Kernenergie is kernenergie, denken veel mensen. Op dit moment zijn alle kerncentrales inderdaad gebouwd volgens hetzelfde principe, maar de wetenschap staat niet stil. (Al hoef je maar naar de zon kijken om een hele grote fusiereactor te zien).

Wat is het?
Alle huidige kernenergiecentrales werken volgens het principe van kernsplitsing, zie Is kernenergie duurzaam of niet?. Waar kernsplitsing zware kernen, uranium bijvoorbeeld, uit elkaar haalt, doet fusie dus het tegenovergestelde. Kernfusie is het samenvoegen van lichtere elementen tot een zwaarder element. Bij deze samensmelting komt er energie vrij, wat uiteraard handig is in een energiecentrale. De deeltjes die in deze context bijeen worden gebracht zijn isotopen van waterstof (waterstofdeeltjes met een iets ander aantal neutronen). Een belangrijk punt hierbij is dat deze reactie zich voordoet op hele hoge temperaturen, wat precies is wat deze techniek lastig maakt.

Kernfusiecentrale
Een dergelijke kernfusiecentrale bestaat nog niet, althans geen commerciële. Er staan een aantal van deze kernfusiecentrales verspreid over de wereld die wel werken, maar nog niet commercieel vatbaar zijn. Zoals gezegd is de hoge temperatuur (~150 miljoen graden) die nodig is voor de reactie het grote struikelblok. Als je een stof tot die temperaturen verhit, zal het een plasma vormen. Een plasma is een gas waarbij de elektronen van de kernen zijn losgeraakt, zodat er een heet, geladen gas ontstaat. Je kunt dit niet gewoon in een vat bewaren, dus moet je de stof op een andere manier bijeen houden. Men doet dit, omdat het een geladen gas is, in een magnetisch veld. Hiervoor gebruikt met een zogenoemde Tokamak het lijkt op een holle donut waarin het plasma rond kan gaan en van de wanden af wordt gehouden met een magnetisch veld.

Ontwikkelingen en voordelen
De reactie wordt gevormd door deuterium (waterstof met een neutron) en tritium (waterstof met twee neutronen). Deuterium is heel makkelijk uit gewoon (zee)water te verkrijgen, en tritium, dat radioactief is, is uit een relatief simpele reactie met lithium te verkrijgen. Lithium en zeewater zijn voldoende voorradig op aarde en we zouden wel miljoenen jaren energie kunnen opwekken met deze methode. Daarnaast ontstaat er bij de reactie helium en een neutron. Helium is echter geen broeikasgas. Daarnaast is deze vorm van kernenergie ook erg veilig. In tegenstelling tot de kernsplitsing die we kennen, is deze kernfusie geen kettingreactie. Draai het brandstofkraantje dicht, en einde reactie.

Nadelen en de toekomst
Door het vrijkomen van neutronen wordt de reactorwand langzaamaan radioactief. Dit zorgt dus voor radioactief afval. Dit is overigens minder dan bij ‘gewone’ kernenergie en deze radioactiviteit vervalt sneller, het is na ongeveer 100 jaar verdwenen. Een tweede punt is de productie van het radioactieve tritium. Dit kan echter ter plekke gedaan worden, en op kleine schaal, zodat er geen transport van radioactief materiaal is, noch een grote voorraad nodig is. Er zijn al een aantal kleine wetenschappelijke ‘centrales’ in werking, maar die geven nog niet genoeg energie om rendabel te zijn. Nu zijn we bij het belangrijkste punt aangekomen: om een economisch rendabele kerncentrale te maken, moet hij voldoende groot zijn. Meer plasma, een grotere Tokamak, meer van alles is daar dus voor nodig. Dat is de grootste uitdaging op dit moment. Momenteel wordt er gewerkt aan de ITER, in Frankrijk, die de eerste rendabele proefcentrale zou moeten worden.

 
Steekwoorden die passen bij dit antwoord:


Discussieer mee over dit antwoord


Er zijn inmiddels 1 reacties.
Toon reactie