Het grote publiek denkt bij kernenergie aan enge dingen als radioactief afval. Onterecht. Ooit kan dit kernafval opgeruimd worden. Als het aan Erika Neeft ligt tenminste, die volgende week bij het IRI promoveert.
/strong>
Twintig procent van alle Nederlandse stroom komt van Franse kerncentrales, die zonder een grammetje luchtvervuiling energie leveren. Schone energie dus? De gemiddelde Nederlander ziet bij kernenergie beelden van Tsjernobyl en Greenpeace-activisten, iets smerigs dus waar je de stekker uit haalt.
Bij het Interfacultair Reactor Instituut (IRI) wordt hier, niet geheel onverwacht, anders over gedacht. Volgens IRI-directeur Ad Verkooijen is kernenergie zelfs de meest groene energievorm.
“Er wordt helemaal geen CO2 uitgestoten, en de hoeveelheid afval valt ook mee”, zegt hij. “Veertig jaar Borssele heeft niet meer afval opgeleverd dan wat er in een opslag onder de centrale past. En dan is er nog ruimte over ook.”
Zijn promovendus Erika Neeft is eveneens overtuigd van het groene karakter en is zelfs jarenlang lid van de milieubeweging. Eind deze maand promoveert zij op methodes om de hoeveelheid kernafval te verkleinen, waarvoor ze ook onderzoek deed bij de reactor in Petten.
“Ik ben jaren lid geweest van Jongeren Milieu Aktief”, zegt Neeft. “Maar ik vond dat je niet alleen langs de zijlijn moest roepen hoe slecht iets was, maar dat je moet helpen om een oplossing te vinden. Ik vind kernafval een serieus probleem waarover je net zulke verdragen moet sluiten als over kernwapens. Maar juist daarom wil ik er onderzoek aan doen.”
En dus toog Neeft, van oorsprong geochemicus, aan het werk. Twee problemen moeten overwonnen worden bij kernafval: de tijd dat het afval schadelijke straling uitzendt en de hoeveelheid kernafval, die zo veel mogelijk moet worden teruggebracht, het liefst door afval opnieuw op te stoken.
Om de tijd waarin radioactief materiaal schadelijk is terug te brengen, moet het materiaal waarin de brandstof uraniumoxide (met massa 235) in een reactor verpakt zit, de zogeheten matrix, veranderd worden. Nu is deze matrix meestal nog uraniumhoudend met massa 238. Dit isotoop wordt onder invloed van neutronenstraling omgezet in het gewraakte plutonium, dat zeker 200 duizend jaar radioactief blijft. Tot na een volgende ijstijd, zeg maar.
Zwelling
“Ik heb de eigenschappen van vijf alternatieve matrixstoffen bekeken, zoals magnesiumoxide en cesiumoxide, die uranium kunnen vervangen”, zegt Neeft. “Als je deze gebruikt in plaats van uranium, kun je de radiotoxiciteit, dus de tijd waarin de straling schadelijk is, verkorten naar tweehonderd jaar omdat er geen plutonium meer ontstaat.”
Dat lijkt ideaal, maar tot nu toe wordt uranium238 niet voor niets gebruikt als matrix. Uranium is het beste bestand tegen zwellingen door splijtingsgassen. Dit gas, bestaand uit xenon en krypton, komt vrij als de zogeheten actiniden zoals plutonium gespleten worden. Teveel zwellingen zorgen voor breuken in de splijtstofstaven. Personeel dat deze staven moet vervangen na opbranden kan door deze breuken aan een te hoge dosis straling worden blootgesteld.
Het bleek een taaie kluif om uranium238 uit te bannen. Alleen matrices die vervuild waren met een beetje uranium bleken breukbestendig. De alternatieven zwollen teveel op. Neeft leerde wel veel over het materiaalgedrag. “De winst van mijn onderzoek is vooral dat we hebben geleerd hoe breuken in een matrix met splijtstof veroorzaakt worden”, zegt ze.
Een beter begrip van het breukgedrag moet het in de toekomst mogelijk maken dat splijtstofstaven zonder uranium238 gebruikt kunnen worden. Voor het opbergen van het afval dat daarna overblijft heeft Neeft een leuke oplossing bedacht. “Je kunt het diep onder de grond gebruiken om water te verwarmen voor een verwarmingssysteem”, zegt ze. “Zo hoef je opgebrande splijtstof niet meer als afval te zien, maar kun je het als een eeuwendurende warmtebron gebruiken.” Haar promotor Verkooijen trekt hierbij een bedenkelijke grijns. “Het is een verdedigbaar idee, maar ik weet niet of het ook helemaal veilig is.”
Het grote publiek denkt bij kernenergie aan enge dingen als radioactief afval. Onterecht. Ooit kan dit kernafval opgeruimd worden. Als het aan Erika Neeft ligt tenminste, die volgende week bij het IRI promoveert.
Twintig procent van alle Nederlandse stroom komt van Franse kerncentrales, die zonder een grammetje luchtvervuiling energie leveren. Schone energie dus? De gemiddelde Nederlander ziet bij kernenergie beelden van Tsjernobyl en Greenpeace-activisten, iets smerigs dus waar je de stekker uit haalt.
Bij het Interfacultair Reactor Instituut (IRI) wordt hier, niet geheel onverwacht, anders over gedacht. Volgens IRI-directeur Ad Verkooijen is kernenergie zelfs de meest groene energievorm.
“Er wordt helemaal geen CO2 uitgestoten, en de hoeveelheid afval valt ook mee”, zegt hij. “Veertig jaar Borssele heeft niet meer afval opgeleverd dan wat er in een opslag onder de centrale past. En dan is er nog ruimte over ook.”
Zijn promovendus Erika Neeft is eveneens overtuigd van het groene karakter en is zelfs jarenlang lid van de milieubeweging. Eind deze maand promoveert zij op methodes om de hoeveelheid kernafval te verkleinen, waarvoor ze ook onderzoek deed bij de reactor in Petten.
“Ik ben jaren lid geweest van Jongeren Milieu Aktief”, zegt Neeft. “Maar ik vond dat je niet alleen langs de zijlijn moest roepen hoe slecht iets was, maar dat je moet helpen om een oplossing te vinden. Ik vind kernafval een serieus probleem waarover je net zulke verdragen moet sluiten als over kernwapens. Maar juist daarom wil ik er onderzoek aan doen.”
En dus toog Neeft, van oorsprong geochemicus, aan het werk. Twee problemen moeten overwonnen worden bij kernafval: de tijd dat het afval schadelijke straling uitzendt en de hoeveelheid kernafval, die zo veel mogelijk moet worden teruggebracht, het liefst door afval opnieuw op te stoken.
Om de tijd waarin radioactief materiaal schadelijk is terug te brengen, moet het materiaal waarin de brandstof uraniumoxide (met massa 235) in een reactor verpakt zit, de zogeheten matrix, veranderd worden. Nu is deze matrix meestal nog uraniumhoudend met massa 238. Dit isotoop wordt onder invloed van neutronenstraling omgezet in het gewraakte plutonium, dat zeker 200 duizend jaar radioactief blijft. Tot na een volgende ijstijd, zeg maar.
Zwelling
“Ik heb de eigenschappen van vijf alternatieve matrixstoffen bekeken, zoals magnesiumoxide en cesiumoxide, die uranium kunnen vervangen”, zegt Neeft. “Als je deze gebruikt in plaats van uranium, kun je de radiotoxiciteit, dus de tijd waarin de straling schadelijk is, verkorten naar tweehonderd jaar omdat er geen plutonium meer ontstaat.”
Dat lijkt ideaal, maar tot nu toe wordt uranium238 niet voor niets gebruikt als matrix. Uranium is het beste bestand tegen zwellingen door splijtingsgassen. Dit gas, bestaand uit xenon en krypton, komt vrij als de zogeheten actiniden zoals plutonium gespleten worden. Teveel zwellingen zorgen voor breuken in de splijtstofstaven. Personeel dat deze staven moet vervangen na opbranden kan door deze breuken aan een te hoge dosis straling worden blootgesteld.
Het bleek een taaie kluif om uranium238 uit te bannen. Alleen matrices die vervuild waren met een beetje uranium bleken breukbestendig. De alternatieven zwollen teveel op. Neeft leerde wel veel over het materiaalgedrag. “De winst van mijn onderzoek is vooral dat we hebben geleerd hoe breuken in een matrix met splijtstof veroorzaakt worden”, zegt ze.
Een beter begrip van het breukgedrag moet het in de toekomst mogelijk maken dat splijtstofstaven zonder uranium238 gebruikt kunnen worden. Voor het opbergen van het afval dat daarna overblijft heeft Neeft een leuke oplossing bedacht. “Je kunt het diep onder de grond gebruiken om water te verwarmen voor een verwarmingssysteem”, zegt ze. “Zo hoef je opgebrande splijtstof niet meer als afval te zien, maar kun je het als een eeuwendurende warmtebron gebruiken.” Haar promotor Verkooijen trekt hierbij een bedenkelijke grijns. “Het is een verdedigbaar idee, maar ik weet niet of het ook helemaal veilig is.”
Comments are closed.