Is kernenergie de oplossing?
DE HELE wereld, en in het bijzonder de Verenigde Staten, staat voor een crisis in de energievoorziening, daar de beschikbare energiebronnen — kolen, olie en aardgas — nog maar beperkt leverbaar zijn. Wat is de oplossing voor dit probleem?
Veel deskundigen zeggen: Kernenergie! In Scientific American van september 1971 werd verklaard: „Als er ooit zou kunnen worden gezegd dat een energiebron net op tijd is gekomen, dan is dat wel met kernenergie het geval.”
Een groeiende industrie
In de Verenigde Staten zijn reeds meer dan twintig kernenergiecentrales in bedrijf, terwijl er al over de honderd in aanbouw zijn of nog op papier staan. Ongeveer 2 percent van de elektriciteit van Amerika wordt door deze centrales verzorgd, en tegen 1980 zal volgens de voorspellingen kernenergie een aandeel van 10 tot 25 percent hebben aan de energieproduktie. Ook andere landen gebruiken kernenergie om elektriciteit op te wekken; zo hebben ook Nederland en België op het ogenblik beide de beschikking over respectievelijk één en twee kerncentrales. In 1970 waren er buiten de Verenigde Staten meer dan negentig kerncentrales werkzaam voor de levering van elektriciteit.
Dat er een geweldige energie binnen de atoomkern ligt opgesloten is buiten kijf. Dat werd in 1945 bij Hirosjima, in Japan, genoegzaam gedemonstreerd. Daar vaagde een betrekkelijk kleine kernbom een hele stad weg, en doodde 92.000 mensen. Men zal zich ook herinneren dat tientallen jaren daarna nog veel personen die in de omgeving woonden waar de explosie had plaatsgevonden, ten gevolge van door straling veroorzaakte kanker, ziek werden en stierven.
Het is daarom begrijpelijk dat mensen zich afvragen: Is het veilig om atomen te splijten en de daarbij vrijkomende energie aan te wenden om elektriciteit te produceren? Kan de radioactiviteit die bij dit proces vrijkomt, de mens enige schade toebrengen?
Tegenstrijdige berichten
In Amerika wekken de geregeld verschijnende advertenties en reclamespots op de tv de indruk dat de Amerikaanse Commissie voor Atoomenergie en de Amerikaanse elektriciteitsindustrie de mensen er per se van willen overtuigen dat kernenergie veilig is. Tijdens een van deze spots wordt bijvoorbeeld een brandende lucifer getoond, en gezegd: Een kernenergiecentrale veroorzaakt minder vervuiling dan deze lucifer.
Bepaalde nieuwsberichten die men leest, kunnen iemand zich echter doen afvragen welke waarheid er in dergelijke beweringen schuilt. Zo kreeg bijvoorbeeld een kernenergiecentrale in de Amerikaanse staat Minnesota van de Commissie voor Atoomenergie vergunning om in werking te treden, op de basis dat er dagelijks een hoeveelheid radioactiviteit van 41.400 curie mocht vrijkomen. Maar de Raad voor milieubeheer van Minnesota wilde de limiet op 860 curie stellen. Sommige wetenschapsmensen vrezen dat het vrijkomen van meer radioactiviteit dan laatstgenoemde hoeveelheid, een gevaar oplevert voor de openbare gezondheid. Twee geleerden, J. W. Gofman en A. R. Tamplin, schreven in Scientific American:
„Wij zijn er op grond van ons onderzoek van overtuigd geraakt dat de straling die men kan verwachten als gevolg van de uit de grond schietende atoomenergieprogramma’s, een veel ernstiger dreiging inhoudt dan voorheen voor mogelijk werd gehouden. . . .
En wij geloven dat de openbare mening wordt misleid door een knappe, goed gefinancierde, misleidende propagandacampagne over ’schone, goedkope, veilige kernenergie’.”
Berusten dergelijke beschuldigingen op waarheid? Hoe wekken kernenergiecentrales elektriciteit op? En wat doen ze met hun radioactieve afval?
Hoe kernenergie wordt geproduceerd
In tegenstelling tot wat wel wordt gedacht, ontstaat elektriciteit niet direct bij het splijten van atomen (kernsplijting) in een kernreactor. De splijting in de reactor veroorzaakt daarentegen eenvoudig alleen maar warmte. Een reactor vervangt dus de ovens van een conventionele centrale. De hitte die door de reactor wordt opgewekt, brengt water aan de kook zodat er stoom ontstaat. Deze stoom drijft een turbine aan, en de turbine drijft op haar beurt een generator aan, die de elektriciteit opwekt. De geweldige warmte die door de kernreactor wordt geproduceerd, ontstaat in lange, smalle, met metaal beklede staven met splijtstof. Deze zijn gevuld met kleine korrels uraniumdioxyde; de energie die op deze wijze in elke staaf ligt opgeslagen, staat gelijk aan 6400 ton steenkool. In een grote reactor kunnen zich wel 40.000 splijtstofstaven bevinden, die bij elkaar meer dan honderd ton aan uraniumkorrels bevatten. Dat is een grotere hoeveelheid uranium dan aanwezig is in meer dan honderd atoombommen! De reactorwarmte wordt geproduceerd door het splijten van atomen van het uraniumisotoop U-235.
Bij het splijtingsproces treft een neutron een U-235-atoom, en dit splijt zich dan gewoonlijk in twee kleinere atomen. Bij de splijting komt niet alleen warmte vrij, maar ook twee of drie neutronen, die op hun beurt weer andere atomen treffen en tot splijten brengen. Zo ontstaat er een kettingreactie of keten van kernsplijtingen. In een grote reactor worden er per seconde 10.000.000.000.000.000 atomen gespleten!
Om de snelheid van het proces onder controle te houden, kunnen er lange regelstaven in de reactorkern geschoven worden, die de eigenschap hebben rondvliegende neutronen te absorberen. Het splijtingsproces wordt dus onder controle gehouden door deze staven meer of minder diep in de kern te steken. Door ze helemaal naar binnen te schuiven worden alle neutronen geabsorbeerd en de splijting tot stilstand gebracht.
Het vrijkomen van radioactieve afval
De miljarden uraniumatomen die elke seconde in de reactor tot splijting komen, gaan over in kleinere atomen van radioactieve elementen. In één jaar tijd produceert een grote reactor evenveel langwerkend radioactief afval als bij de explosie van duizend Hirosjima-bommen zou vrijkomen! Zolang die reusachtige hoeveelheid radioactiviteit in de splijtstofstaven blijft, bestaat er geen onmiddellijk probleem. Maar niet alle radioactiviteit wordt erin vastgehouden.
Gasatomen ontsnappen door lekken in de metalen hulzen van de splijtstofstaven, en opeenhoping van dit soort van radioactiviteit vormt een bedreiging voor degenen die onderhoudswerkzaamheden in een centrale moeten verrichten. Radioactiviteit wordt door middel van de ventilatieschacht van de centrale aan de atmosfeer afgestaan; ze komt ook terecht in het water dat door de reactor wordt gebruikt; en daardoor uiteindelijk in meren en rivieren.
Er wordt echter geargumenteerd dat de hoeveelheid radioactieve afval die in het water en in de lucht terechtkomt, niet groot genoeg is om de mens schade toe te brengen. Maar zelfs al zou er op de mensen die in de onmiddellijke omgeving van een centrale wonen, geen directe radioactiviteit vallen, bestaat er toch nog een ernstig gevaar voor degenen die vele kilometers verderop wonen. Radioactiviteit kan zich namelijk in levensmiddelen ophopen. Zo zou zich bijvoorbeeld op het gras van een weiland radioactief materiaal kunnen afzetten; wanneer koeien dit gras eten, zouden de radioactieve stoffen in geconcentreerde vorm in hun melk terechtkomen. Kinderen die de melk drinken, kunnen dan gevaarlijk grote doses radioactiviteit naar binnen krijgen.
Veel geleerden maken zich zorgen, vooral gezien het feit dat er spoedig honderden kerncentrales bezig zullen zijn met het verspreiden van radioactieve afval. Dr. E. J. Sternglass, hoogleraar in de bestralingsgeneeskunde aan de medische faculteit van de universiteit van Pittsburgh, is van mening dat kerncentrales reeds voor de dood van kinderen verantwoordelijk gesteld kunnen worden. Hij kan getallen laten zien die, naar hij zegt, aantonen dat er in gebieden rond kernenergiecentrales sprake is van een „overmatige” kindersterfte.
Hoe staat het met de ongelukken?
Behalve over deze gecontroleerde radioactieve straling, maken velen zich ook zorgen over de mogelijkheid van ongelukken. Bij het uitbreken van een aardbeving zou bijvoorbeeld, zo vrezen sommigen, een kerncentrale kunnen openbreken, waarna reusachtige hoeveelheden radioactief materiaal met de wind zouden worden meegevoerd! Of wat te zeggen over saboteurs die een bom zouden plaatsen? De gedachte alleen al doet iemand ijzen!
Ongelukken kunnen echter ook ontstaan door een menselijke fout of een storing in de apparatuur. De meest waarschijnlijke ramp die zich volgens reactor-ingenieurs zou kunnen voordoen, is het plotselinge verlies van reactorkoelwater. Dit zou bijvoorbeeld kunnen gebeuren als iemand een verkeerde afsluiter zou dichtdoen of als er een pijp zou scheuren. Door de dan optredende warmtetoename zou de splijtstof kunnen smelten en de spanning zo hoog worden dat het tot een explosie zou komen en het radioactieve materiaal overal heen zou worden geslingerd.
In 1966 vond er inderdaad een dergelijke storing plaats. In een kernreactor nabij de Amerikaanse stad Detroit raakte een keerschot los, waardoor het koelmiddel in zijn loop gestremd werd. Dit veroorzaakte een oververhitting van de splijtstofelementen, waardoor zelfs een gedeelte van de splijtstof smolt. Gedurende een poosje wist niemand van degenen die erbij betrokken waren, of geheel Detroit zou moeten evacueren. Schrijvers noemden het „een incident die dit land dichter dan ooit bij de rand van Armageddon bracht”.
Door problemen die zich bij reactorinstallaties hebben voorgedaan zijn reeds grote hoeveelheden radioactief afval vrijgekomen. Zo werd er bijvoorbeeld bij een ongeluk te Windscale, in Engeland, zoveel radioactiviteit in de lucht gespuwd, dat de regering alle gewassen die binnen een straal van 640 kilometer rond de reactorinstallatie groeiden, in beslag nam. De afvallozing van die reactor heeft de radioactiviteit in de nabijgelegen Ierse Zee zo hoog doen oplopen dat embryo’s van vissen misvormde ruggegraten vertonen! Wat recenter ging er iets verkeerd met de centrale van de Amerikaanse Northern States Power Company, waardoor er meer dan 35.000 liter radioactief water in de Mississippi terechtkwam en de stad Minneapolis zijn watertoevoer moest afsluiten.
Maar er is misschien een nog groter potentieel gevaar.
Het opruimen van radioactief afval
Het radioactieve afval dat zich in een kernreactor ophoopt, moet periodiek verwijderd worden, anders gaat het vermogen van de reactor achteruit. Zo moet een grote reactor ongeveer eenmaal in de twee jaar stopgezet worden en van afval worden ontdaan. Dat betekent het verwijderen van een hoeveelheid langwerkend radioactief afval gelijk aan de hoeveelheid afval die zou worden geproduceerd door 2000 bommen van het type dat op Hirosjima viel — een enorm potentieel gevaar!
Er zijn een aantal voorstellen gedaan in verband met wat er met dergelijk afval gedaan moet worden, met inbegrip van het voorstel het met raketten in de zon te schieten. Dit zou echter niet alleen geweldig veel kosten maar ook een groot risico inhouden. Het afval is ook veel te gevaarlijk om in de oceanen gestort te worden. Men spreekt er nu over het afval in vaste vorm te brengen, en het dan diep onder de grond in zoutmijnen te begraven. Op het ogenblik is de Amerikaanse Commissie voor Atoomenergie bezig meer dan 300 miljoen liter vloeibare afval op verschillende plaatsen in metalen ondergrondse tanks op te slaan.
Wanneer er steeds meer kernreactors gaan werken, zullen er kolossale hoeveelheden dodelijk afval komen. Het vooruitzicht is schrikaanjagend! Zelfs E. E. David jr., wetenschappelijk adviseur van president Nixon, erkende: „Je krijgt een misselijk gevoel als je eraan denkt dat iets onder de grond moet blijven en 25.000 jaar lang behoorlijk hermetisch afgesloten gehouden moet worden voordat het schadeloos is.”
Thermische verontreiniging
Er is ook nog een heel ander aspect bij het afvalprobleem betrokken — de thermische of warmteverontreiniging. Om zijn apparatuur te koelen onttrekt een kernenergiecentrale een geweldige hoeveelheid koud koelwater uit nabijgelegen rivieren of meren, waarna ze het water weer warm terugloost. Dit gebeurt ook bij conventionele centrales, maar kerncentrales staan veel meer warmte af. Zo is men tot de slotsom gekomen dat als in de toekomst de ongeveer dertig kerncentrales die langs de Rijn zijn gepland, koelwater uit de Rijn zouden gaan betrekken, de Rijn uiteindelijk met een temperatuur van 35 °C Nederland zou binnenkomen.
Door op deze wijze de temperatuur van het water in een rivier of meer te verhogen, gaat het zuurstofgehalte van het water achteruit. Dit kan niet alleen dodelijk zijn voor de vissen, maar bevordert ook vaak de algengroei, en bij de rotting van deze algen zal er nog meer zuurstof aan het water worden onttrokken. Het water zal spoedig beginnen te ruiken en slecht gaan smaken. Men vreest dat met het toenemen van het aantal kerncentrales de rivieren en meren door thermische verontreiniging zullen worden geruïneerd.
Een risico voor de gezondheid en veiligheid
Het is duidelijk dat kernenergie niet zo veilig is als de door de industrie bekostigde reclamecampagnes willen doen geloven. H. Black, bij zijn leven rechter van het Amerikaanse Hooggerechtshof, en zijn mederechter W. Douglas hebben deze methode van energievoortbrenging zelfs eens „het afschuwelijkste, dodelijkste en gevaarlijkste proces [genoemd] dat de mens ooit heeft uitgedacht”.
Ook de bekende atoomgeleerde E. Teller ziet in een kernenergiecentrale geen vriendelijke buurman: „Het kan gebeuren dat een langzaam lekkende kernenergiecentrale haar radioactieve gif onder een stabiele inversielaag loost, en een gebied van een paar honderd vierkante kilometer met een dodelijke concentratie vergiftigt. Daarom horen kernreactors niet op de aarde thuis.”
En toch geloven veel geleerden dat de afvalstoffen grotendeels onder controle gehouden kunnen worden, zodat zij van mening zijn dat kerncentrales het risico waard zijn. Zij wijzen erop dat ook conventionele centrales, die met fossiele brandstof stoken, gevaren voor de gezondheid en veiligheid opleveren. Kernfysicus R. E. Lapp vestigde bijvoorbeeld de aandacht op „de decennia van het kolentijdperk”, en betreurde de „sociale blindheid die 32 en een half miljard ton steenkool uit de aarde deed schrapen, waarbij meer dan 100.000 mijnwerkers werden gedood, het landschap werd ontsierd en onze steden met longen-aantastende rook werden vervuild”.
Het is waar dat er miljoenen mensen zijn geweest die aan ademhalingsmoeilijkheden hebben geleden, en van wie ongetwijfeld het leven is verkort, als gevolg van het opwekken van elektriciteit met behulp van vervuilingbrengende fossiele brandstoffen. Aan de andere kant lozen kernenergiecentrales normaal geen zichtbare of tastbare verontreiniging. Het is zelfs zo dat radioactieve straling in kleine doses zo te zien geen enkele nadelige invloed heeft op iemands gezondheid. Toch kan er zich na verloop van jaren bij degenen die aan voldoende grote doses zijn blootgesteld geweest, kanker ontwikkelen. Men hoopt dat de dagelijkse lozing van radioactiviteit door kerncentrales in de toekomst geen kankerplaag zal veroorzaken en dat ongelukken geen onmiddellijke rampen tot gevolg zullen hebben.
Hoewel kernenergie dus door sommigen wordt aangeprezen als dè oplossing voor het energietekort, zijn er anderen die er zeer gereserveerd tegenover staan en zich afvragen of de voordelen tegen de risico’s opwegen. Maar zijn er andere alternatieven? Als de fossiele brandstoffen opraken, is het dan een kwestie van kernenergie of helemaal geen energie?
Er zijn natuurlijk nog rivieren die afgedamd kunnen worden om hydroëlektrische energie op te wekken. Maar in de Verenigde Staten wordt door sommigen geloofd dat die energiebron reeds ten volle wordt gebruikt. Ook met geothermische energie — ondergrondse stoom — komt men, naar men denkt, niet ver. Maar hoe staat het met de energie die wij van de zon ontvangen? Welke mogelijkheden zonne-energie biedt om in de energiebehoeften van de mens te voorzien, zal in een volgende uitgave van dit tijdschrift worden beschouwd.