[Publieksinfo overzicht] > [Kernenergie]

01. Historische Ontwikkeling: Inleiding

Generaties Kerncentrales

De geschiedenis van kernenergie begint vlak voor de Tweede Wereldoorlog en strekt zich dus ruim een halve eeuw uit. De historische ontwikkeling begint met de ontdekking van de splijting van uraniumatoomkernen in 1939 door de twee Duitse scheikundigen Hahn en Strassmann. In 's werelds eerste kernreactor, de Chicago Pile-1 (CP-1), vond op 2 december 1942 een beheerste, zichzelf onderhoudende kettingreactie plaats. Deze reactor was geladen met natuurlijk uranium en grafiet. Het grafiet diende ervoor om de bij splijtingen gevormde neutronen af te remmen en daarmee een grotere kans op splijting te geven. Zonder afremming van neutronen dooft de kettingreactie in een alleen met natuurlijk uranium geladen reactor namelijk meteen uit. Met deze eerste kernreactor werd aangetoond dat een kettingreactie zichzelf kan onderhouden. Opwekking van energie was niet het doel: het reactorvermogen bedroeg minder dan 1 W met een kortstondig maximum van 200 W.

Tijdens en vlak na de Tweede Wereldoorlog was de ontwikkeling van kernenergie bijna uitsluitend gericht op militaire toepassingen: enerzijds de atoombom en anderzijds de kernreactor voor aandrijving van onderzeeboten. In een atoombom wordt kernenergie op ongecontroleerde wijze vrijgemaakt met kernsplijtingreacties die op gecontroleerde wijze ook optreden in een kernreactor. In de later ontwikkelde waterstofbom daarentegen wordt de energie opgewekt door fusie (samensmelting) van waterstofkernen.

In 1954 werd de eerste atoomonderzeeër Nautilus van de Amerikaanse marine te water gelaten. Deze werd aangedreven door een drukwaterreactor die als concept meteen een succes werd. De Amerikaanse elektriciteitssector nam het concept over en later zijn ook industrieën uit andere landen dit reactortype onder licentie gaan produceren. Tot de jaren ’90 is de ontwikkeling van de kernenergie een zeer nationale ontwikkeling geweest: elk land bouwde zijn eigen nucleaire sector op: de groteren met een eigen bouwbedrijf, de kleinere zoals Nederland met ondersteunende bedrijven en geïmporteerde centrales. Ook andere concepten dan de drukwaterreactor werden ontwikkeld: in Canada de zwaarwaterreactor CANDU, in Engeland de CO2-gekoelde grafietreactoren Magnox en AGR, en in Duitsland de heliumgekoelde HTR. In de Sovjet-Unie werd de watergekoelde grafietreactor RBMK ontwikkeld, het type van de verongelukte kerncentrale Tsjernobyl. In de Verenigde Staten werd op basis van de drukwaterreactor PWR een concurrerend concept ontwikkeld: de kokendwaterreactor, of BWR. De eerste twee generaties van deze reactortypen, de prototypen en de eerste commerciële reactoren, werden in deze periode gebouwd (zie ook fig.1).

Fig. 1. Evolutie van kernenergie in vier generaties.

Na een aanvankelijk euforische stemming begon in de jaren ’70 een maatschappelijke weerstand de kop op te steken. Deze maatschappelijke beweging kreeg politieke steun na het reactorongeval in de Amerikaanse kerncentrale Three Miles Island in 1979 en daarna in sterkere mate na de ramp in het Sovjet-Russische (nu Oekraïense) Tsjernobyl in 1986. Dit had enerzijds tot gevolg dat het politiek klimaat de bouw van kerncentrales in een aantal landen praktisch verhinderde, maar anderzijds werd hierdoor overal het klimaat van regelgeving en overheidstoezicht strenger, waardoor de betrouwbaarheid en de economische prestaties van de derde generatie reactoren verbeterde ten opzichte van de vorige generatie. Gedurende de jaren ’90 werden derde generatie reactoren alleen gebouwd in het Verre Oosten (Japan, Korea). In 2003 echter hebben zowel Finland als Frankrijk aangegeven een EPR reactor te gaan bouwen.

Typen toekomstige kerncentrales worden globaal ingedeeld in twee groepen, voor de korte (vòòr 2015) en lange termijn (na 2030). Typen voor nieuwbouw op relatief korte termijn zijn waterreactoren van de derde generatie met enige verbeteringen op economisch vlak, en een nieuwe generatie heliumgekoelde reactoren. Concepten voor nieuwbouw op lange termijn vormen de vierde generatie kernenergiesystemen. Deze generatie zal gedeeltelijk voortbouwen op de derde generatie reactortypen, maar ook concepten bevatten die destijds na een eerste generatie niet zijn voortgezet. Het gaat dan vooral om de zgn. snelle reactoren, gekoeld met vloeibaar natrium of lood, waarin U-238 bruikbaar kan worden gemaakt door omzetting in splijtbaar plutonium. Op die manier kunnen de beschikbare splijtstofvoorraden significant worden vergroot. De verwachting is nl. dat de duurzaamheid van nucleaire systemen, d.w.z. hun ‘zuinigheid’ met de beschikbare grondstoffen en afvalproduktie, op lange termijn belangrijker zal worden in verband met de groei van de wereldbevolking en de toename van het energieverbruik per hoofd van de bevolking.

In Nederland heeft van 1968 tot 1997 de eerste generatie BWR Dodewaard met een elektrisch vermogen van 54 MWe gedraaid. In 1973 kwam een tweede generatie PWR met een 470 MWe in bedrijf. Verder beschikt de Technische Universiteit Delft sinds 1963 over de Hoger Onderwijs Reactor met een thermisch vermogen van 2 MWth, en staan er bij de Nederlandse en Europese organisaties voor nucleair onderzoek in Petten (NRG resp. JRC-IE) twee onderzoeksreactoren, de 30 kWth LFR (lage flux reactor) en de 45 MWth HFR (hoge flux reactor). Met de drie laatsgenoemde reactoren wordt geen elektriciteit opgewekt; dit zijn derhalve geen kerncentrales.

naar boven