Boekverslag : Uitleg - Kernenergie
Ingezonden Door: Olivier En Arne
Ca
De taal ervan is Overig en het aantal woorden bedraagt 6626 woorden.
De taal ervan is Overig en het aantal woorden bedraagt 6626 woorden.
1. Inleiding
1.1 Wat is kernenergie?
Kernenergie is energie die wordt opgewekt door atomen te splijten. Het begon allemaal op een dag, dat de twee Duitsers Hahn en Strassmann de splijting van uranium-atoomkernen ontdekten.
Kernenergie in 1940/1950
In 1942 werd een experiment gehouden met kernenergie in een reactor. Men …(uitleg) Dit experiment was succesvol! Tijdens en vlak na de wereldoorlog II werd er vooral met kernenergie geëxperimenteerd voor militaire doeleinden (denk maar eens de atoombommen op Hirosjima en Nagasaki!).
Kernenergie na 1950
De toepassingen op kernenergie zijn nu op 2 manieren verlopen:
- er zijn kernreactoren gemaakt die gebruik maken van natuurlijk uranium
- er zijn kernreactoren gemaakt die verrijkt (bewerkt) uranium gebruiken
De verschillende kernreactoren
1. lichtwaterreactoren ( LWR )
Dit is een verzamelnaam voor alle kernreactoren die H2O ( licht water) als koelstof gebruiken. Ongeveer 80% van de kerncentrales in de wereld zijn lichtwaterreactoren. Deze kan je weer onderverdelen in twee typen, namelijk kokendwaterreactor ( Boiling Water Reactor, BWR) en de drukwaterreactor (Pressurized Water Reactor, PWR). Beide reactoren hebben een reactorvat met een reactorkern.
Bij een PWR stroomt het koelmiddel langs de brandstofstaven en geeft dan zijn warmte af. Daarna gaat de vloeistof naar stoomgeneratoren waarin stoom wordt geproduceerd waarmee de turbine wordt aangedreven. Bij een BRW ontbreken de stoomgeneratoren en wordt de stoom al in het reactorvat opgewekt. De druk op het reactorvat is 155 bar, waarmee een temperatuur van 300 ºC wordt bereikt.
2. zwaarwaterreactoren ( ZWR )
Canada heeft een groot deel bijgedragen aan de ontwikkeling van deze reactor. Zij hadden de eerste zwaarwaterreactor, genoemd de CANDU ( Canadian-Determium-Uranium). Door zwaar water als koelstof te gebruiken kan natuurlijk uranium als splijtstof worden gebruikt. Zo hoeft het uranium niet eerst verrijkt te worden.
Het grootste verschil met LWR’s is dat er geen hoge druk op staat.
3. watergekoelde grafietreactoren
De reactor is een Russisch ontwerp dat ook wel wordt aangeduid met de afkorting RBMK.
De RBMK is in het Westen bekend vanwege de kernramp bij Tsjernobyl in 1986. Deze reactor is alleen gebouwd in de landen van de voormalige Sovjet-Unie.
Bij een RBMK kan een veel hoger vermogen worden bereikt dan bij andere reactoren. Dit maakt deze reactor dus gevaarlijk.
4. snelle reactoren
Hier worden de neutronen zo min mogelijk afgeremd.
2. De kerncentrale
De kerncentrale is een plaats waar energie wordt opgewekt door kernsplijting. Hij licht meestal gelegen aan een rivier of een zee voor koelwater. Dit is echter niet de enige reden, want als er een nucleair ongeval gebeurt wil de regering dat dit zo min mogelijk op hun land, dus dicht bij de zee of een landgrens,
gebeurd.
2.1 de delen van de kerncentrale
Een kerncentrale bestaat uit verschillende delen:
De kernreactor
Hier worden de uraniumpastilles(soort van tabletjes, ze zien er ongeveer hetzelfde uit als die bij de apotheker) opgestapeld tot een soort buis, die buizen tot een nog dikkere buis en dan nog een keer al die dikke buizen tot een balk. Hierin gebeurt de “kettingreactie”. De energie die hier vrijkomt wordt gebruikt om water op te warmen tot stoom.
De stoomturbine
Hier doet de stoom die door een leiding van allerlei buizen een turbine draaien waardoor er elektriciteit wordt opgewekt. Deze stoom wordt dan weer tot water herleid door er koud rivierwater door te laten stromen.
de koeltoren
Terwijl het water opnieuw wordt opgewarmd om stoom op te wekken zitten we nu met dat (lichtjes) verwarmd koelwater. In de rivier lozen kan niet, dan zou de temperatuur in de rivier stijgen en alle vissen ouden zo sterven als visfilé. Dus laten ze het verdampen en het overgebleven water (nu koud) lozen ze terug in de rivier.
2.2 Andere aspecten van een kerncentrale
a.het hinderlijk afval
We hebben je uitgelegd dat kernenergie bijna geen luchtvervuiling veroorzaakt (op voorwaarde dat de radioactiviteit in het hart van de centrale blijft). Toch veroorzaakt deze energie een soort van vervuiling. Welke? Het radioactief afval.
Dit komt ook voor in ziekenhuizen of andere plaatsen waar radioactief materiaal wordt gebruikt, maar dan is de afvalhoop veel kleiner. Radioactief afval moet niet alleen op een hele lange manier worden opgeborgen, maar is ook zeer schadelijk voor de gezondheid. Meer hierover straks.
a. de veiligheidsmaatregelen
Veiligheidsmaatregelen zijn goed. Hoe meer, hoe beter. Dit zij er bij een kerncentrale wel vrij veel. Enkele hiervan zijn:
-jodiumtabletten
een van de middelen om zich te beschermen tegen de gevolgen van ioniserende stralen is jodium innemen. Ons lichaam heeft een orgaan dat bijzonder gevoelig is voor radioactief jodium: de schildklier. Bij een nucleair ongeval kan deze stof in grote hoeveelheden in de atmosfeer terechtkomen en daardoor, zeker bij kinderen, schildklierkanker veroorzaken. Om te voorkomen dat het radioactief jodium in de schildklier wordt opgenomen, moeten ( niet-radioactieve weliswaar) jodiumtabletten worden genomen om de schildklier te verzadigen (tot op de rand gevuld). Op deze manier kan de schildklier geen radioactief jodium meer opnemen. Daarom heeft de regering beslist dat mensen die in de buurt wonen van een kerncentrale jodiumtabletten krijgen. Daar het een geneesmiddel is kan e het ook in een apotheker krijgen.
-de kledij
Als je in een kerncentrale werkt, zijn er voorwerpen voor de veiligheid, bvb. deze:
2.3 de eerste kernreactor
De eerste kernreactor werd gemaakt door Enrico Fermi. Hij was een Italiaans natuurkundige, geboren in Rome, 1901. Hij hield zich vooral met atoomfysica.
Vanaf 1938 kreeg hij de Nobelprijs voor de natuurkunde. Hij hield zich met het vraagstuk van de kettingreactie bezig en maakt uiteindelijk en 1942 de eerste reactor in Chicago.
2.4 de verschillende soorten kernenergie
Je dacht misschien dat er maar één soort “kernenergie” bestond, maar er zijn er TWEE. De laatste zijn ze momenteel nog aan het testen, maar dit zou nog een grote vooruitgang kunnen betekenen.
a. kernfissie
Bij deze soort is momenteel het meest in gebruik. Hier wordt de energie verkregen door zogenaamde kernsplijtingen. Maar hoe gaat dat te werk? Om dat te begrijpen geven we je even wat les in natuurkunde.
Elementen
In de natuur komen 92 elementen voor. Vele daarvan kennen we wel: goud, ijzer, nikkel, uranium, waterstof, enzovoorts. Al deze elementen zijn opgebouwd uit atomen; er zijn dus zeker 92 verschillende atomen. Elke atoom heeft een redelijk zware kern, waar er lichtere deeltjes rondcirkelen. Dit zijn elektronen, die negatief gelanden zijn. Wanneer we in de kern kijken, zien we dat deze bestaat uit 2 deeltjes: protonen en neutronen. De protonen zijn positief geladen, de neutronen zijn neutraal. Ze zijn allebei ( ongeveer ) even zwaar.
Periodiek systeem
Alle elementen zijn ondergebracht in een zogenaamd periodiek systeem; een soort bevolkingsregister van de elementen. Het atoomnummer is gelijk aan het aantal protonen in de kern. Het element met de lichtste atomen is waterstof, dat als kern één proton heeft. Daar cirkelt 1 elektron rond. Waterstof heeft dus als atoomnummer 1. 1 van de zwaarste elementen is uranium met atoomnummer 92. Uranium 92 is zelfs zwaarder als lood.
Twee soorten uranium
Uranium wordt in kernreactoren gebruikt als "brandstof". Het woord brandstof is eigenlijk niet volledig juist, want er wordt niets verbrandt zoals bij de klassieke thermische centrales wel gebeurt. Uranium, zoals het in de natuur wordt aangetroffen, is een mengsel van twee soorten uranium; deze verschillen van gewicht.
Ze hebben wel het zelfde aantal protonen in de kern, namelijk 92, (en dus het zelfde atoomnummer 92 ) maar ze verschillen in het aantal neutronen. De ene soort heeft er 143, de andere heeft er 146. Als we nu het aantal protonen bij het aantal neutronen optellen krijgen we de atoommassa.
Bij de ene soort is het dus 92 + 146 = 238, bij de andere is het 92 + 143 = 235.
De tweede soort wordt het meeste gebruikt.
Kernsplijting en kettingreactie
Voor het "kersplijtingsproces" is vooral uranium-235 van belang. Deze is splijtbaar, in tegenstelling tot uranium-238. Voor het proces moeten we de kern van U-235 voorstellen als een bolletje gemaakt uit protonen en neutronen.
neutron
atoomkern
De neutron bots tegen de atoomkern waardoor deze en twee wordt gesplitst. De neutron wordt ook verdeeld in 2 of 3 nieuwe neutronen die weer tegen de nieuwe atoomkernen botsen waardoor er een kernreactie begint!
Het nadeel grootste hiervan is luid en duidelijk: HET AFVAL. En het is dan nog radioactief ook. Daarom zocht man naar een andere manier…
b. kernfusie
We leven in een wereld die nog maar net begonnen is met energie gebruiken. De toename van de wereldbevolking - van zes miljard vandaag naar negen miljard in 2050 - en de snelle ontwikkeling van landen als China en India gaan hand in hand met een enorme toename in de vraag naar energie. Als de natuurlijke energiebronnen dan uitgeput raken, zitten we met een probleem. Daarom zochten wetenschappers naar een andere (propere) energiebron dan kernfissie:kernfusie.
Kernfusie is het samensmelten van de kernen van verschillende atomen, waarbij een ander element wordt gevormd. Wanneer atomen van lichte elementen zoals waterstof samensmelten, komt energie vrij. De zon en sterren halen hieruit al hun energie. Kernfusie is ook de energiebron van een waterstofbom(meer hierover bij wapens). Bij kernfusie blijven, in tegenstelling tot kernfissie, niet noodzakelijk radioactieve materialen achter. Bovendien is kernfusie geen kettingreactie, zodat het proces zeer veilig is. Daarom proberen wetenschappers kernfusie op aarde te ontwikkelen als schone en veilige energiebron. Het doel van het internationaal onderzoek is het maken van een fusiecentrale die voldoet aan de eisen die de maatschappij stelt: veilig, betrouwbaar, ruim voorradige brandstof, minimale milieubelasting en een goede energieproductie. In het laatste decennium is er belangrijke wetenschappelijke en technische vooruitgang geboekt in het fusieonderzoek. Momenteel werkt de fusiegemeenschap aan een groot internationaal fusie-experiment, de ITER. ITER staat voor International Tokamak Experimental Reactor, en is een project tussen Europa, Rusland, de VS, Japan, China en Zuid Korea .ITER, die naar verwachting rond 2015 in bedrijf komt, moet aantonen dat fusie op aarde mogelijk is. Van ITER wordt verwacht dat hij 500 megawatt produceren(wat zéééér veel is).
3. de wapens
Jammer genoeg wordt kernenergie niet alleen gebruikt voor goede doeleinden.
Hierbij denken we aan het grootste voordbeeld: de atoombom. Dit is een vernietigende bom met een allesverwoestende kracht. Jammer genoeg is dit niet de enigste…..
3.1 soorten wapens
- de atoombom
Deze bom kennen jullie al, maar weten jullie hoe hij werkt?
De atoombom kun je eigenlijk vergelijken met een kerncentrale, maar in een atoombom vindt een ongecontroleerde kettingreactie plaats.
Als je dus een bepaalde massa uranium hebt, komt er vanzelf een kettingreactie. Vroeger gebeurde het dus dat als je een atoombom in elkaar zette hij al onmiddellijk ontplofte. De wetenschappers hebben er iets op gevonden: ze maakten twee kamers met elk een aparte lading uranium. Als de bom in de lucht wordt geschoten, gebeuren er kleine explosies in de bom waardoor de twee helften uranium tegen elkaar worden gedrukt. Met rampzalige gevolgen dus.
De 3 gevaren van de atoombom:
Warmte: er komt bij het ontploffen van een atoombom verschrikkelijke warmte vrij
Straling: er komt een zeer radioactieve straling vrij
- de waterstofbom
Deze werd uitgevonden door Edward Tellar, die onlangs is overleden. Deze bom is nog erger dan de atoombom, zo een vijfentwintig keer!!!
Deze wordt ook de kernfusiebom genoemd, omdat hij werkt volgens hetzelfde proces. Men maakt hier gebruik van waterstofdeeltjes, waarvan men de kern versmelt tot een zwaarder element. Gevolg: ontploffing. Aangezien hiervoor grote warmte nodig is, wordt er meestal nog een atoombom in verwerkt!!
4. kernenergie in andere sectoren
Kernenergie wordt niet alleen gebruikt voor energie op te wekken. Je kan kernenergie ook nog gebruiken voor de bvb de geneeskunst. De artsen hebben hiermee een fantastische ontdekking gemaakt! Maar ook voor duikboten kan kernenergie gebruikt worden.
Kernenergie voor duikboten
Kernenergie kan gebruikt worden voor duikboten, de zogenaamde atoomduikboot. Hier worden de motoren aangedreven door reactoren, waardoor deze duikboot maanden kan onderblijven. De eerste atoomduikboot was de USS Nautilus, die in 1959 een reis rond de wereld maakte. Meestal wordt deze duikboot gebruikt voor defensie, want er bevinden zich bijna altijd nucleaire raketten aan boord
Kernenergie in de geneeskunde
Kernenergie wordt ook gebruikt voor geneeskunde, met name voor de oorsprong van ziektes te ontdekken, voor behandeling,… Hierbij denken we aan bvb röntgenfoto’s. In de geneeskunde worden ook zogenaamde 'medische isotopen' gebruikt voor de bestrijding van tumoren. De lichtradioactieve stof molybdeen gebruiken artsen om diagnoses te stellen. In Europa worden jaarlijks ongeveer 7 miljoen patiënten met molybdeen behandeld!
Ook iridium is een gangbaar isotoop en wordt in het lichaam ingebracht om van zeer nabij tumoren te verwijderen. In Nederland worden iridiumnaalden jaarlijks bij ongeveer 10.000 patiënten ingebracht. Andere isotopen worden experimenteel toegepast om dichtgeslibde aderen met een lage dosis te bestralen, waarmee opnieuw dichtslibben wordt voorkomen (restenosisbehandeling). De straling die van deze isotopen uitgaat duurt relatief kort, zodat ze na medisch gebruik geen stralingsgevaar meer opleveren.
Kernenergie in de ruimte
In de ruimte wordt ook soms kernenergie gebruikt, bvb voor satellieten. De meeste werken met zonnepanelen, maar wat moeten ze dan doen als ze eens achter een planeet zitten, waar er geen zon is? Dan maken ze gebruik van een kleine reactor die in de satelliet is gebouwd.
Andere producten
Ook gewone producten kunnen iets te maken hebben met kernenergie.
In Nederland hangen bvb één miljoen rookmelders, waarvan 90 procent licht radioactief materiaal bevat. Het betreft in de meeste gevallen het metaal Americium-241. De straling is echter zeer klein en ongevaarlijk zolang de melder aan het plafond hangt. Het zelfstandig slopen van een melder levert echter wel stralingsrisico's op.
Vanaf 2002 was het voor bouwers verboden om dergelijke rookmelders in nieuwbouwwoningen te plaatsen. In plaats daarvan dienen bouwers optische rookmelders te plaatsen, die momenteel nog aanzienlijk duurder zijn. Vanaf 2005 komt een algeheel verbod op de verkoop van stralingsgevaarlijke melders.
Ook andere producten waarin licht-radioactieve materialen zijn verwerkt, mogen zonder speciaal toezicht worden aangeboden. Het betreft onder meer uurwerken waarvan de wijzerplaten met radiumverf zijn beschilderd, gloeikousjes, antistatische middelen, tritium-gaslampen, keramische tegels, lasstaven en cameralenzen. Elk van deze producten moet voldoen aan strenge Europese normen.
3. grote rampen
Kernenergie is niet altijd zonder gevaar. Hierbij denken we vooral aan grote ongelukken, bvb Tsjernobyl. Daarom wordt er bij kerncentrales zo zorgvuldig en streng gecontroleerd, maar nooit is de kans op een ongeluk volledig weg.
Bijvoorbeeld in Finland werd een kerncentrale gesloten omdat het gewoon hetzelfde ontwerp had als die in Tsjernobyl!!
Hier komen enkele belangrijke ongelukken:
De atoomduikboot Koersk
Drie jaar geleden zonk de kernonderzeeër Koersk in augustus in de Barendszee. Daarbij kwamen 118 bemanningsleden om. Dit gebeurde door twee grote explosies in het voorschip, maar hoe die explosies zij ontstaan is nog altijd niet duidelijk. Men heeft wel vermoedens, maar men is er niet echt zeker van.
Zware storm
Het meer dan 10.000 ton zware wrak lag tot nu toe in een droogdok in de buurt van Moermansk. Van daar ging het eerst naar een ander dok, voordat het door de Bocht van Kola naar zijn laatste bestemming werd gesleept. Op de Russische marinewerf Nerpa gingen slopers de laatste kernreactoren voor de aandrijving verwijderen.
De duikboot werd op vier pontons (drijvers) versleept voor zijn laatste reis – daarna kwam in een zware storm terecht. Daardoor werd één ponton weggeslagen. De kernreactor aan boord was al buiten gebruik en er waren geen geweren aan boord.
Volgens experts is de ramp veroorzaakt door een ontplofte torpedo. De Koersk werd drie jaar geleden oktober geborgen door de Nederlandse bergingsbedrijven Smit Internationale en Mammoet.
Een krantenartikel enkele weken na de ramp
Uit de Russische kernonderzeeër Koersk - die door een Nederlands bedrijf werd opgevist - zijn weer vijf lichamen geborgen. In totaal zijn nu 45 stoffelijke overschotten geborgen. Er zijn ook twee Granit-raketten uit het wrak gehaald.
De meeste lichamen zijn gevonden in het vijfde compartiment van het schip. In
totaal zijn nu veertig stoffelijke overschotten door bergingswerkers uit het wrak gehaald. De Koersk werd op 8 oktober door het Nederlandse bedrijf Smit Internationale van de bodem gevist en naar de havenstad Moermansk gevaren.
De twee raketten zij slechts een klein deel van de lading. Aan boord van de Koersk bevonden zich nog achttien Granit-raketten.
Eerder al werd vastgesteld dat alle bemanningsleden door kolendampvergiftiging om het leven zijn gekomen. De lichamen die zijn gevonden verkeren in goede staat en kunnen dus makkelijk worden geïdentificeerd. Als alles klaar is zal de Koersk tot zinken worden gebracht tussen de andere wrakken van de Russische marine.
Nederlandse bergers zijn als eerst begonnen met het optakelen van de gezonken kernonderzeeër Koersk.
Duikers hebben wat later alle benodigde 26 pluggen geplaatst. Aan die pluggen zatten inmiddels ook al de kabels vanaf de 26 kranen aan boord van Giant-4. Hijs- en transportbedrijf Mammoet ging de komende uren proberen de achterkant van de Koersk omhoog te trekken door de druk op de kabels op te voeren naar 150 ton. Dit zou voldoende moeten zijn om ruimte tussen de zeebodem en het wrak te creëren. Vervolgens werdt een kabel onder de romp gelegd, die door twee sleepboten onder de onderzeeër wordt doorgetrokken. Op die manier hoopten de bergers de zuiging van de zeebodem op te heffen. De mate van die zuiging was voor de bergers nog een heikel punt. Niemand kon precies voorspellen hoezeer de zeebodem haar best zal doen de Koersk vast te houden.
Die operatie slaagde, en de Koersk kon binnen een dag al onder de Giant-4 hangen. De bergers wilden profiteren van het goede weer op de Barentszzee en
het takelen werd dan ook in hoog tempo doorgezet. Als de omstandigheden het toelieten, voer de Giant-4 met de lugubere vracht onder zich zondagnacht al weg van de rampplek. De operatie was daarmee in een stroomversnelling geraakt. Eerder nog leek het erop dat het aanbrengen en testen van de pluggen veel tijd in beslag zou gaan nemen. Maar gelukkig is de apparatuur in staat gebleken de klus te kunnen klaren. Ook het weer zat de afgelopen weken behoorlijk tegen, waardoor uitstel op uitstel volgde. In de Russische media werd ruk gespeculeerd over het afblazen van de operatie voor dat jaar.
,,We zijn niet in staat het schip te verlaten, maar de hoop blijft dat we gevonden en gered worden. Er is dus geen reden tot wanhoop.'' Dat staat in notities van een van de officeren van de gezonken kernonderzeeër Koersk. De notities die op het lijk van de officier zijn gevonden, verschijnen binnenkort in een Russisch boek over de ramp.
De handgekrabbelde notities zijn afkomstig van officier Dmitry Kolesnikov. Zijn lichaam is een van de weinige dat kon worden geborgen na het vergaan van de Koersk vorig jaar. In zijn kleding werden twee vellen met notities over de laatste uren van de bemanning gevonden, waaronder een namenlijst van de 23 mannen die nog langere tijd in leven bleven.
Volgens Russische onderzoekers hadden de 23 overlevenden een goede kans gehad de ramp te overleven, als zich niet een ongeluk in het deels ondergelopen compartiment had voorgedaan. Uit de lijkschouwing is gebleken dat drie mannen zeer ernstige verwondingen hadden, terwijl de overige 20 vrijwel ongehavend zijn gebleven.
Volgens de Russische kapitein en auteur Vladimir Shigin, hebben drie zeelieden geprobeerd een generator op te starten. Die is echter ontploft, nadat een van de mannen een explosieve vloeistof heeft laten vallen. De daarop volgende explosie maakte een eind aan het leven van alle 23 zeelieden. Zonder het ongeluk zouden de mannen het nog zeker tien dagen hebben kunnen uithouden in het compartiment.
Kort voor het ongeluk met de generator schreef Kolesnikov nog dat wanhoop niet nodig was. ,,We moeten vechten voor ons leven, we moeten tijd winnen'',
Jammer genoeg was het toen al te laat.
tsjernobyl
* Optioneel *: extra informatie over het stuk (cijfer, opdracht etc):Extra Het ongeval gebeurde in de nacht van vrijdag 25 op zaterdag 26 april 1986. De oorzaak was een veiligheidsexperiment of risicotest met het vierde deel van de centrale, de laatste die in gebruik was genomen. De reactor sloeg op hol en er volgden explosies, waardoor grote hoeveelheden radioactieve stoffen uit het reactorvat in de atmosfeer terechtkwamen. In het begin hield Rusland deze gebeurtenis stil, zodat andere Europese landen pas door hadden dat er iets mis was als de wind al radioactieve stoffen al weggevoerd had.Zweden had de eerste bewijzen voor het ongeval. In de vroege ochtend van maandag 28 april ontdekte een werknemer van de kerncentrale in Forsmark (circa 100 km ten noorden van Stockholm) bij een controle dat zijn schoenen radioactief waren. Hij meldde dit aan een veiligheidsinspecteur, waarna de bedrijfsleiding voor alle zekerheid alle 700 werknemers van de centrale aan een onderzoek onderwierp. Op de kleding van alle personeelsleden werd een stralingsniveau gemeten dat tot 10 keer zo hoog was als normaal Toen ook een ander onderzoekslab een verhoogd stralingsniveau meette, kregen de Zweden het vermoeden dat er ergens een nucleair ongeval moest zijn gebeurd. Maar waar? Nog diezelfde dag, maandag 28 april, vroeg de Zweedse man om opheldering aan het Staatscomité voor het Gebruik van Kernenergie van de Sovjet?Unie. Hij kreeg te horen dat het instituut niets wist over een ongeval met een nucleaire installatie op Sovjetgrondgebied..
Na het stilzwijgen werd op de avond van 28 april op de Russische staatstelevisie een kort bericht van de pers voorgelezen: "Er heeft zich een ernstig ongeval voorgedaan in de kerncentrale van Tsjernobyl. Een van de reactoren is beschadigd.
Er worden maatregelen genomen om de gevolgen van het incident te beperken. De gewonden worden geholpen. Er is een regeringscommissie ingesteld".
Maar wat was er nu gebeurd?
Het experiment begon in de nacht van donderdag 24 april op vrijdag 25 april met het afschakelen van één van de twee turbine-eenheden. Een dag later, aan het begin van zaterdag 26 april, daalde het vermogen van de reactor plotseling zeer vlug. Om het vermogen weer omhoog te krijgen, trokken de operatoren meer regelstaven uit de reactorkern dan was toegestaan. Desondanks kwam het vermogen niet boven de 200 MW. Vanwege de veiligheidsrisico's had het experiment op dat moment moeten worden gestopt, maar ze besloten om door te gaan met de voorbereidingen. Die beslissing zou uiteindelijk zware gevolgen hebben. Door het te ver uittrekken van de regelstaven werd de kernreactor onstabiel. Het vermogen nam plots snel toe, waarop de verantwoordelijke voor de bediening opdracht gaf om de regelstaven zo snel mogelijk weer in de kern te plaatsen, om de reactor weer onder controle te krijgen. Door het slecht ontwerp van de regelstaven nam het vermogen echter zeer snel toe, tot honderden keren boven het maximale vermogen waarvoor de reactor was ontworpen. Er vormde zich stoom onder een zeer hoge druk en er volgden twee zware explosies die het deksel van het reactorvat optilden. De explosie sloeg een gat in het reactorgebouw; daardoor kregen de radioactieve stoffen in de reactorkern vrij spel. Inmiddels was brand ontstaan in de grafietblokken in de reactor, waardoor grote hoeveelheden radioactieve stoffen hoog in de lucht werden geblazen.
In de eerste uren na de explosie lag de bestrijding van het ongeval geheel in handen van de brandweer. Zowel de bedrijfsbrandweer als enkele regionale brandweermannen probeerden in de vroege uren van zaterdag 26 april met groot gevaar voor eigen leven de ongeveer dertig branden onder controle te krijgen, temeer omdat ook de aangrenzende reactor groot gevaar liep. Op het ogenblik van het ongeval waren 176 mensen werkzaam in de centrale. Buiten werkten nog eens 286 bouwvakkers en technici aan twee nieuwe eenheden (5 en 6) in aanbouw. Twee minuten na de explosie waren dertig leden van de bedrijfsbrandweer al bij de brand. Zes minuten later voegde de brandweer van Pripjat zich bij hen; kort daarna kwamen ook de brandweerkorpsen van Tsjernobil en Polesskoe te hulp, nog later ook het korps uit het ca. 130 km verder gelegen Kiev. Hoewel de brandweerlieden nauwelijks beschermd waren tegen de sterke straling en de enorme hitte (circa 2500 graden C) in de buurt van het brandende gebouw, namen ze allemaal deel aan de bluswerkzaamheden. Onder zeer zware omstandigheden slaagde het team er na zo'n drie uur in om vanaf het dak van de turbinehal de branden onder controle te krijgen; het risico
dat het vuur zou overslaan naar aangrenzende gebouwen werd daardoor minder groot. Intussen nam personeel van de centrale maatregelen om de drie overige eenheden zo snel mogelijk buiten bedrijf te stellen. In de vroege ochtend van zondag 27 april werd de laatste eenheid afgeschakeld. Helikopterpiloten begonnen op zondag 27 april met het bestrijden van de brand vanuit de lucht. Zij kregen d opdracht het vuur in de openliggende krater zo snel mogelijk te doven en de omgeving van de stralingsbron af te schermen door zandzakken en andere materialen af te werpen. Zij gooiden tot en met 2 mei duizenden zandzakken op de brandende kern, in een tempo van 180 vluchten per dag. In totaal lieten zij 2400 ton lood de reactor vallen en zo'n 2600 ton dolomiet (een gesteente bestaande uit magnesium/calciumcarbonaat), borium, zand en klei. Lood, borium en dolomiet moesten de omgeving tegen straling afschermen, terwijl klei zand de reactor moesten afsluiten van zuurstof om nieuw oplaaien van branden te voorkomen
De evacuatie van de bevolking in de omgeving van de centrale kwam laat op gang : zo'n 36 uur na het ongeval begon de evacuatie van de inwoners van Pripjat en van de tientallen boeren in omgeving. Hiervoor werden 1200 bussen ingezet. Steden en dorpen die meer dan 5 km maar minder dan 15 km van de centrale lagen, werden pas zes dagen na het ongeval ontruimd. Hierdoor hebben veel mensen een zeer hoge stralingsdosis opgelopen. Sommige gevolgen zijn nu nog altijd van kracht.
1.Radioactiviteit, wat is dat?
De ruimte bestaat uit materie. Laat ons een stukje materie nemen, bijvoorbeeld een korreltje zout. Als we dit korreltje breken, valt het uit elkaar in kleinere deeltje materie. Als we zo zouden doorgaan, zullen we al snel deeltjes krijgen die we niet met het blote oog kunnen zien… Deze deeltjes zijn uiterst kleine atomen. Ze zijn slechts een 10 miljoenste van een millimeter groot! Sommige atomen kunnen zelf (zonder de hulp van de buitenaf) veranderen in andere materie deeltjes die nog kleiner zijn! Tijdens deze verandering zenden ze, onder andere speciale stralen uit die men ‘ioniserende straling’ noemt. Het is deze verandering met uitzending van ioniserende stralen die men ‘radioactiviteit’ noemt. De ioniserende stralen die uitgezonden worden is de ‘straling’. Bepaalde atomen kunnen in enkele miljoensten van een seconde veranderen, anderen doen daar miljarden jaren over.
2. Dit verschijnsel werd toevallig ontdekt.
De radioactiever straling heeft altijd bestaan. Het is echter pas op het einde van de negentiende eeuw dat een geleerde ontdekte dat sommige mineralen deze vreemde straling konden uitzenden. De Franse fysicus Henri Becquerel was eveneens geboeid door de fotografie. Het is dankzij zijn ( licht gevoelige ) fotografische platen dat Bequerel het bestaan vaststelde van een ioniserende straling. Dit gebeurde allemaal in 1896. Hij had meerdere platen die nog niet behandeld waren, opgeborgen in een kast, waar geen licht bij kon. In deze kast lage stukjes uranium. Hij stelde vast dat de fotografische platen donkere plekken vertoonden, net alsof er licht op geschenen had. Aangezien er alleen uranium bijlag, besloot hij dat uranium ( onzichtbare ) straling uitzond. De Franse geleerde gaf zijn naam aan de eenheid om deze activiteit te meten: de Bequerel (meer uitleg hierover zie je verder ).
3. De oude Belgen waren ook al radioactief.
Sinds het ontstaan van de aarde baadt ze letterlijk in de straling.
Er is overal straling: in het binnenste van de aarde, in de aardkorst, in de atmosfeer en overal in het heelal. Die straling heeft een natuurlijke oorsprong. Ze hoort bij het leven. Van alle stralingen die ons omringen kunnen we er maar een paar van waarnemen met onze zin tuigen: licht, zonnestralen, … De meeste soorten kunnen we niet horen, zien, voelen, proeven of ruiken. Ook radioactieve stoffen zenden straling uit. Deze straling wordt “radioactieve straling” genoemd. Alles rondom is min of meer radioactief en zendt dus straling uit. Zelfs ons eigen lichaam is radioactief. De lucht, de planten, het water, de bouwmaterialen,… bevatten radioactieve stoffen. Dat is al zo sinds het ontstaan van de wereld.
4. Radioactiviteit als werkinstrument.
Radioactiviteit vinden we tegenwoordig in tal van toepassingen. Ze wordt gebruikt om ziekten op te sporen en te genezen, om insectenplagen uit te roeien, om voedsel te bewaren, om de ouderdom van kunstwerken en archeologische vondsten te bepalen. In de venen van Cheshire (Engeland) werd een paar jaar geleden een lijk gevonden. De politie dacht eerst aan een moord. Via de koolstof-14 methode kon de ouderdom van het lichaam vrij nauwkeurig bepaald worden. De oorzaak van de dood was ouderdom.
5. Op reis naar de kern van materie.
Elke materie is zoals een huis opgebouwd uit “bouwstenen”. Die bouwstenen noemen we atomen. Om een huis te bouwen heb je veel stenen nodig. Om materie te vormen zijn massa’s atomen nodig.Een atoom is een uiterst klein maar ingewikkeld bouwsteentje met een kern waarrond deeltjes draaien (elektronen). Je kunt het voorstellen als een minizonnestelsel met de zon in het midden en de planeten die ere rond cirkelen. De kern is op haar beurt samengesteld uit twee soorten deeltjes. Men noemt ze protonen en neutronen.
Zonnestelsel Atoom
Bepaalde atoomkernen zij niet stabiel en geven straling af.
Gewoonlijk is een atoomkern stabiel. Ze blijft zichzelf. In sommige stoffen echter hebben de atoomkernen de neiging om spontaan een aantal veranderingen te ondergaan. Dat gebeurt wanneer het evenwicht tussen de deeltjes in de kern zoek of verstoord zijn. Men zegt in dit geval dat de atoomkern onstabiel is. De onstabiele kern gaat spontaan op zoek naar een nieuw en beter evenwicht. Daarbij zendt ze overtollige energie uit (straling). Dat kan in vorm van deeltjes of golven. Het verschijnsel noemt men radioactiviteit. Het proces waarbij de samenstelling van het atoom verandert en een nieuwe atoom vormt, noemen we radioactief verval.
6. Radioactiviteit verzwakt.
Net zoals een vuur na verloop van tijd uitdooft, vermindert ook de stralingsactiviteit van radioactieve stoffen. Telkens als een atoomkern van een radioactieve stof een verandering ondergaat of vervalt, ontstaat er een andere stof die al dan niet radioactief kan zijn. Het verval gaat zolang door totdat het vervalproduct stabiel is. Er blijft dus steeds minder van de oorspronkelijke actieve stof over.
Radioactiviteit verdwijnt nooit helemaal, maar de hoeveelheid zal op een gegeven moment een niveau bereiken dat als verwaarloosbaar beschouwd mag worden. De tijd waarin de helft van de radioactieve stof verdwijnt, wordt uitgedrukt met het begrip halveringstijd. De halveringstijd zegt dus niet hoelang het duurt voordat een stof niet-radioactief beschouwd kan worden. Halveringstijden kunnen zeer kort zijn (seconden), maar ook heel lang (duizenden tot miljoenen jaren). Aan de waarde van een halveringstijd die typisch is voor iedere stof is niets te veranderen: ze is een fysisch gegeven.
Enkele voorbeelden van halveringstijden:
Zuurstof-15 124 seconde
Jodium-123 13 uur
Jodium-131 8 dagen
Iridium-192 74 dagen
Kobalt-60 5,3 jaar
Cesium-137 30 jaar
Americium-241 432 jaar
Radium-226 1600 jaar
Koolstof-14 5730 jaar
Plutonium-239 24.100 jaar
Uranium-235 704 miljoen jaar
Uranium-238 4,5 miljard jaar
7. Rutherford ontdekt drie soorten stralen
Straling is eigenlijk niets meer dan energie die zich in de ruimte voortbeweegt in de vorm van golven of deeltjes. Die golven en deeltjes worden uitgezonden door een stralingsbron.Een energiebron die ioniserende straling uitzendt, noemen we een radioactieve bron.
Op haar weg door de materie botst de straling op talrijke atomen en moleculen. Door die botsingen verliest ze haar energie. Ze geeft die af aan de stoffen die ze op haar weg tegenkomt. Niet alle straling doet dat op dezelfde manier.
Alfa-, bèta-en gammastralen
Er bestaan verschillende manieren waarop radioactieve stoffen naar meer evenwicht zoeken. Zo ontdekte de natuurkundige Ernest Rutherford drie soorten stralen. Voor het gemak heeft hij ze a-,b- en c-stralen genoemd, maar dan in het Grieks: alfa-, bèta- en gammastralen.
De eigenschappen van de deze stralen verschillen nogal. Alfadeeltjes zijn relatief zwaar en ioniseren sterk. Bètadeeltjes zijn lichter en geven bij hun botsingen minder energie door. Gammastralen zijn elektromagnetische golven. Zij ioniseren het minst, maar dringen het diepst door in de materie.
Alfastralen
Bij alfastralen zijn de energie deeltjes tamelijk groot en zwaar. Hierdoor zijn alfastralen niet zeer doordringend en worden ze snel afgeremd. Een blad papier of een luchtlaag van drie centimeter volstaat om ze tegen te houden. Ze worden met een snelheid van 16.000 km/seconde uit de atoomkern weggeslingerd.
Bètastralen
Bètastralen zijn lichtere energiedeeltjes. Met hun kleinere massa en kleinere groottere dringen ze dieper in de materie binnen. Ze worden bijvoorbeeld tegengehouden door een aluminiumplaat van een paar millimeter dik of door 3 meter licht. Ze worden uit de atoomkern weggeslingerd met een snelheid van 270.000 km/seconde.
Gammastralen
Gammastralen zijn elektromagnetische golven, zonder massa. Ze hebben een groot vermogen om door te dringen in de omringde materie en kunnen maar afgeremd worden zware stoffen zoals ijzer, beton, lood van een paar centimeter tot meer dan een meter dik, afhankelijk van hun sterkte. Zoals alle elektromagnetische golven verplaatsen ze zich met de snelheid van het licht (300.000 km/seconde).
8. De meeteenheid van radioactiviteit.
Licht of warmte kan een mens met zijn zintuigen waarnemen, radioactiviteit en ioniserende straling niet. Straling heeft immers geen kleur, geur en maakt geen geluid. Maar we hebben zeer gevoelig en nauwkeurige apparatuur ontwikkeld om zelfs zeer kleine hoeveelheden straling te kunnen meten.
8.1. Becquerel
De meeteenheid van radioactiviteit is de Becquerel, afgekort Bq. Eén Bq. betekent één vervallende atoomkern per seconde. Het is dus een maat die de hoeveelheid radioactiviteit aangeeft. Als van een stof één atoomkern per seconde vervalt, is die stof een radioactiviteit bron met een activiteit van 1 bq. Een bq is een zeer kleine eenheid. Een paar vbn.: Het water in de oceaan bevat 12 Bq per liter. In ons lichaam zit ongeveer 120 Bq. natuurlijke radioactieve stoffen per kilogram. Een mens van ongeveer 70 kilogram is dus een radioactieve bron van ongeveer 8.500 Bq.
9. Meeteenheid van stralingsdosis.
9.1. Sievert
Er bestaat ook een eenheid voor de stralingsenergie die door het menselijke organisme opgenomen wordt wanneer hij blootgelegd wordt aan straling: de sievert, afgekort met Sv. Meestal gebruikt men een duizendste van een sievert als eenheid, de millisievert, afgekort mSv.Om te weten wat zo’n millisievert concreet betekent, kijken we even naar de straling waarvan we voortdurend blootstaan. Gemiddeld ontvangt ieder van ons in België jaarlijks een dosis natuurlijke straling van circa 3,5 millisievert. Het gaat hierbij om de rechtstreeks uit de ruimte afkomstige straling en die straling die wordt uitgezonden door natuurlijke stoffen in de bodem, in de muren van gebouwen en in ons eigen lichaam.
Gemiddelde stralingsdosis per jaar:
- TV kijken 0.01 mSv
- 1 vliegreis van ong. 10 uur 0.05 mSv
- wonen in betonnen gebouwen 0.35 mSv
- gemiddelde medische blootstelling 0.80 mSv
- natuurlijke straling in België 3.50 mSv
10. Blootstelling aan straling: Bestraling en besmetting.
De mens wordt voortdurend blootgesteld aan ioniserende straling. Ze bereikt ons vanuit het binnenste van de aarde, ze zit in de aardkorst, in de atmosfeer waarin we leven en overal elders in het heelal. Die natuurlijke straling hoort bij het leven en heeft altijd bestaan. We noemen haar natuurlijke achtergrondstraling. Sinds vrij korte tijd maakt de mens er zelf straling bij. Er ontstaat straling bij productie van elektriciteit via kernenergie en bij allerhande toepassing van radioactiviteit. Die kunstmatige straling verschilt in eigenschappen niet van de natuurlijke achtergrondstraling. Men kan bestraald worden bronnen die zich op een zekere afstand bevinden, maar men kan ook aan straling blootgesteld worden door lichamelijk contact met radioactieve stoffen. In dat geval spreekt men van radioactieve besmetting. Bij uitwendige besmetting hechten radioactieve deeltjes zich aan de huid. Bij inwendige besmetting worden radioactieve deeltjes in het lichaam opgenomen. Ze worden ingeademd of ingeslikt, of ze worden via een open wonde in het bloed opgenomen.
Bestraling Uitwendige besmetting Inwendige bestraling
We kunnen bestraald worden Bij contact met radioactief besmette Radioactieve deeltjes kunnen ook
doordat we in de buurt komen van een zaken kunnen radioactieve deeltjes in ons lichaam komen: we kunnen ze
radioactieve bron die straling uitzendt. zich aan onze huid hechten. Inademen, innemen via radioactief besmet voedsel of water, of in ons bloed opnemen via een open wonde.
11. Wat zijn de effecten van straling?
Zoals de zon onze huid kan verbranden, kan ioniserende straling onze cellen aantasten en beschadigen. Of die straling nu van natuurlijke of kunstmatige oorsprong is, de gevolgen zijn dezelfde. We weten dat straling elektronen weg kan slaan uit atomen die ze op haar weg tegenkomt. Die ionisatie kunnen cellen beschadigen. Zulke veranderingen vinden voortdurend plaats, want ons lichaam staat elke seconde aan straling bloot. Maar het lichaam heeft daar een zeer goed herstelmechanisme tegen ontwikkeld. Constant worden nieuwe cellen aangemaakt. Soms kan de schade echter niet ongedaan gemaakt worden. De getroffen cel zal dan afsterven of in een gewijzigde vorm overleven. Ze kan zich bijvoorbeeld op een abnormaal snelle manier vermenigvuldigen. Dan ontwikkelt zich een kwaadaardig gezwel (= kanker). Het risico op schadelijke gevolgen voor de gezondheid is afhankelijk van:
1.De duur van de blootstelling.
2. De sterkheid van de straling.
3. Het type van straling.
12. Hoe beschermen we ons tegen straling?
Als je vreest dat de zon je huid gaat beschadigen, kan je een aantal voorzorgen nemen: onder een parasol of boom gaan zitten, een hoed opzetten of je insmeren met zonnebrandolie met een hoge beschermingsfactor. Met ioniserende straling is het niet anders. Wie met radioactieve stoffen omgaat, moet zich beschermen tegen straling en tegen besmetting. Door uitgebreide onderzoeken weten we veel over straling. Tesamen met de kennis de mens gereedschappen en technieken ontwikkeld om zich te beschermen. Bij die bescherming tegen straling moeten we de volgende zaken goed in het oog houden:
a. Duur van de blootstelling.
Hoe korter de blootstellingsduur, hoe kleiner de stralingsdosis is.
b. Afstand tot bron.
Hoe verder de radioactieve bron verwijderd is, hoe kleiner de dosis is.
c. Afscherming en insluiting.
Water, glas, lood, beton en veel andere materialenschermen straling doeltreffend af. Het insluiten van radioactieve stoffen gaat de verspreiding ervan tegen. Aangepaste kledij en maskers beperken het risico op besmetting. Inwendige besmetting is het gevaarlijkste, want de duur van de blootstelling kan niet beperkt worden, de afstand tot de bron is nul en er is geen sprake van afscherming of insluiting.
1. Hoe ziet radioactief afval eruit?
Bij elke menselijke activiteit ontstaat er afval: in de keuken, in de tuin, in de fabriek, op kantoor… Er ontstaat ook afval bij het gebruik van radioactieve stoffen in geneeskunde, landbouw, industrie en onderzoek en bij de productie van elektriciteit in de kerncentrales. Radioactief afval lijkt sterk op huishoudelijk afval. Het bestaat uit allerlei stoffen, materialen, gereedschappen, toestellen, leidingen, afgebroken installaties, beschermende kledingstukken, ... die niet meer gebruikt kunnen worden en waarvan men zich wilt ontdoen. Er is één groot verschil met het gewone afval: dit afval is radioactief.
2. Waar zit het probleem?
Radioactief afval bevat stoffen die ioniserende stralen uitzenden. Die stralen zijn bijzonder energierijk. Ze kunnen veranderingen aanbrengen in de materie waarin ze doordringen. Daardoor kunnen ze levende weefsels beschadigen en kunnen ze een gevaar betekenen voor onze gezondheid. Zolang de radioactiviteit in het afval niet door natuurlijk verval daalt tot het natuurlijke achtergrondniveau, moet er nauwlettend voor gezorgd worden dat de straling geen schade kan toebrengen aan mens en milieu.
Home - Contact - Over - ZoekBoekverslag op uw site - Onze Boekverslagen - Boekverslag toevoegen