Kernenergie is energie die vrijkomt met behulp van de brandstof uranium. Dat gebeurt door de atoomkernen van uranium te splitsen. Dit heet kernsplijting. Hierbij komt veel warmte (energie) vrij in de vorm van stoom. Met een stoomturbine wordt vervolgens elektriciteit opgewekt.
Hoe wekken we elektriciteit op uit kernenergie?
In deze animatie wordt uitgelegd hoe kernenergie werkt en hoe dat wordt omgezet in elektriciteit. In lijnanimaties wordt het proces van splijting tot het opwekken van elektriciteit verbeeld. De video is voorzien van een voice-over.
Titel in beeld: Kernenergie
Subtitel: Wat en hoe.
VOICE-OVER: "Kernenergie is de energie die vrijkomt bij het splijten van atomen. En die energie zetten we om naar elektriciteit.
Hoe werkt dat? Eigenlijk hetzelfde als bij een stoommachine. Het verschil zit bij kernenergie in de manier waarop we het water verwarmen. Atomen splijten wanneer ze door neutronen geraakt worden. Tijdens die splijting komt heel veel warmte vrij, én nieuwe neutronen die op hun beurt ook atomen kunnen splijten. Die vrijgekomen hitte verwarmt het water dat continu langs de kern van de reactor stroomt. Daarmee maken we, via een warmtewisselaar stoom. En met stoom drijven we een turbine aan, waar we met een generator elektriciteit mee opwekken. Hoe koelen we al het opgewarmde water en water weer af? Het water dat is verwarmd door de splijtingen koelt af door de warmtewisselaar. Daarna stroomt het weer terug zodat het opnieuw warmte op kan nemen van nieuwe splijtingen. De stoom koelt af wanneer het de turbine aandrijft. De overgebleven warmte koelen we verder af met koelwater of koeltorens.
Meer weten? Ga naar overkernenergie.nl"
Het logo van het Ministerie van Economische Zaken en Klimaat verschijnt in beeld.
Hoe wordt de opgewekte energie getransporteerd?
Deze elektriciteit wordt getransporteerd naar lokale gebruikers en de rest van Nederland via het hoogspanningsnet van TenneT. In de toekomst is het misschien mogelijk om die opgewekte elektriciteit om te zetten naar andere vormen van energie, zoals waterstof.
CO2-vrije energieproductie
Bij de productie van energie in een kerncentrale komt geen CO2 vrij. Wel is het zo dat er CO2 vrijkomt bij de bouw van een kerncentrale. En bij de winning van uranium, dat als brandstof dient. In totaal is de uitstoot van CO2 per geproduceerde hoeveelheid energie voor een kerncentrale vergelijkbaar met die voor andere duurzame energiebronnen zoals wind- en zonne-energie.
Hoe werkt een kerncentrale?
Een kerncentrale is veilig afgeschermd door staal en beton. Binnenin liggen honderden zogeheten splijtstofstaven van uraniumoxide in een met water gevuld reactorvat. In de staven vinden de kernsplijtingen plaats, terwijl er water langs stroomt. De energie komt bij de kernsplijtingen vrij in de vorm van warmte. Het water neemt die warmte op. Dat water circuleert onder hoge druk door het reactorvat. Met dit hete water wordt stoom gemaakt in de stoomgenerator.
Met een stoomturbine kan hiermee elektriciteit worden opgewekt, net als in elke andere elektriciteitscentrale. De turbine zit op een as die een generator aandrijft. De stroom die de generator opwekt, wordt aan het elektriciteitsnet geleverd.
Koeling
De stoom wordt na gebruik in een condensor (een verzameling buizen met stoom) gekoeld tot water. Dat koelen gebeurt bij de kerncentrale in Borssele door koud oppervlaktewater uit de Westerschelde door de condensor te voeren. Er zijn dus drie systemen:
- het systeem met het koelwater dat in contact staat met het radioactieve materiaal in de kern;
- het systeem met schoon water dat in stoom wordt omgezet;
- het systeem dat oppervlaktewater uit de Westerschelde gebruikt om de stoom af te koelen, waarna het enkele graden warmer terug in de Westerschelde vloeit.
Deze drie systemen worden niet met elkaar vermengd.
Drukwaterreactor
Wereldwijd bestaan er verschillende types kerncentrales. De meeste kerncentrales in de wereld zijn van het type drukwaterreactor. Daarbij wordt met hoge druk gekoeld om te voorkomen dat het water gaat koken. Alle kerncentrales in Nederland, België en Frankrijk zijn van dit type. Veel nieuwe kerncentrales in aanbouw in de wereld zijn ook van dit type.
Het gebruik van water in een reactor kent twee redenen:
- het dient als moderator, dus om de snelle neutronen die vrijkomen bij de splijtingsreactie af te remmen;
- het transporteert de warmte die vrijkomt bij de kernreactie naar de stoomgenerator, waar die warmte wordt omgezet in elektriciteit.
Uranium
Het uraniumerts is een veel voorkomende natuurlijke grondstof. Uranium is lang houdbaar. Je kunt er dus voor langere tijd voorraden van aanleggen, zonder grote veiligheidsrisico’s of kwaliteitsvermindering. In de hele wereld is op dit moment voldoende voorraad uranium. De vraag naar uranium komt voor het grootste gedeelte van de ongeveer vijfhonderd kerncentrales in de wereld. Lees meer over uranium in dit rapport (Engelstalig, .pdf)