Nog wat over nucleaire energie (II)     (12 juli 2008)

Ik heb het hier enkele malen over nucleaire energie gehad, en daarbij aangegeven dat ik er niet erg enthousiast over ben. De enige in mijn ogen nog enigszins acceptablele wijze van opereren is "once through" operatie.  De splijtstof slechts 鳬n maal gebruiken en dan opbergen, en in geen geval over gaan tot reprocessing, en daarbij het Plutonium er in afscheiden.

Nu stond er in het juli-nummer van het Nederlands Tijdschrift voor Natuurkunde een zeer heldere brief van de hand van emeritus hoogleraar Cees Andriesse waar het een en ander nog eens beknopt stond neergeschreven.  Hij stipt een tamelijk onoverkomelijk dilemma bij het inzetten van kernenergie aan, en dat is de accumulatie van Plutonium.

Per GigaWatt electrisch (een middelgrote electriciteits centrale) wordt er netto ongeveer 200 kg Plutonium per jaar geproduceerd.  Dat komt omdat er Uranium-238 via neutronen invangst (via Uranium-239, b鑼a verval, Neptunium-239 en nogmaals b鑼a verval) naar Plutonium-239 wordt omgezet.  Er ontstaat zo 500 kg Plutonium per jaar, waarvan 300 kg weer wordt verspleten.

Thans worden uitgebrande kernstaven in opwerk fabrieken via het z.g. PUREX proces, een tamelijk complex hydrometallurgisch proces dat gebruik maakt van solvent extractie, gerecycled.  Plutonium, en andere Actiniden worden afgescheiden.  Het Plutonium kan worden hergebruikt als "mixed oxide" (een mengsel van Uranium en Plutonium oxide) in kernreactoren.  Dit gebeurt op enige schaal in Frankrijk.  Er is echter 鳬n probleem: Er wordt meer Plutonium bijgemaakt dan er wordt opgestookt.

Reactoren die op Plutonium lopen zijn er niet, en allerlei 'snelle reactoren' (gebruik makend van snelle neutronen) met een dergelijk doel zijn tot nog toe slechts kostbare fiasco's gebleken.

Een ander probleem is dat het "recyclen" hooguit 2 maal gaat, omdat er steeds meer zeer gevaarlijk radioactief materiaal accumuleert.  Denk aan Uranium-232 en Uranium-234, dat chemisch identiek is met het andere Uranium (235 en 238) en dus niet kan worden afgescheiden.  Ook accumuleert er Uranium-236 dat de kernsplijting belemmert.  Men kan dit enigszins ondervangen door extra verrijking van de kernbrandstof, maar dat is zeer kostbaar. Tenslotte is de opwerking, de afscheiding van Plutonium, eveneens uiterst kostbaar: ca. 300 miljoen Euro per ton Plutonium.

Aan het einde van zijn brief merkt Prof. Andriesse nog op dat een reactor op basis van een mengsel van de oxiden van Plutonium en Lanthaniden denkbaar zou kunnen zijn.  Hij beschouwt dat, daar waar het om het opruimen van Actiniden gaat, echter als een uitdrijven van de duivel met Belzebub.

De wereld zit nu al met zo'n 500 ton Plutonium opgescheept.  En als er op grote schaal kernreactoren zouden worden bijgebouwd (een aantal honderden) dan komt dat al gauw neer op een extra Plutonium productie van in de orde van 100 ton per jaar.  Daar kan je zo'n 15000 kernwapens mee maken ...

Gelukkig is het maken van een Plutoniumbom buiten bereik van "de engbo in de Afghaanse grot", maar voor (middelgrote) landen met technisch competente mensen ligt dat anders.  Wederom een reden om er niet enthousiast over te zijn.

Mazzel & broge, Evert

覧覧覧覧覧覧覧覧覧覧覧覧覧覧覧

Nog wat extra leesvoer voor belangstellenden:

Nuclear Recycling Fails the Test
The Future of Nuclear Power  (een zeer uitvoerig MIT rapport)