Komt er ooit een einde aan het tijdperk van kernafval? De eeuwige straling van de reactoren had technisch vermeden kunnen worden, maar het leger had andere doelen. De vazallen van de grootmachten kregen de opdracht om een energiebeleid te voeren dat voor wapens geschikt plutonium zou opleveren. Er zijn nu technologieën beschikbaar om het afval van reactoren en kernwapens te gebruiken als energiebron en het daarbij grotendeels te elimineren. Het is nu echter de wens van Duitse politici om het stralingsafval als een bedreiging te behouden en zo oplossingen te voorkomen.

Pollmers Mahlzeit van 18 juni 2024

De duitse kerncentrales zijn nu gesloten - maar hun kernafval is er nog steeds. En het blijft groeien: kolencentrales worden beschouwd als de grootste uitstoters van radioactieve stoffen, temeer daar...

...ze ook nu nog in groten getale over de hele wereld gebouwd worden.¹ Dit betekent dat het niet langer zinvol is om vuile kolencentrales te reactiveren ter vervanging van intacte kerncentrales.

Maar dit doet niets af aan het feit dat het bestaande afval een nachtmerrie is. Zelfs nadat onze reactoren zijn stilgelegd, blijven vele generaties zitten met de stralende erfenis van de afgelopen decennia. Kernenergie is alleen bespreekbaar als er een oplossing is voor het afval. Eentje waarvoor geen zogenaamd veilige opslagplaats voor de eeuwigheid nodig is.

Waar kwam het gekke idee van uranium vandaan?

Per slot van rekening waren er destijds, toen politici voor uranium kozen. Al betere oplossingen. Bijvoorbeeld de thoriumreactor. Eén ton thorium kan evenveel energie opwekken als 3,5 miljoen ton steenkool.² Een handvol is dus genoeg om een mens op aarde de rest van zijn leven van alle benodigde energie te voorzien. Omdat het nauwelijks radioactief is, wordt het pas in de reactor omgezet in een splijtbare vorm. Volgens Maurice Bourquin, voorzitter van de CERN-raad, “produceert een thoriumreactor in vergelijking met een conventionele uraniumcentrale veel minder radioactief afval en heeft dit afval een veel kortere levensduur. Het afval is dus alleen gevaarlijk voor een periode van drie- tot vijfhonderd jaar, niet voor honderdduizenden jaren."³

Maar uranium won, ondanks de risico's. De reden: thorium is niet geschikt om plutonium van te maken. De supermachten begeerden dit voor hun wapenarsenaal. Dat was het doel van de exercitie. De vazallen van de grootmachten hadden geen keuze als het op hun energievoorziening aankwam. Tegen het jaar 2000 was er wereldwijd ongeveer 1000 ton plutonium geproduceerd en sindsdien is er elk jaar meer bijgekomen door oude energiecentrales.⁴ (Echter, zoals de ironie van de wereldgeschiedenis het wil, zijn er ondertussen sluwe trucs openbaar gemaakt over hoe je kernwapens kunt maken van thorium.⁵)

Maar er zijn meer absurditeiten in de uraniumindustrie: de gebruikelijke lichtwaterreactoren kunnen alleen brandstofstaven gebruiken die een bepaalde uraniumisotoop (²³⁵U) bevatten, die slechts ongeveer 7 promille voorkomt in natuurlijke afzettingen. Dit wordt verrijkt tot 3 tot 4 procent. Het resterende uranium (²³⁸U) in de splijtstofstaaf kan niet direct worden gebruikt om energie op te wekken, maar is nodig om plutonium te verkrijgen.

Plutonium en zijn vuile geheim

Plutonium-239 heeft een halveringstijd van ongeveer 24.000 jaar. In de natuur komt deze isotoop alleen voor in kleine sporen in rotsen en meteorieten. Alleen tijdens de Koude Oorlog produceerden kerncentrales significante hoeveelheden. De laatste speciaal gebouwde reactor in Rusland werd in 2010 ontmanteld na 46 jaar in bedrijf te zijn geweest.⁶ Hoogverrijkt uranium-235 wordt ook gebruikt om kernkoppen te produceren. Halfwaardetijd 700 miljoen jaar.

In 1986 zouden er wereldwijd in totaal zo'n 70.300 kernkoppen zijn geweest; vandaag de dag zijn dat er nog zo'n 12.500. Naar schatting zijn er dus 58.000 kernkoppen afgedankt. Terwijl de wereld zich afvraagt waar het plutonium is gebleven, speculeren de wapenfabrikanten over de overgebleven resten, het zogenaamde “verarmd uranium”. (Depleted Uranium)

"Verarmd uranium' is wat er overblijft na de productie van brandstofstaven en kernkoppen en na de verwijdering ervan. Het eerste is natuurlijk uranium waaruit de radioactieve isotopen eerder zijn geëxtraheerd. Hier ligt de focus niet op stralingsschade, maar op de toxische effecten van het zware metaal, in het bijzonder nierfalen.^7-9 Het tweede is afkomstig van oude brandstofstaven en afgedankte kernkoppen. De oorsprong ervan is te zien aan het uranium-236 gehalte.¹⁰ Hier is stralingsschade aannemelijk.

Met een dichtheid van 19 g/cm³ is uranium bijna net zo dicht als goud. Dit maakt het geschikt voor bepantsering. Conventionele munitie kaatst er gewoon vanaf. Omgekeerd echter geeft de hoge dichtheid een projectiel met verarmd uranium zoveel kinetische energie dat het conventionele pantserplaten doorboort als boter. Bij de inslag worden het uranium en de pantserwand samen vloeibaar tot gasvormig. Binnenin vernietigt de gloed alles. Soms blijven alleen de tanden van de bemanning over.

Het verdampte uranium vervuilt de omgeving als stof, de fijne deeltjes passeren de bloed-hersenbarrière en hopen zich op.¹¹ Het stof kan hele regio's onbewoonbaar maken, net als bij een nucleair ongeluk. Vooral Irak, Servië en Afghanistan zouden lijden onder de gevolgen van deze munitie, hoewel dit wordt ontkend door de verantwoordelijke NAVO-militairen. Deze film geeft informatie over de gevolgen: https://rumble.com/v184zb1-der-arzt-und-die-verstrahlten-kinder-von-basra-uranmunition-und-die-folgen-.html

Overigens leverden de Britten munitie met verarmd uranium aan Oekraïne.¹² Grote hoeveelheden zouden daar zijn geëxplodeerd nadat een munitiedepot was beschoten door Russische raketten. De uraniumwolk reisde tot in Polen en vermoedelijk verder naar het westen.¹³

Nog meer plutonium?

Ondertussen zijn ingenieurs er zelfs in geslaagd om een oplossing te vinden voor het oude nucleaire afval. Hiervoor was echter een paradoxale omweg nodig. Toen ze manieren zochten om ook het resterende uranium-238 te gebruiken om energie op te wekken, ontwikkelden ze de snelle kweekreactor. Hiermee kunnen de uraniumreserves 50 keer effectiever worden gebruikt. De reactor gebruikt dit om zijn eigenlijke brandstof te produceren - en nu even diep ademhalen: namelijk plutonium. Het lijkt erop dat de duivel eindelijk wordt verdreven met een horde Beëlzebuben.

Hebben de opwerkingsfabrieken niet al genoeg problemen met het scheiden van plutonium en co. uit kernafval? Hebben ze niet al veel in zee gedumpt of in mijnen begraven? Dat klopt! Een deel ervan is opgewerkt en gebruikt als “MOX” in lichtwaterreactoren. Maar dit heeft nauwe grenzen: Door de verrijking met plutonium en andere riskante isotopen kan de brandstof maar twee keer worden opgewerkt en blijft er gevaarlijk kernafval achter.14 Deze beperking geldt niet voor gebruik in snelle kweekreactoren. Dit “eet” het gevreesde element op, of het nu afkomstig is van ontmantelde kernkoppen of brandstofstaven.

Als er geen kernkoppen of splijtstofstaven beschikbaar zijn, neemt de kweekreactor ook goedkoop, nauwelijks radioactief uranium-238 of thorium-232 en maakt er nieuwe brandstof van, namelijk plutonium-239 en uranium-233. Beide nucliden zijn meestal “continu” aanwezig in de reactor, ze worden er in gesplitst. Dit produceert nieuwe, veel kleinere atomen met een veel kortere halfwaardetijd, voorzover ze überhaupt nog radioactief zijn. (Overtollig plutonium dat wordt geproduceerd, kan echter ook worden gebruikt om MOX-splijtstofelementen voor lichtwaterreactoren te maken).

Hoe wordt kernafval een gewilde grondstof?

De eerste BN-600 snelle kweekreactor werd vier decennia geleden, in 1982, in gebruik genomen in Beloyarsk in Rusland. De tweede BN-800 met een hogere output is sinds 2016 in bedrijf en de bouw van de derde BN-1200 staat gepland voor 2026. Rusland kan deze installaties gebruiken om het plutonium uit ontmantelde kernwapens en hoogradioactief kernafval om te zetten in energie en het zo op te ruimen.¹⁵ Natuurlijk is dit niet zo eenvoudig als het verbranden van huishoudelijk afval in een oven. Transuranium zoals plutonium, neptunium of americium moeten eerst opgewerkt worden tot brandstofstaven voor dit type reactor.¹⁶

Deze reactoren maken optimaal gebruik van kernafval door de snelle neutronen die tijdens de kernsplijting ontstaan niet af te remmen met koelwater. In plaats daarvan koelen ze met vloeibaar natrium, dat doorlaatbaar is voor neutronen. Hun ongeremde activiteit resulteert in een wijdverbreid gebruik van plutonium.“In het ideale geval”, aldus een expert, “kan al het geproduceerde plutonium op deze manier worden gebruikt, zodat er uiteindelijk geen plutonium overblijft dat moet worden afgevoerd.”¹⁷ Of dit ideale scenario werkelijkheid wordt, valt nog te bezien, maar het gebruik van vloeibaar natrium kan explosieve transuranen sterk verminderen. (Het kan echter ook “andersom” worden gebruikt als dat nodig is. Het produceert dan meer voor wapens geschikt plutonium dan het verbruikt).

In Duitsland wordt het concept van deze snelle kweekreactor afgewezen: Omdat de Russische reactor gekoeld wordt met vloeibaar natrium, zou hij kunnen exploderen bij contact met water. Volgens BUND is de luchtvochtigheid voldoende om een explosie te veroorzaken.¹⁸ In feite zijn er al eens tonnen natrium gelekt in een snelle kweekreactor, de Franse Superphenix - het resultaat van waterstof-brosheid in een opslagcontainer. Dankzij standaard veiligheidstechnologie gebeurde er niets, behalve economische schade.¹⁹ Dit incident is een verre waarschuwing voor de risico's van de geplande waterstof-economie. (zie deel 3)

Het “explosieve” duivelstuig natrium stond vroeger in de vorm van glanzende metaalwitte blokjes in een glas gevuld met petroleum in de scheikundezaal van veel scholen. De brandbare paraffine beschermde het brandbare metaal tegen vocht. Natuurlijk wordt het natrium in de reactor beschermd tegen het binnendringen van lucht door een inert gas. Natuurlijk bevinden de dampgeneratoren zich buiten de reactorkamer. Natuurlijk beschikken de exploitanten over een zeer gelaagde, redundante veiligheidstechnologie voor het geval er iets mis zou gaan.¹⁹

Theoretisch zou een breuk in de verwarmingsbuis in de stoomgenerator kunnen leiden tot een heftige reactie van de stoom met natrium. In dit geval zorgt een breekplaat voor de nodige drukontlasting, die dan breekt op de bodem van de stoomgenerator. Het grootste deel van het natrium stroomt nu door de gescheurde schijf naar een opvangtank met inert gas.¹⁹ Het deel dat in contact kwam met de damp branddd echter af. Het veel ernstigere probleem is echter dat hierbij veel waterstof vrijkomt, dat in combinatie met zuurstof uit de lucht explosief oxywaterstof vormt. Daarom wordt het explosieve gas bij een ongeval automatisch verwijderd door een waterstofafscheider. 

Bomatmosfeer

BUND geeft niet zo gemakkelijk op: “Het natriumkoelmiddel veroorzaakt grote veiligheidsproblemen omdat het hoogradioactief wordt.”¹⁸ In principe ja: de BN-800 bestaat uit een reactorkern gevuld met natrium en een apart koelcircuit dat, zoals gezegd, ook met natrium werkt en de warmte afgeeft aan een stoomturbine. Radioactief natrium-24 kan niet worden geproduceerd in het koelmiddel, zoals is gesuggereerd, maar alleen in de reactorkern. Met een halveringstijd van iets minder dan 15 uur is het echter nauwelijks het vermelden waard. In de natuur ontstaat ²⁴Na door kosmische straling uit argon. Het vervalt altijd tot gewoon magnesium.²⁰

Volgens BUND zijn “kernexplosies” zelfs mogelijk in een “plutoniumreactor” van het type “snelle kweekreactor”.¹⁸ Misschien omdat de snelle kweekreactor ook plutonium uit kernwapens vernietigt? Zou het kunnen dat alles zou ontploffen? Kernbommen gemaakt van plutonium-239 worden tot ontploffing gebracht met hoog explosieve explosieven, die in verschillende lagen met een speciale geometrie zijn gerangschikt. Als al het schroot in de reactor moet worden verbrand, wordt het eerst ontmanteld en verwerkt.

Rusland bouwt sinds 2017 zijn nieuwste reactormodel BREST-300 in Seversk, die in 2026 in gebruik moet worden genomen. Hij wordt niet langer gekoeld met natrium, maar met een vloeibare loodlegering die theoretisch niet meer kan verbranden.²¹ Met het oog op de effectieve en veilige werking van de Russische reactoren hebben de Chinezen een snelle kweekreactor gebouwd in Xiapu. Deze is al voorzien van brandstof uit Rusland en wordt binnenkort aangesloten op het elektriciteitsnet.²²

Waarom staat hier nog geen snelle kweekreactor?

Die was er al! West-Duitsland was vroeger leider in deze technologie. In 1977 werd een reactor in Karlsruhe omgebouwd tot een snelle kweekreactor. Hij bleef in bedrijf tot 1991. De resultaten waren zo goed dat besloten werd om een grote snelle kweekreactor te bouwen. Deze werd in 1985 voltooid in Kalkar, maar ging nooit in bedrijf vanwege de ramp in Tsjernobyl in 1986. De reactor werd uiteindelijk in 1991 om politieke redenen gesloten en later omgebouwd tot een recreatiepark.

In Frankrijk draaide de snelle kweekreactor Phénix van 1973 tot 2010, waarbij gedurende 30 jaar kernafval werd omgezet in brandstof voor de 58 Franse reactoren.²³ Ook hier waren de resultaten zo overtuigend dat werd begonnen met de bouw van een grote snelle kweekreactor, de zogenaamde Superphénix. Ook hier was het politieke verzet op straat enorm. Demonstranten vuurden in 1982 zelfs vijf Russische antitankraketten (RPG-7) op de centrale af.²⁴ Last but not least had de centrale ook “technische problemen”: zo storten delen van het dak van de Machinekamer een keer in onder het gewicht van de sneeuw.¹⁹

De Superphénix werd uiteindelijk ook het slachtoffer van de politiek, deze keer “om een verkiezingsoverwinning voor de Franse president Mitterand in 1997 veilig te stellen”, volgens Manfred Haferburg.²³ Hierdoor vervloog alle hoop om het zich onverbiddelijk opstapelende kernafval in Europa eindelijk te gebruiken om energie op te wekken en het daarbij te ontmantelen. Nu is het afval politiek nog explosiever geworden.

Er wordt gespeculeerd dat de USSR er veel belang bij had om te voorkomen dat kernenergie te sterk zou worden in Europa en vooral in Duitsland en daarom de politieke opinie in West-Duitsland beïnvloedde via haar DDR-diensten en studentenorganisaties. Hierdoor kon de USSR haar gas en olie aan het Westen blijven verkopen en aan de andere kant een voorsprong nemen in nucleaire technologie door de concurrentie uit te schakelen.

Experts vermoedden dat de aanvallen op de Superphénix de belangen van de VS dienden. Frankrijk nationaliseerde immers veel banken en bedrijven in 1981/1982. Het land was al in 1966 uit de Navo gestapt, had zijn eigen kernwapens gebouwd en was dus niet langer een betrouwbare vazal van de VS, maar dreef met het “Franse socialisme” af naar de USSR.²⁵

Met de snelle kweekreactoren zouden Duitsland en Frankrijk vroeg of laat onafhankelijk worden van de import van energiebronnen zoals kolen, olie of aardgas. Om zelfvoorzienend te worden op het gebied van energiebeleid, zouden veel landen geïnteresseerd zijn geweest in de expertise. Geen enkele wereldspeler onder de oliemaatschappijen en geen enkele supermacht kon en kan dit ooit tolereren.

We mogen niet vergeten dat de antikernenergiebeweging zich ontwikkelde tot een sterke sociale kracht die zijn ideologische basis vond in de angst voor eeuwig stralend kernafval. Maar wat zou er gebeuren als deze rechtvaardiging achterhaald raakt door technologische vooruitgang?

Dan zouden de krachten die het economische succes van West-Europa willen dwarsbomen door het publiek op te hitsen ook hun politieke slagkracht verliezen. Om haar macht te behouden, probeert de antikernenergiewereld alle beschikbare oplossingen te verhinderen door voorwendsels en bangmakerij. Welke krachten deze activisten ook financieren, zo'n gecoördineerde propaganda die tientallen jaren duurt, kost geld. Maar de opbrengsten van zonnepanelen, windturbines, warmtepompen, elektrische auto's en waterstoftankstations, inclusief de CO₂-belasting, zullen diegene die aan de touwtjes trekken compenseren.

Literatuur

1) Montrone L et al: Investment in new coal-fired power plants after the COVID-19 pandemic: experts expect 170–270 GW of new coal. Environmental Research Letters 2023; 18: e0540
2) Ashley VB et al: The accelerator-driven thorium reactor power station. Energy 2011; 164 (Issue EN3): 127–135
3) Bourquin M: Das Risiko einer auf Thorium basierenden Kernenergie wäre akzeptabel. SCNAT – Akademie der Naturwissenschaften Schweiz vom 10. Sept. 2018
4) Norris RS, Arkin WM: World Plutonium Inventories. Bulletin of the Atomic Scientists 1999; 55, Iss. 5: 71
5) Ashley SF et al: Thorium fuel has risks. Nature 2012; 492: 31-33
6) International Panel on Fissile Materials: Countries: Russia. Princeton University 13. April 2024 https://fissilematerials.org/countries/russia.html ; abgerufen am 20. April 2024
7) Murray VSG et al: Depleted uranium: a new battlefield hazard. Lancet 2002; 360 Suppl: s31-s32
8) Faa A et al: Depleted Uranium and Human Health. Current Medicinal Chemistry 2018; 25: 49-64
9) Lind OC et al: Nanometer-micrometer sized depleted uranium (DU) particles in the environment. Journal of Environmental Radioactivity 2020; 211: e106077
10) Diehl P: Abgereichertes Uran - Abfall der Kerntechnik. Vortrag zur Tagung "Uranwaffen im Kosovo - Fakten und Konsequenzen" in der Evangelischen Akademie Mülheim/Ruhr am 21.-23.1.2000
11) Jiang GCT, Aschner M: Depleted uranium. In: Gupta MC (Ed): Handbook of Toxicology of Chemical Warfare Agents. Academic Press, London 2015: 447-460
12) Gozzi L: Ukraine war: UK defends sending depleted uranium shells after Putin warning. BBC News 2023, 21. March
13) Anon: Radioaktyvus debesis uždengė Lenkijos Liublino vaivadiją ir toliau juda į vakarus? bukimevieningi.lt/ 2023, 17. Mai
14) Nuclear Energy Agency: Kernenergie heute. OECD-Publications, Paris 2006
15) Anon: Beloyarsk BN-800 fast reactor running on MOX. World Nuclear News vom 13. Sept 2022
16) Anon: Russland: experimentelle Brennelemente mit Anteilen an radioaktiven Abfällen hergestellt. Nuklearforum Schweiz, Meldung vom 3. Jan. 2024
17) Klute R: Strom aus Atommüll: Schneller Reaktor BN-800 im kommerziellen Leistungsbetrieb. Nuklearia 9. Dez. 2016
18) BUND Regionalverband Südlicher Oberrhein: Schneller Brüter / Brutreaktor & Plutonium: Gefahren und Risiken. Zuletzt geändert am 14. Jan. 2022
19) Anon: Superphénix. Nucleopedia.org, abgerufen am 30. März 2024
20) Rödel W: Sodium-24 produced by Cosmic Radiation. Nature 1963; 200: 999–1000
21) Samokhin D, Khorasanov G: Reactor with metallic fuel and leas-208 coolant. Procedia Computer Science 2020; 169: 807-812
22) Zhang H: China started operation of its first CFR-600 breeder reactor. International Panel on Fissile Materials 2023, 15. Dec 15
23) Haferburg M: Bericht aus Belojarsk: Energie ohne Ende – und ohne uns. Achgut.com 26. Juni 2019
24) Prial FJ: Antitank rockets are fired at French nuclear reactor. New York Times 20. Jan 1982
25) Záboji N:  Frankreich 1982: Der kostspielige Sozialismus à la française. FAZ, aktualisiert am 13.02.2022