Kernenergie

Kernenergie

Kernenergie is een niet-fossiele energievorm waarbij de energie ontstaat door het splijten van een atoomkern (kernsplijting) of door het samensmelten van twee atoomkernen (kernfusie).

Kernsplijting

Elke stof bestaat uit miljoenen kleine deeltjes die men atomen noemt. Een atoom bestaat uit een kern van protonen en neutronen. Deze deeltjes zijn gebonden door de sterke kernkracht. Het kost veel energie om ze uit elkaar te halen. Rond de kern vliegen nog andere deeltjes, de elektronen.

Alle atomen van een chemisch element (bijvoorbeeld ijzer, zuurstof, uranium, plutonium, …) hebben dezelfde chemische eigenschappen. Echter, atomen kunnen verschillen in massa. De atomen van eenzelfde chemisch element met verschillende massa worden isotopen genoemd.
Deze isotopen hebben verschillende fysische eigenschappen. Zo kan het uraniumisotoop met massagetal 235 wel gesplitst worden door een langzaam neutron, terwijl het uraniumisotoop met massagetal 238 niet op die manier gesplitst kan worden.

Bij kernsplijting spat een uraniumatoom in stukken uit elkaar nadat het een neutron heeft geabsorbeerd. Tijdens het uit elkaar vallen van de kern komt heel veel warmte (energie) vrij. Dit komt doordat de kerndeeltjes (protonen en neutronen) in de nieuw gevormde kleinere atomen, sterker gebonden zijn dan in de uraniumatomen. De hogere bindingsenergie komt vrij in de vorm van warmte en straling. Dit noemt men kernenergie.

Als de kern uit elkaar valt, ontstaan er twee nieuwe kernen en twee of drie losse neutronen. De losse neutronen vliegen in het rond en kunnen zelf weer uraniumatomen splijten. Dat noemt men een kettingreactie.

Uranium is de enige stof die in de natuur voorkomt die gebruikt wordt voor kernsplijting. Het zijn de uraniumisotopen 235 en 233 die in aanmerking komen voor kernsplijting. In een kernreactor kunnen ook de kunstmatig aangemaakte stoffen gesplitst worden.

Toepassingen van kernsplijting

De bekendste toepassing van kernsplijting is het opvangen van de warmte die door kernsplijting is ontstaan. Kernsplijting gebeurt in een kernreactor.

De warmte die is ontstaan door de kernsplijting in kernreactoren kan worden gebruikt voor:

  • de productie van elektriciteit;
  • de ontzilting van zeewater;
  • als aandrijving van atoomduikboten;
  • als aandrijving van ijsbrekers;
  • als aandrijving van ruimtetuigen;
  • stadsverwarming.

Behalve de warmte kunnen ook de splijtingsproducten, de stoffen die ontstaan zijn door de kernsplijting, gebruikt worden voor allerlei toepassingen. In sommige daarvoor uitgeruste nucleaire onderzoeksreactoren worden splijtingsproducten door kernsplijting aangemaakt, die daarna in een laboratorium geïndustrialiseerd worden als medische of industriële radio-isotopen. Medische radio-isotopen worden in het lichaam van de patiënt ingespoten voor diagnose of behandeling. Radio-isotopen kunnen ook gebruikt worden in de industrie en de landbouw. Bijvoorbeeld voor het detecteren van lekken, het steriliseren van werktuigen of het steriliseren van landbouwproducten.

Radio-isotopen werden vroeger nog gebruikt in branddetectoren, bliksemafleiders of lichtgevende uurwerken.

Kernfusie

Kernfusie is het samensmelten van atoomkernen tot een nieuwe kern. Dat is niet eenvoudig omdat atoomkernen een gelijksoortige lading hebben. Daardoor stoten de kernen elkaar af wat een mogelijke samensmelting of fusie belemmert.
Het is wel mogelijk om fusiereacties tot stand te brengen als men de kernen voldoende energie meegeeft zodat ze die afstoting overwinnen. Wanneer meer energie vrijkomt dan nodig was voor de samensmelting heeft men een rendabele kernfusie.

Kernfusie is een proces dat ook plaatsvindt in de zon. Het energieproductiesysteem van de zon is echter op aarde niet na te bootsen omdat dit gebeurt bij extreem hoge temperaturen (ongeveer 15 miljoen graden) en extreem hoge drukken.

Een van de grondstoffen van kernfusie is deuterium (een isotoop van waterstof), dat uit zeewater kan gewonnen worden.

Nuttige Links

Contact Center

FOD Economie, K.M.O., Middenstand en Energie
Contact Center

Vooruitgangstraat 50
1210 Brussel

Open van 9.00 tot 17.00 uur

Meer over het Contact Center

Tel.: +32 800 120 33
Fax: +32 800 120 57

Volg de FOD Economie

FacebookExterne linkTwitterExterne link

Dienst Kernenergie

FOD Economie, K.M.O., Middenstand en Energie
Algemene Directie Energie
Dienst Kernenergie

North Gate III
Koning Albert II-laan 16
1000 Brussel

E-mail: nuclear@economie.fgov.be