Kerncentrales voor Nederland

De kerncentrales, zoals we die kennen en die voor toepassing in Nederland in aanmerking komen, zijn grote en complexe machines, die veel elektriciteit produceren. De eenheidsgrootte ligt tussen 1000 en 1600 MWe, ofwel tussen 1,0 en 1,6 miljard Watt. Het zijn lichtwaterreactoren. Of drukwaterreactoren, of kokendwaterreactoren. Kenmerkend voor de verschillende typen is, dat de leveranciers er alles aan hebben gedaan om ongelukken te voorkomen en – indien er toch een ongeluk gebeurt – om de gevolgen te beheersen. Ook om te voorkomen, dat de reactorkern, dat is het deel van de centrale waar de kernsplijtingen plaatsvinden, beschadigt. De natuur komt de ontwerpers te hulp, omdat bij lichtwaterreactoren de natuurlijke krachten er al voor zorgen, dat het kernsplijtingsproces niet uit de hand kan lopen. Dat in tegenstelling tot de reactor van Tsjernobyl, die van een geheel afwijkend type was. De veiligheidsfilosofie van de lichtwaterreactor is altijd, dat de ontwerper bepaalde ongevallen, zoals een pijpbreuk, postuleert en vervolgens het ontwerp zodanig aanpast, dat het ongeval goed afloopt. Daarnaast is er een kleine kans, dat bepaalde cruciale componenten, zoals pompen, uitvallen of niet aanslaan, als dat nodig is. Ook daarmee houdt de ontwerper rekening bij het zo veilig mogelijk maken van het reactorontwerp. In de praktijk komt deze veiligheidsfilosofie erop neer, dat de koeling van de reactorkern onder alle omstandigheden is verzekerd. Dat kan op verschillende manieren. Je kunt pompen daarvoor inzetten, maar je kunt ook gebruik maken van de zwaartekracht of van het opstijgen van stoombellen. Het ene ontwerp is gebaseerd op een meer actieve veiligheidsfilosofie en een ander op een meer passieve. Het probleem is, dat de warmteproductie in de reactorkern nog door gaat, nadat het kernsplijtingsproces is uitgeschakeld. Het komt, doordat de radioactieve stoffen, die bij de kernsplijtingen zijn ontstaan, nog vervallen en daarbij straling produceren. Sommige soorten straling zijn een vorm van energie en bij andere komt energie vrij. Die vervalwarmte is 7% van het thermische vermogen kort na het afschakelen van de reactor en 0,1% na een jaar. Voor een kerncentrale met een vermogen van 1000 MWe is dat vermogen van de vervalwarmte 200 MWth respectievelijk 3 MWth. Het wegkoelen van de vervalwarmte is gedurende lange tijd noodzakelijk om te voorkomen dat de reactorkern droog kookt, daarna waterstof produceert en vervolgens smelt. In feite desintegreert. Van experimenten in Frankrijk en van de ongelukken in Harrisburg en Fukushima weten we wat er gebeurt. Een probleem is, dat het kernsmeltmateriaal vanwege de productie van die nawarmte dwars door het reactorvat en vervolgens door de fundering heen smelt, het grondwater bereikt en dat vervolgens besmet. De reactorontwerpen van de verschillende leveranciers hebben voorzieningen, zodat dat ongevalsscenario niet kan gebeuren. De radioactieve stoffen blijven binnen en tasten de fundering niet aan in het geval, dat toch kernsmelten zou plaatsvinden. De statistische kans dat de reactorkern beschadigt raakt, dat wil zeggen geheel of gedeeltelijk smelt, ligt afhankelijk van het ontwerp op eens in de honderdduizend tot eens in de tienmiljoen jaar. Het is van groot belang om zodanig te ontwerpen, dat de reactor niet alleen is beschermd tegen ongelukken van binnen uit, zoals een breuk in een koelmiddelleiding, maar ook tegen invloeden  van buiten af, zoals bijvoorbeeld een neerstortend vliegtuig. Alle westerse reactorontwerpen beschikken daarom over een gebunkerd reactorgebouw, het containment. Dat gebouw bestaat uit een binnen– en een buitencontainment. Daarnaast is er veel aandacht voor het opsplitsen van essentiële veiligheidsfuncties in een aantal parallelle systemen, die ruimtelijk gescheiden zijn. Als een deel van zo’n systeem beschadigd raakt en uitvalt, dan nemen de andere delen het over. De veiligheid is daardoor niet in het geding. De reactorleveranciers geven op verschillende manieren vorm aan de wijze, waarop hun reactorontwerpen voldoen aan de veiligheidseisen. Bij de onderstaande beschrijvingen van een drietal drukwaterreatoren is daar nader op ingegaan. Ze zitten in de voorselectie, die Minister Jetten (Klimaat en Energie) maakte en waarover hij de Kamer informeerde met zijn brief van 29 juni 2023.