hun religieus vuur tevergeefs.

Einstein
Kernenergie is gebaseerd op de relativiteitstheorie van Albert Einstein en de fameuze relatie E=mc2. De essentie van deze formule is dat energie (E) en massa (m) in elkaar omgezet kunnen worden. Atoomkernen zijn opgebouwd uit positief geladen protonen en ongeladen neutronen. We kunnen energie produceren door kernen van elementen zwaarder dan ijzer – b.v. uranium (U) en plutonium (Pu) – te splitsen in een proces van kernsplijting, of kernen lichter dan ijzer samen te smelten in een proces van kernfusie. Tot nu toe wordt alleen het kernsplijtingsproces op basis van uranium praktisch toegepast.

Kernsplijting
Uranium en plutonium zijn chemische elementen waarbij het aantal protonen in de kern altijd constant is (92 voor uranium, 94 voor plutonium), maar het aantal neutronen kan variëren. De verschillende kernen die op die manier gevormd worden, heten isotopen. Onder geschikte omstandigheden kunnen uranium- en plutonium kernsplijting ondergaan waarbij ook enorm veel energie vrijkomt. Als we een kernreactor willen bouwen, of een kernbom willen construeren, zijn de isotopen U235 en Pu239 de ideale ‘brandstoffen’. Hoe komen we aan die uitgangsproducten?

Verrijkingsproces
We moeten beginnen met het schaarse U235 te scheiden van het overvloedige U238, het zogenaamde verrijkingsproces, en daarna kunnen we van start met kernsplijting. Dat verrijken is overigens geen sinecure. De Nederlander Jaap Kistemaker heeft daarvoor een ultracentrifugemethode ontwikkeld, die uitermate succesvol is.

Dat deze methode door de Pakistaanse natuurkundige Abdul Qadir Khan vervolgens ontvreemd en naar onvriendelijke regimes geëxporteerd is, heeft het probleem van proliferatie nadrukkelijk op de kaart gezet. Ook in het controversiële Iranese verrijkingsprogramma wordt dezelfde ultracentrifugemethode gebruikt. Voor de uraniumcyclus is overigens in de nasleep van WOII heel bewust gekozen, omdat als bijproduct Pu239 gemaakt kan worden door neutronenabsorptie van U238. Pu239 is een ideaal uitgangsproduct voor het produceren van kernwapens. In een zogenaamde kweekreactor kan relatief gemakkelijk Pu239 gevormd worden.

Afvalproducten
Het benutten van de uraniumcyclus voor energieopwekking is niet zonder problemen. Allereerst komen er radioactieve afvalproducten vrij die zeer lang gevaarlijk blijven, in de orde van 250 000 jaar. Ook korter levende radioactieve isotopen maken deel van de afvalstroom uit. Er is veel geïnvesteerd in het ontwerpen van zo veilig mogelijke reactoren, en niet zonder succes. De kans op ernstige ongelukken is daardoor klein, maar omdat de potentiële gevolgen groot zijn, dient naar het product van beide factoren gekeken te worden. En inderdaad, een reactorongeluk door terroristische activiteit, of het ontvreemden van radioactief materiaal door terroristen is voor velen een schrikbeeld.

Kernongelukken
Als voorbeelden van ernstige kernongelukken worden altijd drie gevallen geciteerd. Allereerst Harrisburg, de Three Mile Island reactor in Pennsylvania, USA in 1979. Bij dit reactorincident vielen geen slachtoffers te betreuren. Zorgelijker waren de incidenten in Tsjernobyl in 1986 en Fukushima in 2011. In beide gevallen kwam ioniserende straling vrij die zich over een groot gebied kon verspreiden. Tsjernobyl veroorzaakte minder dan 100 directe slachtoffers. Maar in Fukushima waren geen stralingsslachtoffers, en zelfs niemand houdt blijvende schade over aan de bestraling.

De emotionele weerstand die breed tegen kernenergie bestaat wordt dus niet ondersteund door het grote aantal slachtoffers dat gedocumenteerd is. Niettemin kan kernenergie veel beter, veel goedkoper, veel efficiënter en veel veiliger worden geproduceerd: met thoriumcentrales.

Over de winning van kernenergie uit thorium kunt u morgen meer lezen in deel 2 van dit tweeluik.

Door | 2017-10-24T09:27:03+00:00 24 oktober 2017|22 Reacties

22 Reacties

  1. Pieter 24 oktober 2017 om 13:51- Antwoorden

    Nooit hoor je mensen het aantal doden noemen agv fossiele brandstof. In de mijnbouw alleeen al sterven jaarlijks nog steeds honderden mensen. Zeker in landen als China, waar de veiligheidsvoorschriften niet al te hoog zijn. Het aantal doden agv kernenergie is eigenlijk te verwaarlozen. Door het bangmaken van mensen is kernenergie in het verdomhoekje gekomen. Volledig ten onrechte. Kernenergie is veilig, goedkoop, schoon en heel erg duurzaam. En thorium is nog veiliger. Dat mag je alleen niet zeggen in dit land, waar de energiediscussie vooral, zo niet uitsluitend op emotionele gronden wordt gevoerd. Feiten tellen niet voor milieufanatici en onze meeste politici hebben sowieso geen kennis van zaken en roepen maar wat. Met Rutte lll zal het er niet anders op worden.

    • Andre Bijkerk 24 oktober 2017 om 16:04- Antwoorden

      Ook daar bestaan statistieken voor. DPTWH
      https://www.statista.com/statistics/494425/death-rate-worldwide-by-energy-source/

      Het ironische is dat in de praktijk nuclear de veiligste bron is van energie.

    • Scheffer 24 oktober 2017 om 16:16- Antwoorden

      Klopt feilloos Pieter!

      WHO death toll per each energy source as deaths per trillion kWhrs produced;
      (Niet verrassend toch, zie nuclear!)

      Energy Source Mortality Rate (deaths/trillionkWhr)

      Coal – global average 100,000 (41% global electricity)
      Coal – China 170,000 (75% China’s electricity)
      Coal – U.S. 10,000 (32% U.S. electricity)
      Oil 36,000 (33% of energy, 8% of electricity)
      Natural Gas 4,000 (22% global electricity)
      Biofuel/Biomass 24,000 (21% global energy)
      Solar (rooftop) 440 (< 1% global electricity)
      Wind 150 (2% global electricity)
      Hydro – global average 1,400 (16% global electricity)
      Hydro – U.S. 5 (6% U.S. electricity)
      Nuclear – global average 90 (11% global electricity w/Chern&Fukush)
      Nuclear – U.S. 0.1 (19% U.S. electricity)

  2. Andre Bijkerk 24 oktober 2017 om 16:12- Antwoorden

    Mooi artikel, helder geschreven. Alleen, de absolute aantallen van alarmisten onder de bevolking is nu de kritische waarde overschreden om kernenergie nog ooit acceptabel te maken. Net zoals het klimaat, alarmisten willen helemaal niet worden gerustgesteld door de realiteit, integendeel. Een buitenkansje voor het kudde-instinct. Kun je je nog een mooiere vijand voorstellen om samen gezellig over te huiveren en in eendracht tegen ten strijde te trekken?

    • Jan de Jong 24 oktober 2017 om 21:05- Antwoorden

      Volgens 1-vandaag is zo’n 70 procent van de Nederlanders blij met de klimaatpolitiek van Rutte3, inclusief een klimaatminister notabene. Er is nog een lange en dure weg weg te gaan voor het gezond verstand een kans zal kunnen krijgen. Het resultaat van 30 jaar hersenspoeling.

  3. Tijn 24 oktober 2017 om 21:23- Antwoorden

    De (nog altijd?) lekkende Fukushima reactor vindt ik niet echt een lekker idee als ik eerlijk moet zijn. Ik zou niet graag sushi van een daar gevangen visje eten. Tjernobiel is veranderd in een soort natuurreservaat waar de eventuele schade door straling meer dan goed gemaakt wordt door het feit dat de natuur gewoon zonder inmenging van de mens zijn gang kan gaan. Dat pakt dus goed uit voor de natuur en Rusland heeft natuurlijk ruimte genoeg en hoeft niet elk stukje te benutten. In een landje als Nederland ligt dat natuurlijk anders. Misschien is m’n weerstand tegen kernenergie niet gerechtvaardigd maar, tenzij het met Thorium schoon en veilig kan heb ik liever geen reactor in m’n achtertuin.
    Kunnen ze echt niets beters verzinnen?

    • Enrico 25 oktober 2017 om 13:08- Antwoorden

      Hoi Tijn,
      Chernobyl ligt niet in Rusland maar in Oekraine….
      Just my two cents…

  4. David 24 oktober 2017 om 21:49- Antwoorden

    @Pieter [het aantal doden noemen agv fossiele brandstof]
    en voeg daar honderdduizenden verkeersdoden bij per jaar. Toch schaffen we die auto’s nog steeds blijmoedig aan. Zouden de voordelen soms heel veel groter zijn dan de nadelen?

  5. paai 24 oktober 2017 om 21:58- Antwoorden

    Beste David, ik ben een beetje dom, maar waarom zou het aantal doden t.g.v. autos die op fossiele brandstof rijden significant verschillen van electrische autos? Of begrijp ik je reactie niet?

    Paai

  6. Leen 24 oktober 2017 om 22:41- Antwoorden

    Beste Tijn, Iedereen begrijpt dat er een oplossing moet komen voor het kernafval en de intrinsieke instabiliteit van de huidige generatie kerncentrales. En dat kun je alleen maar bereiken door te investeren in de ontwikkeling van een nieuwe generatie kerncentrale.
    Een op thorium gebaseerde centrale heeft 40 jaar geleden al laten zien dat het daar de potentie voor heeft.
    Als wij in Europa geen nieuwe generatie kerntechnologie ontwikkelen, want “wij zijn slimmer en plaatsen heel veel windmolens”, dan vervalt Europa vanzelf tot…vul maar in. China en India werken namelijk wel heel actief een nieuwe generatie kernenergie.
    En ook al wordt windenergie 5x goedkoper dan nog wordt Europa volledig weggeconcurreerd.
    Dus er is geen keuze.

  7. Hugo 24 oktober 2017 om 23:05- Antwoorden

    Paai
    In het verkeer gebruik je als fietser en voetganger al je zintuigen.
    De elektrische auto is heel slecht hoorbaar en accelereert veel sneller dan de gemiddelde auto. En die combinatie maakt het erg gevaarlijk als je er zelf niet in zit.

    • paai 25 oktober 2017 om 08:15- Antwoorden

      Beste Hugo, de het geluid van een electrische auto laat zich eenvoudig regelen en lijkt me nauwelijks een echt probleem. In tegendeel, ik kan me voorstellen dat in de stad een waarschuwingsgeluidje wordt aagezet, maar niet op de snelweg. Overbodig lawaai is evenmin een aanwinst voor de omgeving als fijnstof of uitlaatgassen.

      Paai

  8. Michiel de Pooter 24 oktober 2017 om 23:51- Antwoorden

    Voor dat we in polonaise gaan voor nucleair, kunnen we misschien het beste even de avonturen
    afwachten van Hinkley Point C in de UK. De laatste EPR ontwerpen moeten na Fukushima “seismic proof” zijn en een dubbel autonoom noodkoelcircuit onder de motorkap hebben. Kost een paar centen. Goed we wachten het af. Alleen na amper een jaar is het budget van HPC al 2 miljard uit zijn roer gelopen, van 18 naar 20 miljard Pond.

    • Boels 25 oktober 2017 om 08:41- Antwoorden

      Wel in perspectief zien: het EnergieAkkoord voor windenergie kost 4 tot 5 maal Hinkley. EPR is 40 jaar voor 90% in de lucht en behoeft geen standby fossiele backup. Een windpark levert 40% van de “nameplate capacity” gedurende 18 jaar en behoeft wel standby fossiele backup.

  9. Michiel de Pooter 25 oktober 2017 om 10:22- Antwoorden

    Boels,

    Je hebt een punt. Ik zeg ook; het kost een paar centen, maar dan heb je ook wat. In ieder geval veertig jaar rimpelloze baseload. Maar net als voor hydrocarbons geldt ook voor uranium: The big party’s over. Zeker, er is nog genoeg. Alleen de kwaliteit van de ertsen degradeert snel. Het kost steeds meer (fossiele) energie om uranium te mijnen, te processen, te transporteren en op te werken tot een ready-to-use product, nog afgezien van ecologische impacten.

    • Ronel 25 oktober 2017 om 13:24- Antwoorden

      Michiel, we zijn dan ook al weer een stap verder. Kees de Lange heeft het over Thorium, niet over uranium.
      Thorium msr centrales zijn intrinsiek veilig en hebben al die veiligheidsmaatregelen niet, of in ieder geval veel minder nodig. Dat zal de uiteindelijke bouwkosten ook flink drukken.

      • Michiel de Pooter 25 oktober 2017 om 17:33- Antwoorden

        Ronel,

        MSR blijft techno-utopia, in weerwil van het gloedvolle betoog van Kees de Lange. Het onderzoek heeft steeds last van “receding horizons” en heeft technische doorbraken nodig. Die doorbraken kun je niet afdwingen, ook niet met veel geld en massief onderzoek. We zijn voorlopig nog niet af van kerncentrales als (lelijke) oplossing. De beste oplossing is meestal de minst slechte.

  10. David 25 oktober 2017 om 12:22- Antwoorden

    @Paai [doden t.g.v. auto’s die op fossiele brandstof rijden]
    Scherpe reactie. Dank !
    Ik vergeleek wel-geen auto’s.

Geef een reactie