Hoe werkt het kernsplijtingsproces?
Bij de splijting van een zware atoomkern komen enkele neutronen vrij. Die neutronen hebben een hoge energie en dus een hoge snelheid. Die snelheid is zo hoog, dat ze andere atoomkernen bijna niet zien en er ook niet mee reageren. Als er lichte stoffen in de buurt zijn, dan botsen die neutronen daarmee. Ze verliezen hun hoge energie en na korte tijd zijn ze in thermisch evenwicht met hun omgeving. Een atoomkern van uranium-235 kan gemakkelijk een thermisch neutron absorberen. Onmiddellijk daarna treedt meestal een nieuwe splijting op. Op deze manier is een kettingreactie van splijtende atoomkernen te maken. Niet alle neutronen veroorzaken een nieuwe splijting. Er is ook parasitaire absorptie. In de constructiematerialen, in het water en in het uranium-238. In dat laatste geval ontstaat door transmutatie plutonium-239. Na verloop van tijd vindt de vorming van nog zwaardere radioactieve elementen plaats. Dat zijn de transuranen. Het probleem is, dat enkele van deze transuranen een halfwaardetijd hebben van miljoenen jaren. Zij zijn de oorzaak van het radioactief afvalprobleem.
Een kernreactor van een kerncentrale zit in een reactorvat. Feitelijk een dikwandig drukvat. De reactorkern bestaat uit tienduizenden pijpen, waarin uraniumoxide zit. Enkele honderden pijpen, ook wel staven genoemd, zijn gebundeld tot splijtstofelementen. Het gehalte aan uranium-235 is door verrijking verhoogd tot ongeveer 4%. Jaarlijks is 20 ton laagverrijkt uranium nodig. Tussen de splijtstofstaven en de –elementen bevindt zich water, dat de neutronen afremt. Dat water heet de moderator. Alle splijtstofelementen tezamen vormen de reactorkern. De pijpen zijn van een materiaal, een zirkoniumlegering, dat bijna geen neutronen absorbeert. Door het reactorvat steken een aantal verticale staven, die een neutronenabsorberend materiaal bevatten en die in de reactorkern op en neer kunnen bewegen. Daarmee is de kettingreactie heel precies te beheersen. Precies één en niet meer dan één neutron leidt dan tot een volgende splijting. In vakjargon heet dat, dat de neutronenvermenigvuldigingsfactor precies gelijk aan één is. De reactor is dan kritiek. Een waarde groter dan één leidt tot vermogenstoename. De reactiviteit is dan positief. Een waarde kleiner dan één laat een vermogensafname zien. De waarde van de reactiviteit is dan negatief.
Er bestaan twee typen lichtwaterreactoren. Een waarbij het water gaat koken. De kokendwaterreactor. En een waarbij het water niet gaat koken en waarbij de stoomproductie in een stoomgenerator plaatsvindt. De drukwaterreactor. Dat is het type van Borssele.
