Radioactiviteit

Mannen met beschermende kleding

Kernenergie en toepassing van radioactieve stoffen zijn onderwerpen die al lange tijd veel discussie oproepen. In kerncentrales wordt energie opgewekt door kernen van atomen te splijten. Hierbij vindt geen uitstoot van broeikasgassen plaats, zoals gebeurt bij de opwekking van energie uit fossiele brandstoffen. Daartegenover staat dat de energie-opwekking plaatsvindt door gebruik te maken van radioactieve straling, die elke vorm van leven kan aantasten of zelfs doden. Straling is dan ook voor veel mensen het verontrustende van kernenergie, te meer omdat het radioactieve afval uit kerncentrales nog duizenden jaren sterke straling veroorzaakt.

Radioactieve straling ontstaat echter niet alleen bij het opwekken van kernenergie. In bepaalde kernreactoren wordt de straling van radioactief materiaal gebruikt om zogenaamde 'radio-isotopen' te produceren. Met deze radio-isotopen worden onder meer ziektes als longkanker en prostaatkanker behandeld (stralingstherapie). Ten slotte wordt licht-radioactief materiaal verwerkt in sommige producten, zoals brandmelders.

1.

Hoe werkt kernenergie?

Als grondstof voor kernenergie worden zware metalen als uraan en thorium gebruikt. Om deze stoffen geschikt te maken voor de winning van energie, moeten zij een industrieel proces ondergaan, de zogenaamde verrijking. Uit deze verrijking ontstaan stoffen als uranium (U-233 en U-235) en plutonium (Pu-239), die als splijtstof (zeg maar brandstof) dienen in een kernreactor. Een grote fabriek voor het verrijken van uraan, Urenco, bevindt zich in Almelo.

Een kerncentrale is in feite een grote stoommachine. Het belangrijkste onderdeel van de centrale is een grote, dikwandige stalen kuip, de reactor, die gevuld is met water. In het midden van de kuip staan stiften met splijtstof (verrijkte uranium of plutonium). Deze splijtstoffen zijn radioactief. Dit wil zeggen dat deze stoffen een sterke straling uitzenden. De energie wordt opgewekt door de atoomkernen van deze stoffen te splijten. Dit gebeurt door de atoomkernen te bombarderen met neutronen. De splijting veroorzaakt zo veel warmte, dat het omliggende water gloeiend heet wordt, zo'n 300 graden Celsius.

De reactor wordt onder een enorme druk gehouden (ongeveer 155 bar), zodat het water niet aan de kook raakt. Het superhete water wordt daarna uit de reactor geleid. Omdat de druk dan veel lager wordt, verdampt het water razendsnel waardoor veel stoom vrijkomt. Deze stoom drijft een turbine aan, die voor de productie van elektriciteit zorgt.

2.

Kernafval

Uranium en plutonium zijn stoffen die gedurende duizenden jaren sterke (hoogradioactieve) straling afgeven. Als mensen hier zonder bescherming aan worden blootgesteld, is dat bijzonder schadelijk voor de gezondheid omdat de straling menselijke cellen aantast en afbreekt.

Hoogradioactief en laagradioactief: splijtstoffen en overig afval

In opwerkingsfabrieken kunnen splijtstoffen uit kerncentrales gedeeltelijk worden gerecycled, waardoor deze opnieuw kan dienen als splijtstof in een kernreactor. Wereldwijd bevinden zich opwerkingsfabrieken in Japan, India, Frankrijk ( La Hague ) en Engeland ( Sellafield ). Met het hoogradioactieve afval dat overblijft na opwerking wordt zorgvuldig omgesprongen. De enige oplossing die men momenteel voor handen heeft, is om de gebruikte splijtstoffen zo goed mogelijk te isoleren, meestal in niet-roestende stalen tanks. Deze tanks worden bewaard onder (zeer) lage temperaturen.

Daarnaast zorgen splijtstoffen ook voor ander afval. Alle voorwerpen die zich in de omgeving van uranium en plutonium hebben bevonden, geven laag- tot middelradioactieve straling af. Denk hierbij aan absorbeerpapier (filters), plastic folie, werkkleding en gereedschappen, maar ook de grond waarop radioactieve stoffen zijn opgeslagen. Dit afval wordt eerst ingedampt, verast of samengeperst, waarna het in beton gegoten wordt en in metalen vaten verpakt. Deze vaten worden afgevoerd naar een opslagterrein en bovengronds opgeslagen. In Nederland staat een dergelijk opslagterrein bij de kerncentrale Borssele: het betreft de Centrale Organisatie voor Radioactief Afval (COVRA).

Oplossingen?

Definitieve oplossingen voor radioactief afval zijn vooralsnog moeilijk te vinden. Onderzoek naar technieken om te bereiken dat met name plutoniumafval minder lang hoogradioactieve straling veroorzaakt, staat momenteel in de kinderschoenen. In landen als Amerika, Zweden en Finland bekijkt men momenteel mogelijkheden om gaten diep in geologische rotsformaties te boren, zodat het afval kilometers onder de grond komt. In andere landen blijft het boven de grond, omdat het voorkomen of verhelpen van ongelukken dan gemakkelijker is.

Ook zijn er studies gaande om het afval in vaste toestand de ruimte in te schieten, of om het op te bergen in poolijs, kleilagen of zoutformaties. Dit blijft voorlopig toekomstmuziek. In Nederland is gekozen voor een tussenoplossing, omdat men niet goed weet wat men met het afval aan moet. Het (hoog-)radioactieve materiaal wordt voor een periode van 50 tot 100 jaar bovengronds opgeslagen bij COVRA.

3.

Wijdverspreide toepassingen van radioactieve stoffen

Ziekenhuizen

In de geneeskunde worden zogenaamde 'medische isotopen' gebruikt voor de bestrijding van tumoren. De licht-radioactieve stof technetium-99m gebruiken artsen om diagnoses te stellen. Ook iridium is een gangbaar isotoop en wordt in het lichaam ingebracht om van zeer nabij tumoren te verwijderen. Andere isotopen worden experimenteel toegepast om gedotterde aderen met een lage dosis te bestralen, waarmee opnieuw dichtslibben wordt voorkomen (restenosisbehandeling). Daarnaast is men ook aan het experimenteren met het gebruik van isotopen als vorm van pijnverlichting bij kankerpatiŽnten. De straling die van deze isotopen uitgaat duurt relatief kort, zodat ze na medisch gebruik geen stralingsgevaar meer opleveren.

 Cyclotro

In de cyclotro in Petten worden radio-isotopen geproduceerd voor stralingstherapie in ziekenhuizen.
Bron: Nucleaire technologie in Nederland (NRG Public Info), http://www.nrg-nl.com/index.html

Het Almelose bedrijf Urenco verwerkt grondstoffen tot stabiele isotopen. Het nucleaire complex in Petten heeft vervolgens verschillende voorzieningen om stabiele isotopen radioactief te maken: door bestraling in de Hoge Flux Reactor, of door bewerking in een elektromagnetische versneller, een cyclotron.

Consumentenproducten

In Nederland hangen ongeveer ťťn miljoen rookmelders, waarvan 90 procent licht radioactief materiaal bevat. Het betreft in de meeste gevallen het metaal Americium-241. De straling is echter zeer gering en ongevaarlijk zolang de melder aan het plafond hangt. Het zelfstandig slopen van een melder levert echter wel stralingsrisico's op. Sinds 2005 is een algeheel verbod op de verkoop stralingsgevaarlijke melders van kracht.

Voor een deel van de consumentenproducten waarin licht-radioactieve materialen zijn verwerkt geldt dat zij zonder speciaal toezicht mogen worden aangeboden (bijvoorbeeld tritium-gaslampen). In andere gevallen is een vergunning vereist (bijvoorbeeld voor cameralenzen, lasstaven en anti-statische middelen waar Thorium 232 in is verwerkt, gloeikousjes). Alle producten voor consumenten moet voldoen aan strenge Europese normen. Lang niet alle licht-radioactieve materialen zijn toegestaan in de productie van consumentenproducten (zoals radiumverf).

4.

Radioactiviteit in Nederland

In Nederland staan twee kerncentrales: Dodewaard en Borssele. De kerncentrale in Dodewaard is op 26 maart 1997 gestopt met het produceren van energie, maar vanwege alle veiligheidseisen zal de centrale pas na 40 jaar definitief worden ontmanteld. De laatste splijtstoffen zijn in april 2005 afgevoerd. De hoogradioactieve splijtstoffen werden naar Vlissingen vervoerd, waarna ze zijn geŽxporteerd naar Barrow, in Engeland.

De kerncentrale Borssele is nog steeds in bedrijf. Over de mogelijke sluiting van de kerncentrale is veel discussie geweest. De kerncentrale heeft eerder ontkend afspraken over sluiting te hebben gemaakt met de rijksoverheid en wil doorgaan met de zeer winstgevende exploitatie.

Er is in Nederland ťťn opslagplaats voor radioactief afval: de Centrale Organisatie voor Radioactief Afval (Covra), gelegen in Borssele. Afval dat laag en middelactieve straling geeft, wordt eerst verpakt in beton, of in glas voor hoogactief afval. Daarna worden deze ingepakte materialen opgeslagen in speciaal ontworpen gebouwen. Daarnaast verwerkt de Covra ook ander radioactief afval van de verschillende nucleaire installaties in Nederland.

De politiek besloot in de loop van 2003 dat het niet verstandig zou zijn om Borssele te sluiten, mede door de Kyoto -doelstellingen om uitstoot van broeikasgas CO2 te verminderen. Bij de productie van kernenergie komt immers weinig CO2 vrij. In 2006 is een contract gesloten tussen de regering en de eigenaars van Borssele (het Borssele-convenant) waarin staat dat de kerncentrale tot 2033 open mag blijven.

kaart met overzicht alle nucleaire installaties in Nederland

Bron: Nucleaire technologie in Nederland (NRG Public Info), http://www.nrg-nl.com/indexnl.html

Naast kerncentrales zijn er ook andere instellingen in Nederland die met radioactieve stoffen werken. In Almelo is Urenco gevestigd, een grote producent van verrijkt uranium die overal ter wereld kerncentrales voorziet van splijtstoffen. Daarnaast maakt Urenco ook de machines waarmee uranium verrijkt wordt, de zogenaamde ultracentrifuges. Ten slotte produceert Urenco radio-isotopen voor medische en industriŽle doeleinden.

Ook in het Noord-Hollandse Petten (gemeente Zijpe) worden radio-isotopen gemaakt, maar alleen voor medische toepassingen. Deze isotopen worden gemaakt in de zogenaamde hogefluxreactor. Deze is veel kleiner dan de reactoren in Dodewaard en Borssele en is niet bedoeld voor de opwekking van energie voor het elektriciteitsnet. In het complex in Petten bevinden zich twee onderzoeksinstellingen en een medisch concern.

Verder wordt in Nederland universitair onderzoek gedaan naar radioactiviteit. De Technische Universiteit van Delft heeft een proefreactor, terwijl universiteiten in Amsterdam, Eindhoven en Groningen zogenaamde deeltjesversnellers bezitten, waarmee proeven met radioactieve metalen gedaan worden.

5.

Kerncentrales en veiligheid

Als de reactor van een kerncentrale wordt aangetast, kan dit leiden tot een ramp van wereldwijde omvang. De explosie van de kernreactor in het Soviet-OekraÔense Tsjernobyl (1986) is voor veel beleidsmakers nog steeds een nachtmerrie. Deze ramp heeft volgens officiŽle statistieken "slechts" 31 directe slachtoffers geŽist, maar veel mensen zijn daarna bezweken aan de gevolgen van stralingsziekte. De ramp in 1986 werkt door tot de dag van vandaag. Zo staat vast dat nog steeds, als gevolg van de vrijgekomen radioactieve straling, tienduizenden mensen in Wit-Rusland en OekraÔne een verhoogd risico lopen op schildklierkanker.

West-Europese centrales moeten voldoen aan strenge veiligheidsnormen. Zo werd de reactor in Petten stilgelegd toen men tijdens een controle in 2008 luchtbelletjes in het koelwater vond. Hoewel de aanwezigheid van belletjes niet hoeft te betekenen dat er een lek is, werd uit voorzorg een reparatie uitgevoerd. Pas na ruim zeven maanden was de reactor weer klaar voor gebruik.

Kerncentrales zijn beschermd door een dubbele wand beton en een sterke staalconstructie, die bestand is tegen de inslag van een klein vliegtuig. De kans op een ongeluk is echter nooit geheel uit te sluiten.

Menselijk handelen

De grootste risico's rond kerncentrales worden gevormd door de mensen die in de centrales werken. De nucleaire ramp in Tsjernobyl werd veroorzaakt door een uit de hand gelopen veiligheidsexperiment.

In februari 2002 ontstond in de Nederlandse media veel beroering toen bleek dat het personeel van de kernreactor in Petten de veiligheidsvoorschriften niet met de meeste zorgvuldigheid naleefde. In twee gevallen, in april en juni 2000, is afgeweken van de regels. Zo zijn er experimenten uitgevoerd met een draaiende kernreactor, zonder dat de noodkoeling functioneerde. Oud-medewerkers van de reactor deden hun beklag in de media over de directie, die de veiligheid ondergeschikt zou maken aan commerciŽle belangen.

Minister Pronk van Milieu besloot hierop om de reactor tijdelijk stil te leggen. Organisaties als Greenpeace drongen aan op definitieve sluiting. Ziekenhuizen daarentegen protesteerden fel tegen de sluiting, omdat in de reactor van Petten radio-isotopen worden gemaakt, die belangrijk zijn voor bestraling van kankercellen en andere medische toepassingen. In januari 2003 concludeerde een expertpanel dat angst voor een ontploffing van de kernreactor ongegrond is, zelfs in het theoretische geval van een volledige breuk in de koelwaterleiding.

Natuurlijke omstandigheden

Kerncentrales zouden in principe niet gebouwd mogen worden in gebieden waar veel aardbevingen zijn, of dicht bij vulkanen. In werkelijkheid zijn sommige kerncentrales wel degelijk gebouwd in gebieden waar aardbevingen, en zelfs zwaardere aardbevingen plaatsvinden. De aardbeving in Japan in maart 2011, gevolgd door een tsunami, heeft nogmaals duidelijk gemaakt dat natuurrampen in de buurt van kernreactoren voor zeer gevaarlijke situaties kunnen zorgen. West-Europa lijkt wat dat betreft redelijk veilig.

Toch was er reden tot bezorgdheid, toen de regio Alkmaar in 1994 werd getroffen door aardschokken met de kracht 3 op de schaal van Richter. Tijdens de bouw van de kernreactor in het nabijgelegen Petten in 1957 was hiermee geen rekening gehouden. In 1994 vroeg de gemeente Zijpe (waar Petten onder valt) aan de Europese Commissie om te onderzoeken of de centrale wel bestand was tegen aardschokken.

Aanslagen

De angst voor de veiligheid rondom kerncentrales kreeg in september 2001 een extra impuls door de aanslagen op het World Trade Center in New York. In het onderzoek dat volgde op deze vliegtuigaanval, bleek dat terroristen ook kerncentrales als mogelijk doelwit voor aanslagen hadden gekozen. De Internationale Atoomorganisatie IAEA moest toegeven dat kerncentrales eigenlijk nauwelijks te beveiligen zijn tegen een aanval van een groot passagierstoestel met een volledig gevulde brandstoftank. Bij een dergelijke aanval zouden grote hoeveelheden radioactief materiaal kunnen vrijkomen.

In oktober 2001 drongen veel EuroparlementariŽrs aan op verscherping van de veiligheidsvoorschriften rondom kerncentrales in de Europese Unie. Met name in het Britse Sellafield en het Franse La Hague , waar nucleair afval wordt gerecycled in een opwerkingsfabriek, zouden de gevolgen van een potentiŽle aanslag enorm kunnen zijn. Inmiddels worden deze fabrieken beschermd door artillerie en straaljagers.

Uit voorzorg voor eventuele aanslagen heeft de Nederlandse overheid 150.000 strips met jodiumtabletten ingekocht. De jodiumtabletten verminderen de gezondheidseffecten van vrijkomende nucleaire straling en worden bewaard bij de GGD's in de regio's rond Borssele en Dodewaard.

6.

Ontwikkelingen

Nederland

De toekomst van kerncentrales in Nederland is momenteel ongewis. De centrale in Dodewaard stopte de productie van energie in 1997, maar de geplande sluiting van Borssele per 2004 lijkt te zijn uitgesteld tot 2033. De kerncentrale in Dodewaard sloot definitief in april 2003, en is nu voor veertig jaar op slot omdat de reactor nog radioactieve straling afgeeft.

De komende tientallen jaren zal Nederland hoe dan ook met kernenergie en radioactieve stoffen te maken hebben. Nucleair afval blijft de komende 50 tot 100 jaar in Borssele bewaard. Ook het wetenschappelijk onderzoek naar radioactieve stoffen zal voorlopig doorgaan. En medische toepassingen van radioactieve stoffen worden ontwikkeld en geproduceerd in Petten en in Almelo. Bovendien zal de door Nederland geÔmporteerde energie deels uit kerncentrales blijven komen.

Europa

In Europa staan kerncentrales sinds enkele jaren weer volop in de belangstelling. BelgiŽ en Zweden besloten in 2002 om al hun kerncentrales op termijn te sluiten, maar in Finland wordt juist een nieuwe kerncentrale gebouwd. Verder financiert de Europese Unie de sluiting van een grote kerncentrale in Litouwen, omdat deze niet veilig genoeg zou zijn (de centrale heeft hetzelfde ontwerp als die in Tsjernobyl). In Oostenrijk wordt grote druk uitgeoefend op buurland TsjechiŽ, omdat in het Tsjechische stadje Temelin een grote kerncentrale staat van het type-Tsjernobyl. Tot groot ongenoegen van Oostenrijk weigert TsjechiŽ deze centrale te sluiten.

Voor Bulgarije dreigden onderhandelingen over toetreding tot de Europese Unie moeizaam te verlopen, omdat het Bulgaarse hooggerechtshof meerdere malen het sluiten van verouderde kernreactoren probeerde tegen te houden. De Bulgaarse regering was eerder met Brussel overeengekomen om de reactoren in de centrale van Kozloduy per 2006 te sluiten. Destijds protesteerde de oppositie heftig, omdat Bulgaren door de sluiting hogere elektriciteitsrekeningen konden verwachten. Met de toetreding tot de Europese Unie in 2007 zijn vier van de zes reactoren gesloten. De vier waren oudere modellen dan de twee die nog werkzaam blijven. Bulgarije krijgt als compensatie 550 miljoen euro. De Europese Unie gaf RoemeniŽ in maart 2004 een goedkope lening van ruim 220 miljoen euro voor het opknappen van de kerncentrale in Cernavoda.

Op Europese schaal draagt kernenergie momenteel voor 30 procent bij aan de elektriciteitsvoorziening; in Frankrijk zelfs voor 78 procent. Zonder kerncentrales zou Europa erg afhankelijk worden van buitenlandse energieleveranciers. Bovendien heeft de Unie zichzelf strenge normen opgelegd voor het bestrijden van het broeikaseffect en smog. Kernenergie heeft als groot voordeel, dat het in geringe mate bijdraagt aan luchtvervuiling. Met het oog op het Europese energiebeleid blijft kernenergie hoog op de Europese agenda staan.

Naast de Europese politici hebben de burgers van de Europese Unie ook een stem in het kernenergiebeleid van Europa. Sommige EU-lidstaten zoals Oostenrijk houden een referendum om te beslissen of er een nieuwe kernreactor gebouwd kan worden. Binnen de Europese Unie zien de meeste burgers kernenergie als een belangrijke bron om een eigen energievoorziening te garanderen.  34 procent van de burgers is echter van mening dat er minder kernreactoren in Europa actief zijn vanwege de potentiŽle gevaren van kernenergie.

Wereldwijd

De belangstelling voor kernenergie neemt door de stijgende olieprijzen erg toe, zo werden in 2010, 60 nieuwe kernreactoren gebouwd door 16 verschillende landen. Door het toenemende aantal kernreactoren stijgt ook de vraag naar de kernsplijtstof uranium, waarvan de prijs de laatste jaren sterk is gestegen. Wereldwijd wordt jaarlijks 65.000 ton uranium verbruikt. Mijnen produceren 40.000 ton, terwijl 25.000 ton vrijkomt door het recyclen van kernwapens. Kernreactoren produceren tegenwoordig op efficiŽntere wijze energie waardoor zij dit in grotere hoeveelheden kunnen leveren. De consumenten van energie gaan ook steeds efficiŽnter met energie om. Desondanks zal  volgens de World Nuclear Association de vraag naar uranium tot 2020 met 33 procent stijgen.

7.

Conclusies

Voor- en nadelen

Het is lastig om je een mening te vormen over kernenergie en radioactiviteit. Kernreactoren produceren radio-isotopen voor stralingstherapie en andere essentiŽle medische toepassingen, die met name voor kankerpatiŽnten erg belangrijk zijn. Kernenergie draagt niet bij aan luchtvervuiling. Door het gebruik van kerncentrales is een land bovendien minder afhankelijk van buitenlandse energieleveranciers.

Daar staat tegenover dat kernreactoren radioactief afval produceren. Dit blijft een groot probleem, omdat eventuele ongelukken bij de opslag bijzonder grote gevolgen hebben. In West-Europa wordt het afval veilig opgeborgen in stalen vaten. Maar zonder structurele oplossing zal de berg met nucleair afval blijven groeien. En wie wil naast een opslagplek voor nucleair afval wonen? In Amerika staan 104 kerncentrales wat veel kernenergie oplevert. Plannen om dit afval te verzamelen en te begraven onder een berg in Nevada stuiten daar op groot publiek verzet.

Toekomst

Export van nucleair afval naar ontwikkelingslanden, of het dumpen ervan in de oceaan zijn onacceptabele "oplossingen", ook al gebeurt dit wel illegaal. Er is de afgelopen jaren wel veel onderzoek verricht naar andere oplossingen. Hierdoor is het mogelijk geworden om de omvang van het nucleaire afval flink in te krimpen, door het afval te comprimeren. Onderzoek om de straling van afval te verminderen of te bekorten, bevindt zich daarentegen nog in een beginstadium.

De (bovengrondse) opslag van nucleair afval lijkt voorlopig veilig. Maar radioactief afval veroorzaakt duizenden jaren lang gevaarlijke straling, en we hebben geen idee of toekomstige generaties de huidige veiligheidsnormen kunnen blijven handhaven. Wat gebeurt er met het afval na een langdurige economische depressie? Is rekening gehouden met een plotselinge overstroming (de Covra ligt immers in Zeeland)?

8.

Meer weten

Internetsites

of neem contact op met

 
  • Contact
  • Home