Kernenergie is energie die ontstaat door het vrijkomen van energie die is opgeslagen in de kernen van atomen. Het wordt ook wel atoomenergie genoemd.
Om het op een andere manier te begrijpen, laten we uitgaan van het feit dat er een kracht is die de neutronen en protonen samenhoudt in de kern van elk atoom. Deze kracht kan worden vrijgegeven in de vorm van kernenergie (via kernreacties die we later zullen beschrijven).
Om de kernreactie te genereren, zijn chemische elementen nodig die radio-isotopen worden genoemd. De bekendste is uranium, maar we hebben ook thorium, plutonium, strontium of polonium. Radio-isotopen zijn de onstabiele vorm van een element dat straling afgeeft als het afbreekt en zo een stabielere vorm wordt.
Er is geen enkele vorm van energie die meer controverse veroorzaakt dan kernenergie, vooral vanwege de ongevallen die ermee verband houden. Het is echter belangrijk om te begrijpen hoe het werkt, omdat we op deze manier kunnen begrijpen waarom verschillende landen zoals Frankrijk, de Verenigde Staten en Japan kerncentrales hebben.
Kernreacties
Er zijn hoofdzakelijk twee kernreacties:
- Kernfusie: Het is er een die vrijkomt wanneer kernen van lichte atomen met elkaar worden gecombineerd en op deze manier een stabielere en zwaardere kern genereren. Een voorbeeld van dit type proces is het proces dat van nature wordt waargenomen in sterren zoals de zon.
- kernsplijting: Het gebeurt wanneer een zware kern, waarop neutronen werken, zich splitst in twee of meer kleine kernen, waarbij niet alleen energie (en andere bijproducten zoals fotonen) vrijkomen, maar ook neutronen. Deze kunnen op hun beurt meer splijting veroorzaken wanneer ze in contact komen met nieuwe zware kernen, waardoor een kettingreactie ontstaat.
Voor- en nadelen van kernenergie
De belangrijkste voordelen van kernenergie zijn de volgende:
- Het levert elektriciteit tegen voorspelbare kosten, in tegenstelling tot andere soorten energie, zoals olie, die afhankelijk zijn van internationale prijzen.
- Het is een soort schone energie, omdat het geen vervuiling veroorzaakt, zoals bijvoorbeeld bij de verbranding van steenkool.
- Het is een energie die verschillende toepassingen kan hebben. Normaal gesproken is het bedoeld voor elektriciteitsopwekking, maar het kan ook thermische of mechanische energie produceren, die bijvoorbeeld voor transport kan worden gebruikt.
- Het maakt het mogelijk de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen en andere vervuilende energiebronnen te verminderen.
Kernenergie heeft echter ook nadelen:
- De investering om een kerncentrale te bouwen is erg hoog in vergelijking met bijvoorbeeld een fossiele brandstofcentrale.
- Kerncentrales wekken continu energie op, vanwege de kettingreactie van kernsplijting die we eerder hebben uitgelegd, en het stoppen ervan is erg duur.
- Het is een zeer controversiële vorm van energie, omdat het in het verleden in verband is gebracht met ongevallen met ernstige gevolgen, zoals Tsjernobyl.
- Hoewel het geen vervuiling veroorzaakt, gebruikt het niet-hernieuwbare bronnen als input, bijvoorbeeld uranium.
- Genereert radioactief afval. Dit, als een product van kernsplijting. Dit afval moet dan worden begraven, maar bij het verwijderen kan het milieu worden verontreinigd. Dit kan op zijn beurt schade toebrengen aan dier- of plantensoorten, maar ook aan de menselijke gezondheid (op korte of lange termijn).
Voorbeelden van kernenergie
Enkele voorbeelden van kernenergie zijn:
- Kerncentrales, die elektriciteit opwekken uit het kernsplijtingsproces.
- Kernenergie heeft toepassingen in de geneeskunde, bijvoorbeeld voor bestralingstherapieën die kankerpatiënten krijgen.
- Koolstof-14, dat door archeologen wordt gebruikt om de ouderdom van een fossiel of ander organisch materiaal te bepalen, heeft een radioactieve isotoop.
