8.1 Kernenergie
8.1.1 Hoe werkt het?
Deze vorm van elektrische energie wordt opgewekt in zogenaamde ‘kerncentrales’. Het proces van energieopwekking is gebaseerd op ‘kernsplitsing’. Om dit proces te begrijpen moet je eerst wat meer over atomen weten. Zoals als je in paragraaf 2.3.3 kan lezen is een atoom te vergelijken met een knikker maar dan zo klein dat die niet met het blote oog te zien is. Ieder atoom (knikker) heeft een kern die is opgebouwd uit ‘protonen’ en ‘neutronen’. Om te zorgen dat deze kleine deeltjes niet uit het atoom vallen worden ze bij elkaar gehouden door energie. Deze energie noemen we bindingsenergie. In figuur 8.1.1.1 zie je hier een voorstelling van.
Figuur 8.1.1.1, atoom met atoomkern, bron: http://www.aljevragen.nl/sk/atoombouw/ATM048.html
Als atomenkernen heel hard tegen elkaar aanbotsen, kunnen ze zo’n klap krijgen dat de kleine protonen en neutronen niet langer bij elkaar kunnen worden gehouden door de bindingsenergie. De kern breekt daardoor en de neutronen en protonen vallen uit elkaar. Omdat de bindingsenergie niet langer nodig is om de protonen en neutronen bij elkaar te houden komt deze ‘vrij’. In een kerncentrale wordt dit proces op grote schaal uitgevoerd.
Figuur 8.1.1.2, vrijkomen van energie bij uit elkaar vallen van atoomkern, bron: www.martinustso.be
In een grote ketel laat men atomen met grote snelheden op elkaar botsen waarbij de kernen uit elkaar vallen en energie vrijkomt. De energie komt vrij in de vorm van warmte. Deze warmte wordt gebruikt om water op te warmen en uiteindelijk te laten verdampen. Vervolgens wordt de waterdamp gebruikt om een turbine aan te drijven (een soort waterrad). Die turbine gaat hard draaien en daardoor wordt elektrische energie opgewekt (dit is te vergelijken met het dynamo op je fiets dat door hard te draaien stroom naar je fietslampje stuurt).
Kernenergie is helaas geen goed alternatief voor fossiele brandstoffen. Voor de kernsplitsing is namelijk de stof ‘uranium’ nodig. Deze stof is niet in oneindig grote hoeveelheden beschikbaar. Naar verwachting zal de vraag naar uranium de komende decennia flink stijgen. Hierdoor zal uiteindelijk de prijs hoger worden en wordt de productie van kernenergie een stuk duurder.
- In dit filmpje wordt duidelijk en gemakkelijk uitgelegd hoe kernenergie wordt opgewekt: http://www.youtube.com/watch?v=0fQ8yLols-g
- Engels filmpje in kerncentrale met uitleg hoe met kernenergie elektriciteit opgewekt kan worden: http://nl.youtube.com/watch?v=fjgdgAhOzXQ
8.1.2 Kernafval
Het grote voordeel van kernenergie is dat er bij de opwekking geen CO2 vrijkomt. Het is dus beter voor het milieu. Het nadeel is dat er bij de splitsing van de atoomkernen niet alleen warmte maar ook ‘straling’ vrij komt. Deze straling wordt radioactieve straling genoemd en is bijzonder schadelijk voor dieren, planten en mensen. De straling mag daarom niet in het milieu terecht komen en wordt samen met andere radioactieve stoffen die bij het proces vrijkomen op een veilige plaats opgeslagen. Het opslaan van dit radioactieve afval is complex, radioactief afval blijft namelijk nog duizenden jaren actief. Het moet worden opgeslagen op een plaats waar gedurende die periode geen gevaarlijke straling uit kan ontsnappen. Tegelijkertijd moet het bereikbaar blijven voor het moment waarom wetenschappers een mogelijkheid vinden om radioactief afval op andere manieren te verwerken. In de meeste landen wordt het afval diep onder de grond gestopt.
Figuur 8.1.2, bron: www.groen.be
8.1.3 Maatschappelijke discussie
De aanwezigheid van kerncentrales wekt in veel landen discussies op. Mensen zijn bang voor een kernramp zoals die in Tsjernobyl. In deze Oekraïense stad ontplofte in 1986 een kernreactor in een kerncentrale. Daardoor kwam radioactieve straling vrij. Als gevolg van de straling hebben vele mensen die in de stad woonden kanker gekregen of zijn overleden. Tegenstanders van kerncentrales zijn bang dat een dergelijke ramp opnieuw zal plaatsvinden. Ze vinden het risico dat er radioactieve straling vrijkomt te groot. Voorstanders benadrukken het feit dat kerncentrales tegenwoordig veiliger zijn en dat er strenge controle is op het naleven van de veiligheidsmaatregelen.
Figuur 8.1.3.2, gemaakt door Cor Versteeg
- Reclame filmpje voor kernenergie: http://www.youtube.com/watch?v=zcjnarnEKNU
- Demonstranten tegen kernenergie: http://www.youtube.com/watch?v=hkE4jt5D-5g
- Greenpeace filmpje tegen kernenergie: http://www.youtube.com/watch?v=9urIsyoWEa4