Voor het opwekken van kernenergie is uranium nodig. Maar voordat uranium kan worden gebruikt als brandstof in een kerncentrale moeten verschillende stappen genomen worden.
De eerste stap is het mijnen van uraniumerts. Uranium is een veel voorkomende natuurlijke grondstof, en uraniumerts wordt in verschillende landen gedolven. De landen met de grootste uraniumvoorraden zijn Australië, Kazachstan en Canada. Het uraniumerts moet worden verrijkt. Door uranium te verrijken, kan het gebruikt worden in kerncentrales om energie op te wekken. Voordat dit kan, moet het uranium geschikt gemaakt worden voor het verrijken. Dit noemen we conversie. Na conversie wordt het uranium verrijkt. Dit wordt onder andere gedaan door het deels Nederlandse bedrijf Urenco. Tot slot wordt het verrijkte uranium omgezet in splijtstofstaven. De splijtstofstaven worden gebruikt als brandstof in kerncentrales.
Hoe werkt een kerncentrale?
Als de splijtstofstaven aankomen bij een kerncentrale, komen ze te liggen in een reactorvat gevuld met water. In dit reactorvat worden de atoomkernen van uranium gesplitst. Dit heet kernsplijting. Bij kernsplijting komt heel veel warmte vrij. Door deze hitte wordt het water in het reactorvat verwarmd. Het water circuleert onder hoge druk door het reactorvat. Daarmee wordt via een warmtewisselaar stoom gemaakt. Net als in een elektriciteitscentrale wordt met die stoom een turbine aangedreven, waar met een generator elektriciteit mee opgewekt wordt.
Het opgewarmde water moet ook weer worden gekoeld. Het water dat is verwarmd door de splijtingen koelt af door de warmtewisselaar. Daarna stroomt het weer terug zodat het opnieuw warmte op kan nemen van nieuwe splijtingen. De stoom koelt af wanneer het de turbine aandrijft. De overgebleven warmte wordt verder gekoeld met koelwater of koeltorens.
De meeste kerncentrales wereldwijd, waaronder alle kerncentrales in Nederland, België en Frankrijk, zijn van het type drukwaterreactor. In deze reactor wordt met hoge druk gekoeld om te voorkomen dat het water gaat koken. Dit type wordt ook gebruikt in veel nieuwe kerncentrales die momenteel in aanbouw zijn.
De opgewekte energie transporteren
De elektriciteit die in de kerncentrale wordt geproduceerd, wordt via het hoogspanningsnet van TenneT naar lokale gebruikers en de rest van Nederland getransporteerd. In de toekomst kan deze opgewekte elektriciteit mogelijk worden omgezet in andere energievormen, zoals waterstof.
Wat gebeurt er met de gebruikte splijtstaven?
Bij het gebruik van uranium als brandstof voor de kerncentrale ontstaat radioactief afval. Om de hoeveelheid radioactief afval te beperken wordt het gebruikte uranium zoveel mogelijk hergebruikt. Lees meer over radioactief afval uit kerncentrales, en wat hier in Nederland mee gebeurt.