Eindigheid van uraniumvoorraad benauwt de kernspecialisten niet

PARIJS, 13 JUNI. Beslissingen over kernenergie kunnen voor eeuwen effect hebben. Voor eeuwig zelfs, als de techniek van de kernfusie ooit voor de dagelijkse energievoorziening kan worden toegepast. Want in een liter water zit een hoeveelheid deuterium, een zware waterstofisotoop, die bij versmelting evenveel warmte oplevert als de verbrand van 60 liter olie. Maar zover is het nog lang niet. Kernfusie is misschien iets voor een volgende generatie, zeggen kernfysici.

Bij kernsplijting, zoals de splijting van uraniumatomen - het proces in kernreactoren - ontstaat behalve warmte hoog radioactief afval dat honderden tot honderdduizenden jaren kan blijven stralen. Met de warmte wordt stoom geproduceerd, die in een turbine wordt gejaagd. De turbine drijft een generator aan die elektriciteit opwekt. Het afval, de afgewerkte splijtstof, kan via opwerking voor een deel weer als nieuwe brandstof dienst doen, maar de gevaarlijke reststoffen moeten veilig worden opgeborgen.

De natuur kent maar een makkelijk splijtbaar element dat geschikt is voor energie-opwekking in kerncentrales: uranium, het zwaarste metaal.

Slechts een fractie van dit uranium (de vorm uranium-235) kan worden gebruikt in de meest gangbare (licht water-) reactoren.

Uraniumerts komt in grote hoeveelheden voor in verschillende werelddelen. De grootste voorraden zijn gevonden in Australie, Zuid-Afrika, de Verenigde Staten, Canada, Brazilie en Niger. Maar een systematische exploratie zoals met kolen, olie en aardgas is nog nauwelijks op gang gekomen.

Volgens een recent rapport van het Atoom Energie Agentschap (NEA) van de OESO en het Internationaal Atoom Energie Agentschap (IAEA) van de Verenigde Naties zijn er voor zeker 40 jaar voldoende voorraden uranium, maar vanaf 2005 zal er wel een aanzienlijk hogere prijs betaald moeten worden voor de grondstof die uit uraniumerts wordt gemaakt (de zogenoemde yellow cake). Rekening wordt gehouden met een stijging van de prijs van 80 dollar die wellicht over tien jaar zal gelden - nu kost een kilo maar 15 dollar - naar 130 dollar per kilo in 2005.

Geoffrey H. Stevens, hoofd van de Nucleaire ontwikkelingsdivisie van het NEA in Parijs, voorziet binnen tien jaar een forse groei in het kernenergievermogen en dus een grotere vraag naar uranium.Bij het huidige aantal centrales is er zeker voor honderd jaar voldoende uranium. Maar persoonlijk ga ik uit van een verdubbeling van het vermogen. Nu komt ruim 20 procent van het elektriciteitsverbruik in de OESO-landen van kernenergie. Bij de huidige kennis over de winbare voorraden moet je aannemen dat bij een matige stijging van het elektriciteitsverbruik in de Westerse landen en Japan van 2,5 procent per jaar en een verdubbeling van het kernegievermogen alle uranium in het midden van de volgende eeuw door afnemers is besteld.''

Dat perspectief van eindigheid benauwt de kernenergiespecialisten niet, want ze vertrouwen op de techniek van snelle kweekreactoren die het tot nu toe niet splijtbare deel van het uranium (de veel algemenere vorm uranium-238) omzetten in brandstof. Stevens: “Tegen het jaar 2050 zul je snelle kweekreactoren nodig hebben. Dat betekent wel dat de research in verband met die optie nu moet worden voortgezet.” Volgens ir. N. Ketti directeur van de Samenwerkende Elektriciteits Producenten in Arnhem, is er bij toepassing van de kweektechnologie voldoende kernbrandstof voor 3000 jaar elektriciteitsopwekking.

Omdat de uraniumvoorraden op het moment hoog zijn en de prijs 15 dollar per kilo bedraagt, maakt niemand haast met de verdere ontwikkeling van kweekreactoren. Duitsland zal er na het drama met Kalkar voorlopig niet aan beginnen, maar het participeert wel in de ontwikkeling van een opese snelle kweker. Frankrijks proefreactor Phenix met een capaciteit van 300 megawatt draait al tien jaar en de Super Phenix is onlangs na een periode van technische problemen weer in bedrijf genomen, zegt Jaques Couture, directielid van Cogema in Parijs, de firma die zorgt voor de hele Franse splijtstofcyclus, van uraniumverrijking tot afvalverwerking. Nederland heeft ooit meebetaald aan de ontwikkeling van de Super Phenix, die een capaciteit heeft van 1200 megawatt.

Verder beschikken alleen Schotland, de Verenigde Staten, de Sovjet-Unie, India en Japan over kweekreactoren, in hoofdzaak proefinstallaties. Als de techniek goed werkt hebben deze reactoren als extra voordeel dat ze bestraalde splijtstof en het gevaarlijke bijprodukt plutonium, afkomstig van gewone kerncentrales, kunnen verwerken. Frankrijk beschikt zelfs over een speciale fabriek om deze 'afvalprodukten' geschikt te maken voor verwerking in de kweekreactor.

Overigens wordt ook gewerkt aan e nieuwe techniek, de Mixed Oxide Fuel Fabrication (MOX) waarmee resten uranium en plutonium uit de bestraalde splijtstofstaven opnieuw in gewone kernreactoren kunnen worden gebruikt.

Uranium-erts moet een reeks bewerkingen ondergaan om er uiteindelijk splijtstofstaven voor gewone kerncentrales van te maken, waarvan de verrijking van uranium-235 tot 3 procent de belangrijkste is. Dat gebeurt met twee verschillende technieken: de gasdiffusiemethode die in Frankrijk en in de Verenigde Staten dt toegepast en de ultra-centrifugemethode die oorspronkelijk door Amerikaanse en Duitse technici is ontwikkeld. Het Nederlands-Duits-Britse concern Urenco beschikt over moderne centrifuges. De techniek wordt ook in de Sovjet-Unie en op kleine schaal in Japan toegepast.

Directeur drs. W.H.J. Tieleman van Ultra Centrifuge Nederland en de Nederlandse verrijkingsfabriek van de Urenco-tak in Almelo wordt geplaagd door de huid overcapaciteit aan verrijkingsarbeid, die het gevolg is van de geringe groei in het kernenergievermogen. Urenco, het enige particuliere verrijkingsbedrijf, heeft circa 10 procent van de wereldmarkt en moet opboksen tegen de grote concurrenten Amerika en Frankrijk. Maar ook de Sovjet-Unie biedt steeds meer verrijkingscapaciteit aan.

Tieleman: “De Russen werken met oude, afgeschreven centrifuges en rekenen daardoor prijzen die ver onder de wereldmarkt liggen. Ze verpesten de markt. Het is eigenlijk te dol. Ide Sovjet-Unie had je eerst Tsjernobyl, wat verschrikkelijk is en terecht een heel negatief effect heeft op de hele nucleaire markt. Maar men werkte wel met een volstrekt mismanagement en fout design. Dat betekent dat in het Oostblok een aantal onveilige centrales wordt gesloten. Op korte termijn krimpt het nucleair vermogen in Oost-Europa daardoor in en het gevolg is een overcapaciteit op hun eigen verrijkingsmarkt. Dat overschot gaan ze nu ook nog eens op de Westerse markt brengen.”

Laagverrijkt uranium, bemd voor de produktie van brandstofstaven voor kerncentrales is een betrekkelijk ongevaarlijk produkt vergeleken bij een veel gevoeliger deel van de kerncyclus, het afval.

Laag-radioactief afval, afkomstig van ziekenhuizen en laboratoria wordt in veel landen in oude mijnen in de diepe ondergrond opgeborgen.

Tot 1982 werd laag- en middel-radioactief afval in zee gedumpt. Duitsland heeft jarenlang zijn laag- en middelactief afval van kerncentrales opgeborgen in verlaten zoutmijn in Asse, op een diepte van 490 tot 750 meter. Frankrijk wil dat in de toekomst ook met hoog-radioactief afval doen, dat uiteindelijk overblijft na het proces van 'opwerking' in een grote fabriek in Cap La Hague aan de Westkust.

Ook Nederland, Belgie, Zweden en de Verenigde Staten doen onderzoek naar ondergrondse berging.

In Frankrijk gaan de bruikbare uranium- en plutoniumresten na het opwerkingsproces weer terug naar de Franse kern- en kweekrJH)actoren.

Volgens Jaques Couture van Cogema heeft Frankrijk na 25 jaar intensief gebruik van kernreactoren nu nog geen half zwembad vol met het overblijvende afval, dat in glas wordt gesmolten en vervolgens in roestvrij stalen cylinders verpakt die voorlopig nog bovengronds in een gekoelde bunker worden opgeslagen. Couture ziet daar geen enkel gevaar in: “Het afval heeft een temperatuur van 200 graden Celsius, maar na veertig jaar is dat nog maar 60 tot 80 graden. Het smeltpunt van glas is 2000 graH)den.”

Opwerkingsfabrieken zijn er alleen in Frankrijk, Engeland, de Verenigde Staten en de Sovjet-Unie. De bouw van de Duitse opwerkingsfabriek in Wackersdorf is stopgezet. Sinds enige jaren sturen de Franse, Britse en Amerikaanse opwerkingsfabrieken het hoog-radioactieve afval dat ze voor derde landen behandelen, terug naar de afzenders. Dat gebeurt ook met de afvalprodukten van de twee Nederlandse centrales. De Commissie Integraal Landelijk Onderzoek Nucleair Afv (ILONA) heeft een eerste onderzoek afgerond. Daaruit blijkt dat bij ondergrondse berging de hoogste stralingsbelasting die op het aardoppervlak mogelijk (onder invloed van natuurlijke processen) na 100.000 jaar optreedt, 2 tot 4 procent van de natuurlijke achtergrondstraling zou bedragen. Alleen bij kunstmatig binnendringen (als mensen al dan niet opzettelijk tot de opbergplaats zouden doordringen) zou een zeer kleine groep een dodelijke straling kunnen oplopeMaar de kans dat dit scenario zich voordoet is volgens de commissie uiterst gering (2 tot 60 maal per een miljard jaar). De publicist Herman Damveld, deskundig op het terrein van kernenergie, heeft de conclusies bestreden. Hij noemt opslag van afval in ondergrondse zoutlagen een onverantwoorde gok, maar de commissie verwerpt dezekritiek.

ILONA werkt nu aan vervolgstudies. Voorlopig wordt de voorkeur gegeven aan bovengrondse opslag. Ook daarvoor heeft Nederland een commissie: de Commissipslag van Radio-actief afval (COVRA) die de bouw van de benodigde bunkers (onder andere in Borssele) voorbereidt. Dr H.

Arnold, directeur van de kerncentrale in Dodewaard, zegt daarover: “Je kunt het afval zo 1000 of zelfs 10.000 jaar bovengronds goed controleren. Technisch gezien kan opslag van informatie over het kernafval ook perfect worden geregeld.”