English version: scroll down

Radioactieve grondstoffen ontstonden tijdens de oerknal. Tegelijkertijd met de sterren en onze zon. Als verspreidde grondstof niet alleen in sterren, maar ook in afkoelende planeten. Kernenergie is zonne-energie. Vijftig jaar geleden – 25 oktober 1973 – werd kerncentrale Borssele in gebruik genomen. Deze centrale van 485 Megawatt heeft probleemloos 184 miljard kilowattuur (TWh) aan elektriciteit geleverd. In Finland is dit jaar kerncentrale Olkiluoto 3 in bedrijf gekomen met 1600 Megawatt continu vermogen. Gaat zestig jaar produceren en met de huidige energieprijzen is de terugverdientijd drie jaar. En Finland heeft voldoende ondergrondse opslag om kernafval langer dan 100.000 jaar gegarandeerd veilig op te slaan. 

Angst of de positieve effecten

Radioactieve straling is overal. De achtergrondstraling in Nederland is 1,6 mS per jaar, maar in Finland 7,5 mS en noord Iran zelfs 260 mS. In een eerdere blog ‘Elektrosmog’ schreef ik dat er natuurlijke plaatsen op aarde zijn met meer straling dan Tsjernobyl; zoals sommige Braziliaanse stranden waar dagelijks duizenden mensen verpozen.Tijdens een vliegreis of skivakantie ontvang je de straling van een CT-scan. Een roker inhaleert gemiddeld 160 mS per jaar, 100 maal meer dan onze gemiddelde achtergrondstraling, 22 maal meer dan een CT-scan en zelfs hoger dan de huidige straling van Hiroshima, Tsjernobyl en Fukushima bij elkaar.

Straling is natuurlijk. Onze aarde en ook ons eigen lichaam bevatten radioactieve stoffen, die straling uitzenden. Onze huizen van steen en beton zijn radioactief. Iedereen staat continu bloot aan natuurlijke stralingsbronnen. Dat is altijd al zo geweest. Maar ‘overmaat schaadt’. Dat geldt voor alles en dus ook voor straling. Er is twijfel of ‘volkomen stralingsloos’ zelfs schadelijk is, de zogenaamde stralingshormese: er zijn mensen die door extra straling juist minder kanker en leukemie kregen. Foute cellen die bij celdelingen ontstaan, verzwakken door achtergrondstraling sneller waardoor ons afweersysteem ze veel makkelijker kan opruimen. Ook uit onderzoek bij het KWF blijkt dat zelfs beperkte straling als een ‘soort vaccin’ zinvol is voor ons afweersysteem. Dus natuurlijke straling is niet alleen normaal maar waarschijnlijk zelfs nodig voor een gezonde celdeling en een gezond leven. 

Van oerknal tot aarde

Ongeveer 4,6 miljard jaar geleden – de oerknal was ruim 9 miljard jaar geleden – spatte een ster uit elkaar. Er ontstond een enorme gaswolk en uit samenklontering ontstond onder andere onze zon en aarde. Bij de explosie van de ster kwam een enorme hoeveelheid energie vrij en door fusie ontstonden toen zware elementen als lood en uranium. Onze afkoelende aarde stond bloot aan enorme hoeveelheden meteorietbombardementen van rondzwervend ‘ruimtepuin’ die ook veel zware metalen aanvoerden. De grootste inslag splitste zelfs de maan af van onze aarde. En omdat er geen zuurstof was, was er nog geen atmosfeer en veel ultraviolette straling, waardoor landleven geen kans maakte.

Pas tijdens het Proterozoïcum ontstond onze atmosfeer door eencellige groenalgen die diep in de zee zuurstof produceerden. In die perioden waren ijstijden heel normaal, waarbij gletsjers zelfs tot in de buurt van de evenaar kwamen. In die tijd ontwikkelden zich de eerste meercellige organismen. Maar de atmosfeer bevatte nauwelijks zuurstof en dus ook weinig ozon, dat dodelijke kosmische straling tegenhoudt. Het oercontinent lag ter hoogte van de zuidpool en brokkelde langzaam uit elkaar. Ons land lag toen ter hoogte van Argentinië en we hadden een subtropisch klimaat. Tijdens de continent-verschuivingen zijn we uiteindelijk op het noordelijk halfrond beland, werd de atmosfeer zuurstofrijker en vriendelijker en werd 500 miljoen jaar geleden eindelijk landleven mogelijk. 

Wat is uranium?

Uranium is een metaalachtig, zilvergrijs element en komt als natuurlijke grondstof voor als oxide (U₃O₈). De reserves van uranium liggen in de US, Canada, Zuid Amerika, Australië, Centraal Azie en Africa. Afgelopen jaar varieerde de marktprijs tussen ongeveer zestig en honderdveertig dollar per kilo. Door verrijking wordt het splijtbare deel van 0,7% verhoogd tot 5 % en wordt bruikbare brandstof voor kerncentrales. Een opgewerkte kilo kost enkele tienduizenden dollars en levert vierentwintig miljoen kWh elektriciteit op: genoeg om 7000 huishoudens een jaar van stroom te voorzien. Voor onze 7 miljoen huishouden is dus 1.000 kilo voldoende. 

Uranium heeft de grootste energiedichtheid van alle ‘brandstoffen’ op aarde. Een kilo kolen levert 8 kWh, een kilo olie 12 kWh en een kilo uranium 24.000.000 kWh. Drie miljoen keer zoveel als olie of kolen. Ook wat betreft de dure, vervuilende en energieverslindende mijnbouw en het transport van die grondstoffen, scoort uranium enorm goed. Bijna een no-brainer zou je als nuchtere geoloog en ingenieur zeggen. En toch is er een kleine groep activisten die gebruikmaken van de onzichtbare angst om kernenergie in een kwaad daglicht te blijven stellen. 

Kernenergie is zonne-energie

Uranium is de erfenis van een ontplofte zon waarvan (ook) stukjes op aarde zijn gekomen. Dus we hebben ongebruikte brandstof van een zon ter beschikking om zonder CO₂, waar sommigen zich grote zorgen om maken, weinig vervuilend en nauwelijks energieverslindend elektriciteit te maken. In een eeuw dat we terecht verder willen elektrificeren geen klein bier zou ik zeggen. We zien ook dat landen die wel voor kernenergie kozen, minder vervuiling, minder CO₂ uitstoot en veel lagere energieprijzen hebben. Kerncentrales zijn al decennialang veilig en worden alleen maar beter en duurzamer. 

Elke energiebron heeft voor- en nadelen. Over de voordelen van kernenergie is iedereen het wel eens. Vanuit de belasting van ons milieu en leefomgeving is de overstap van kolen en olie op gas en kernenergie een logische ontwikkeling. In mijn ogen ook de belangrijkste drijfveer voor onze huidige energietransitie. Passend in het eerdere afscheid van de wisselende windenergie, die we noodgedwongen vòòr de veel efficientere stoommachine moesten gebruikten. Ook passend in het afscheid van het vervuilende hout, turf, bruinkool, steenkool en olie als brandstof. De logische stap voorwaarts was en is een steeds hogere energiedichtheid en minder vervuilende uitstoot. Zowel gas als kernenergie passen heel logisch in die volgorde. 

Prijs en sustainabiliteit

Kernenergie geeft alleen ‘broeikasgassen’ af tijdens de bouw, mijnbouw, brandstofverwerking, onderhoud en ontmanteling. Ongeveer evenveel als zonnepanelen geven en ongeveer 5 procent van een aardgasgestookte elektriciteitscentrale. Daarnaast werken kerncentrales met veel hogere capaciteitsfactoren dan hernieuwbare energiebronnen of fossiele brandstoffen. Ze hebben een gemiddelde capaciteitsfactor van 92,3 procent, wat betekent dat ze 336 van de 365 dagen per jaar op vol vermogen draaien. De rest van de tijd is meestal gepland onderhoud. Op het gebied van prijs en betrouwbare levering is kernenergie de onvolprezen winnaar.

Kernenergie stoot ook minder straling in het milieu uit dan welke andere belangrijke energiebron dan ook. Dit klinkt paradoxaal, maar steenkool levert enorm veel radioactieve vlieggassen op en is de grootste bron van radioactieve emissies in het milieu. Nog een reden snel van bruinkool en steenkool af te stappen. Windmolen-magneten bevatten sterke magneten van neodymium waarvan niet alleen de winning veel radioactief afval genereert, maar elke windmolen levert – naast alle gevaarlijke fijnstof van versleten wieken – uiteindelijk dus ook nog 3 ton aan radioactief afval op. Dan is kernenergie als eerlijke zonnebrandstof nog niet eens zo’n slechte keuze . . .  

Photo by Dan Meyers on Unsplash

Nuclear Fuel Was Born During the Big Bang

Radioactive raw materials originated during the Big Bang—at the same time as the stars and our sun. They spread not only into stars but also into cooling planets. Nuclear energy is solar energy. Fifty years ago—on October 25, 1973—the Borssele nuclear power plant was commissioned. This 485 Megawatt plant has reliably produced 184 billion kilowatt-hours (TWh) of electricity. In Finland, this year the Olkiluoto 3 nuclear plant entered operation with a continuous output of 1600 Megawatts. It will produce for sixty years, and with current energy prices, the payback time is only three years. Finland also has sufficient underground storage to keep nuclear waste guaranteed safe for more than 100,000 years.

Fear or Positive Effects

Radioactive radiation is everywhere. Background radiation in the Netherlands is 1.6 mS per year, but in Finland it is 7.5 mS and in northern Iran even 260 mS. In an earlier blog Elektrosmog I wrote that there are natural places on earth with more radiation than Chernobyl; such as certain Brazilian beaches where thousands of people spend time every day. During an air flight or ski holiday, you receive the same radiation as from a CT scan. A smoker inhales an average of 160 mS per year—100 times more than our average background radiation, 22 times more than a CT scan, and even higher than today’s combined radiation levels of Hiroshima, Chernobyl, and Fukushima.

Radiation is natural. Our earth and even our own bodies contain radioactive materials that emit radiation. Our houses of stone and concrete are radioactive. Everyone is continuously exposed to natural sources of radiation. That has always been the case. But “too much harms.” This applies to everything, including radiation. There is even doubt whether being “completely radiation-free” might be harmful—the so-called radiation hormesis theory: some people exposed to extra radiation actually developed less cancer and leukemia. Faulty cells formed during cell division may weaken faster under background radiation, making it easier for our immune system to eliminate them. Research from the Dutch Cancer Society (KWF) also suggests that limited radiation, as a “kind of vaccine,” strengthens our immune system. So natural radiation is not only normal but probably even necessary for healthy cell division and a healthy life.

From Big Bang to Earth

About 4.6 billion years ago—the Big Bang had been more than 9 billion years earlier—a star exploded. A massive gas cloud was formed, and from its clumping emerged our sun and earth. The star’s explosion released enormous amounts of energy, and fusion created heavy elements such as lead and uranium. Our cooling earth was bombarded by meteorites—wandering “space debris”—which also delivered heavy metals. The largest impact even split off the moon from the earth. And because there was no oxygen, there was no atmosphere and much ultraviolet radiation, making land-based life impossible.

Only during the Proterozoic era did our atmosphere arise, created by unicellular green algae deep in the oceans that produced oxygen. Ice ages were common in that period, with glaciers reaching close to the equator. The first multicellular organisms evolved, but the atmosphere contained very little oxygen and thus little ozone to block deadly cosmic radiation. The supercontinent was located near the South Pole and slowly broke apart. At that time, our landmass was near Argentina with a subtropical climate. Eventually, continental shifts brought us to the northern hemisphere, the atmosphere became richer in oxygen and more hospitable, and 500 million years ago, land-based life finally became possible.

What Is Uranium?

Uranium is a silvery, metallic element that naturally occurs as an oxide (U3O8). Uranium reserves are found in the US, Canada, South America, Australia, Central Asia, and Africa. Last year, market prices fluctuated between about sixty and one hundred forty dollars per kilo. Through enrichment, the fissionable portion of 0.7% is increased to 5%, making it usable as fuel for nuclear power plants. A reprocessed kilo costs several tens of thousands of dollars and produces twenty-four million kWh of electricity—enough to power 7,000 households for a year. For our 7 million households, only 1,000 kilos would be sufficient.

Uranium has the highest energy density of all “fuels” on earth. A kilo of coal provides 8 kWh, a kilo of oil 12 kWh, and a kilo of uranium 24,000,000 kWh—three million times as much as coal or oil. Even when factoring in the costly, polluting, and energy-intensive mining and transport of these raw materials, uranium scores incredibly well. Almost a no-brainer, as a sober geologist and engineer might say. And yet, a small group of activists continues to exploit invisible fears to paint nuclear energy in a negative light.

Nuclear Energy Is Solar Energy

Uranium is the legacy of an exploded sun, fragments of which also ended up on earth. Thus, we have the unused fuel of a sun at our disposal to generate electricity with minimal pollution, without CO2—which some worry about—and without much energy input. In an age where electrification is rightly accelerating, this is no small matter. We also see that countries which chose nuclear energy have less pollution, lower CO2 emissions, and much cheaper energy. Nuclear power plants have been safe for decades and continue to become safer and more sustainable.

Every energy source has advantages and disadvantages. On the benefits of nuclear energy, most agree. From an environmental and living space perspective, the transition from coal and oil to gas and nuclear energy was a logical step. In my view, it is also the main driver of our current energy transition. It fits with our earlier farewell to the fluctuating wind energy that we were forced to use before the much more efficient steam engine. It also fits with leaving behind polluting wood, peat, lignite, coal, and oil as fuels. The logical step forward was and still is higher energy density with less polluting emissions. Both gas and nuclear energy fit perfectly into that progression.

Price and Sustainability

Nuclear energy only emits “greenhouse gases” during construction, mining, fuel processing, maintenance, and decommissioning—about the same as solar panels and about 5% of a natural gas-fired power plant. Nuclear plants also operate with much higher capacity factors than renewables or fossil fuels. They have an average capacity factor of 92.3%, meaning they run at full power 336 out of 365 days a year. The remaining time is usually for scheduled maintenance. In terms of price and reliability, nuclear energy is the undisputed winner.

Nuclear power also releases less radiation into the environment than any other major energy source. This sounds paradoxical, but coal emits enormous amounts of radioactive fly ash and is the largest source of radioactive emissions worldwide. Yet another reason to quickly abandon lignite and coal. Wind turbine magnets require neodymium, whose mining generates large amounts of radioactive waste, and each turbine—besides the hazardous fine dust from worn blades—eventually produces around 3 tons of radioactive waste. In that light, nuclear energy as an honest “solar fuel” may not be such a bad choice after all…