Nieuws

“Behind Enemy Lines: Koertsjatov’’

kerncentrale-koertsjatov

Nieuwe kerncentrale Koertsjatov in explosieve regio

Auteur: Semloh Kcolrehs

UPDATE 2 JULI 2023

Noot redactie: de auteur van dit artikel wil om veiligheidsredenen niet onder eigen naam publiceren. Identiteit van de auteur bij redactie bekend.

  1. Ondanks aandringen vanuit lezershoek om de identiteit van de auteur bekend te maken blijft de redactie bij haar standpunt om de anonimiteit van de auteur niet te doorbreken. Zeker gelet op de actuele onstabiele situatie in Rusland zou dit tot vrijheidsbeperkende maatregelen voor de bron (kunnen) leiden.
  2. Uit reacties van lezers blijkt dat ze twijfelen aan de technologische know how van de Russen om kernfusie (ipv kernsplijting) te gebruiken in deze centrale. Over het innovatieve kernfusieproces in deze centrale berichten wij in het artikel. De kernfusie know how is zeker aanwezig bij de Russen! We verwijzen naar de site: National Research Center Kurchatov Institute (nti.org) “The Institute is focused on the study of thermonuclear fusion, plasma physics, solid state physics, and superconductivity. One of its newest projects is nanotechnology; the Kurchatov Institute is designated as the lead implementing research organization for Russia’s national research and development strategy in this area. 3 There are 5 operational research reactors and 9 critical assemblies on site at Kurchatov, all of which are powered by highly-enriched uranium fuel (HEU).”

De redactie van TW kreeg een unieke gelegenheid om onlangs in juni 2023 een bezoek aan de Russische Federatie te brengen. De reis ging via Polen en Belarus naar Rusland. Vlak na de Russische grensovergang werd over een afstand van ca. 650 km. een uitdagend ‘binnendoor weggetje’ langs de grens met Oekraïne gevolgd. Dwars door uitgebreide bosgebieden, moerassen en heidevelden. Kenmerkend was de bijzonder slechte staat van de weg en het ontbreken van menselijke aanwezigheid. Continu grote gaten in het asfalt, ontbrekend asfalt, you name it… Maar uiteindelijk na een urenlange rit kwamen we veilig aan in de regio Koersk. Waar we tot onze grote verbazing een complete kerncentrale ontdekten in de regio Koersk. Deze centrale staat nog op geen enkele kaart vermeld. Een goede gelegenheid om eens dieper te graven in de kernenergie situatie van Rusland. Temeer omdat enkele dagen na het bezoek de stuwdam van de centrale bij Zaporizhzhya (een kleine 600 km zuidelijker) doorgestoken werd met de catastrofale gevolgen die we inmiddels allemaal kennen. In de regio Oostelijk Oekraïne/West Russische Federatie staan relatief veel kerncentrales (zie kaartje hieronder}. Hoewel de onderlinge afstanden groot lijken is het onwaarschijnlijk dat een ‘ongeval’ in de ene centrale geen gevolgen heeft voor een andere centrale. Waardoor een soort van nucleaire kettingreactie tussen die centrales niet uit te sluiten is. Kortom, los van de oorlogshandelingen een ‘explosieve’ regio!

Kerncentrale Koertsjatov

De nieuwe (nog niet operationele) kerncentrale in Koertsjatov is een van de meest geavanceerde en veilige ter wereld. Het project is vernoemd naar Igor Koertsjatov, de vader van de Sovjetatoombom en een pionier op het gebied van kernenergie. De kerncentrale maakt gebruik van het type VVER-1400, een drukwaterreactor met een vermogen van 1400 megawatt. Deze reactor heeft een hoge efficiëntie, een lange levensduur en een laag risico op ongevallen. De kerncentrale is ook uitgerust met moderne systemen voor noodkoeling, brandbestrijding en stralingsbescherming. De kerncentrale in Koertsjatov zal een belangrijke rol spelen in de energievoorziening van de regio en bijdragen aan de vermindering van de uitstoot van broeikasgassen. Het is een voorbeeld van hoe kernenergie kan worden ingezet voor vreedzame doeleinden en duurzame ontwikkeling, aldus Rosatom.

Productie capaciteit

De productiecapaciteit van de centrale is afhankelijk van verschillende factoren, zoals de beschikbaarheid van grondstoffen, de weersomstandigheden en de vraag naar elektriciteit. Gemiddeld kan de centrale ongeveer 500 megawatt per uur leveren, wat voldoende is om ongeveer 200.000 huishoudens van stroom te voorzien. De centrale maakt gebruik van verschillende materialen, zoals beton, staal, koper en glasvezel, om een veilige en efficiënte werking te garanderen. De materialen zijn zorgvuldig geselecteerd op basis van hun duurzaamheid, weerstand en kosten.

Rusland is een van de grootste producenten van kernenergie ter wereld. In 2020 bedroeg de totale elektriciteitsproductie in kerncentrales in Rusland 215,746 TWh, 20,28% van de totale stroomproductie.  De bruto geïnstalleerde capaciteit van Russische kernreactoren bedroeg in december 2020 29,4 GW.

Uniek

De kerncentrale in Koertsjatov is een van de meest geavanceerde ter wereld. Het maakt gebruik van een innovatief proces van kernfusie om schone en veilige energie te produceren. Kernfusie is het samensmelten van lichte atomen tot zwaardere atomen, waarbij enorme hoeveelheden warmte en elektriciteit vrijkomen. Dit is hetzelfde proces dat plaatsvindt in de zon en de sterren. Deze kerncentrale kan meer energie leveren dan een conventionele kerncentrale, met minder afval en minder risico op ongelukken of radioactieve besmetting.

Bouwproces

De bouw van de nieuwe kerncentrale was een groot project dat veel inspanning en middelen vereiste. Volgens de officiële gegevens hebben er ongeveer 10.000 mensen aan de bouw gewerkt, die in totaal vier jaar heeft geduurd. De centrale zal naar verwachting in 2025 operationeel zijn en dan zullen er ongeveer 500 mensen werken om de veiligheid en efficiëntie te garanderen. De centrale zal een belangrijke bijdrage leveren aan de energievoorziening en de vermindering van de CO2-uitstoot in het land.

Kerncentrale Koertsjatov ‘by night’ (foto: Technisch Weekblad)

Problemen

Een van de grootste problemen tijdens het bouwproces van de kerncentrale in Koertjatov was het uitvallen van de koeling. De koeling is essentieel om de temperatuur van de reactor te reguleren en een kernsmelting te voorkomen. In 2022 werd de centrale getroffen door een stroomstoring die de koeling onderbrak. Gelukkig kon het personeel snel ingrijpen en de noodgeneratoren inschakelen. Het incident deed denken aan de ramp in Tsjernobyl in 1986, toen een veiligheidstest mislukte en een reactor explodeerde . De kerncentrale in Koertjatov is een van de grootste ter wereld en levert elektriciteit aan miljoenen mensen in Oekraïne (?) en Rusland.

Juni 2023 Kerncentrale Koertsjatov (Koersk). Credit: Redactie Technisch Weekblad

Waarom in die regio?

De bouw van de kerncentrale in Koertsjatov was een strategische beslissing die werd genomen door de Sovjetregering in de jaren 1950. De belangrijkste redenen voor deze keuze waren de volgende:

– Koertsjatov lag in een afgelegen en dunbevolkt gebied, waardoor het risico op radioactieve besmetting van de bevolking en het milieu werd verminderd.

– Koertsjatov was dicht bij de rivier de Irtysj, die een grote hoeveelheid koelwater kon leveren voor de reactoren.

– Koertsjatov was ook een centrum voor nucleair onderzoek en ontwikkeling, waar veel wetenschappers en ingenieurs werkten aan het ontwerp en de verbetering van de kernreactoren.

– Koertsjatov bood een militair voordeel, omdat het een bron van plutonium kon leveren voor de productie van kernwapens.

De kerncentrale in Koertsjatov was dus een belangrijk project dat zowel civiele als militaire doeleinden diende. Het was ook een symbool van de technologische vooruitgang en de macht van de Sovjet-Unie in het nucleaire tijdperk.

Productiecapaciteit kerncentrales Russische Federatie

Volgens Wikipedia beschikte Rusland begin 21e eeuw over 10 kernenergiecentrales met 35 operationele kernreactoren. Ze liggen op twee na allemaal in het Europese deel van Rusland. Alle kernenergiecentrales zijn in handen van Rosenergoatom en dit bedrijf levert ongeveer een vijfde van alle elektriciteit in Rusland. Een andere bron geeft een lijst van 11 operationele kerncentrales in Rusland, en nog enkele die in aanbouw, opgeschort of geannuleerd zijn. De totale capaciteit van de Russische kerncentrales bedraagt ongeveer 30 gigawatt.

Een rangordening van de kerncentrales in Rusland naar productiecapaciteit is als volgt:

KerncentraleProductiecapaciteit (MW)
Balakovo4000
Kalinin4000
Kursk4000
Leningrad4000
Novovoronezh3510
Rostov3400
Smolensk3000
Beloyarsk2712
Bilibino48

Deze rangordening is gebaseerd op de nominale capaciteit van de reactoren en houdt geen rekening met de beschikbaarheid of de beladingsfactor. De kerncentrale van Balakovo had in 2020 de hoogste elektriciteitsproductie met 31,9 TWh, gevolgd door Kalinin met 30,9 TWh en Rostov met 27,6 TWh.

Proces van kernsplitsing

Een kerncentrale is een installatie die elektriciteit opwekt door middel van kernsplijting. Kernsplijting is het proces waarbij de kernen van zware atomen, zoals uranium, worden gesplitst door ze te beschieten met neutronen. Bij elke splijting komen er warmte en nieuwe neutronen vrij, die op hun beurt weer nieuwe splijtingen veroorzaken. Dit heet een kettingreactie.

Om de kettingreactie te beheersen en veilig te houden, wordt er boorzuur toegevoegd aan het water in de reactor en worden er regelstaven in de reactor neergelaten. Deze materialen absorberen de overtollige neutronen en regelen zo de snelheid van de reactie.

De warmte die vrijkomt bij de kernsplijting wordt gebruikt om water te verwarmen tot stoom. De stoom drijft een turbine aan, die op zijn beurt een generator laat draaien. De generator zet de mechanische energie om in elektrische energie, die via het elektriciteitsnet wordt verdeeld.

Illustratie: Rosatom

In de natuur komen twee soorten uranium voor: het niet-splijtbare uranium-238 en het wel-splijtbare uranium-235.

De nummers 238 en 235 staan voor het aantal deeltjes waaruit de kern van deze uraniumsoort bestaat.

Splijtbaar uranium-235 is instabiel. Als een ander klein deeltje (een neutron) dit atoom raakt, valt het uit elkaar. Dit noemen we kernsplijting.

Een kernreactor werkt op een mengsel van ongeveer 96 procent onsplijtbaar (238) en 4 procent wel splijtbaar (235) uranium. Dit mengsel noemen we splijtstof. Per jaar gebruikt EPZ zo’n tien ton splijtstof.

Bij kernsplijting ontstaan vier dingen

1. Warmte
Met de vrijgekomen warmte maken we stoom. De stoom drijft de turbines aan waarmee we elektriciteit produceren.

2. Nieuwe neutronen
Uit de gespleten uraniumkernen ontstaan nieuwe neutronen. Die raken andere uranium-235 kernen. Onder de juiste omstandigheden splijten die ook. Zo ontstaat een kettingreactie. Operators kunnen de kettingreactie sturen: meer of minder vermogen of stopzetten.

3. Nieuwe splijtstof
Onder bepaalde omstandigheden verandert uranium-238 in de reactor in plutonium. Plutonium is wel splijtbaar en gaat meedoen in het kernsplijtingsproces. Het is dus een nuttig bijproduct van het kernsplijtingsproces.

4. Afval en recyclebare restproducten
Na vier jaar is de splijtstof uitgewerkt. Te veel uranium-235 kernen zijn gespleten. Het grootste deel van de splijtstof is echter uranium-238. Dat kunnen we hergebruiken. Net als de plutonium die is ontstaan. In een recyclingfabriek worden de circa 5 procent onbruikbare splijtingsproducten eruit gehaald en verwerkt als afval. De rest (95 procent) wordt gerecycled tot nieuwe splijtstof.

Onderwerp:
DuurzaamheidEnergieMilieu

Meer relevante berichten

Nieuwsbrief
Relevante berichten