In Mol bouwt het Studiecentrum voor Kernenergie (SCK) volop aan de revolutionaire onderzoeksreactor MYRRHA. Die zou de toxiciteit en de levensduur van hoogradioactief afval kunnen terugbrengen van 300.000 jaar naar 300 jaar. Dat is belangrijk, vooral omdat steeds meer wetenschappers geloven dat kernenergie mee kan bouwen aan een weg uit de klimaatcrisis. Newsweek sprak met Nobelprijswinnaar Natuurkunde Carlo Rubbia, de bedenker van MYRRHA.
Voormalig CERN-directeur Carlo Rubbia lanceerde in 1993 het idee voor de ‘energy amplifier’: een kernreactor die elektriciteit produceert én daarbij bijna volledig zijn eigen kernafval en dat van andere reactoren verbrandt. Het unieke aan dat concept is de loodgekoelde kern. Die kern heeft niet voldoende splijtbaar materiaal om spontaan een kettingreactie in stand te houden. Daarom koppelde Rubbia er een deeltjesversneller aan. De deeltjesversneller vuurt protonen af op een doelwit en maakt op die manier neutronen aan, die de splijtingsreacties in de reactor onderhouden. Dat concept – accelerator-driven systems (ADS) – kreeg destijds wereldwijd veel weerklank, en het onderzoek in dat domein stond sindsdien geen seconde stil. Bij het SCK vervullen ze wereldwijd een voortrekkersrol.
MYRRHA is ’s werelds eerste prototype van een krachtige ADS-onderzoeksreactor. Ze concretiseren dus op semi-industriële schaal de theorieën waartoe Rubbia een belangrijke bijdrage leverde. Dat is een primeur. Over naar Carlo Rubbia zélf.
Wat doet het u dat uw theorie van begin de jaren negentig nu effectief een toepassing krijgt in een onderzoeksreactor?
Carlo Rubbia: ‘Het heeft dertig jaar geduurd voor mijn idee over MYRRHA gerealiseerd wordt. Dat is te lang. Het probleem met nucleair afval is er. Het is onze taak als wetenschappers om maatschappelijke uitdagingen aan te gaan. We zullen geen oplossingen vinden door het verleden te herhalen, maar wel door te blijven ontdekken en de grenzen van kennis te verleggen. MYRRHA is een opmerkelijke, grote onderzoeksinfrastructuur die aan veel fundamentele uitdagingen het hoofd kan bieden. Het project zal ook een invloed hebben op de huidige aanpak om hoogradioactief afval te behandelen en als toegangspoort naar de ontwikkeling van duurzame kernenergie dienen.’
Hoe kan een onderzoeksproject als MYRRHA daarbij helpen?
Rubbia: ‘De MYRRHA-reactor bestraalt hoogradioactief afval, zoals uranium, waardoor het omgezet wordt in middellanglevend afval. Dat wordt ‘transmutatie’ genoemd. Met die methode, die dan natuurlijk op industriële schaal toegepast moet worden, wordt de radiotoxiciteit van langlevend afval teruggebracht van 300.000 jaar naar 300 jaar. Dat zal de berging van dit soort afval in de geologische ondergrond verminderen.’
Hoe groot is volgens u het probleem van kernafval?
Rubbia: ‘Ik zal een voorbeeld geven. In Frankrijk levert het verzamelde kernafval uit de nucleaire centrales een dosis van 1 miljoen sievert per Fransman op, mochten we het verdelen over alle 65 miljoen Fransen. Dat is gigantisch.’ (De sievert is de eenheid voor de dosis ioniserende straling waaraan een mens in een bepaalde periode blootgesteld is, red.) Om dat aan te pakken heeft de wereld MYRRHA nodig. Door de transmutatietechniek kunnen we dat stralingsniveau met een factor duizend verminderen.’
Vandaag komt acht procent van de wereldwijd opgewekte energie van atoomcentrales. Maar dat percentage kan flink omhooggaan: zowat overal, behalve in het Westen, worden nieuwe kerncentrales gebouwd of gepland.
Rubbia: ‘Vooral ontwikkelingslanden investeren in nucleaire centrales. Ik begrijp dat wel. Kijk naar China. De behoefte aan goedkope en stabiele energie-aanlevering is daar enorm. Ze moeten iets doen.’
China en Rusland exporteren hun nucleaire technologie volop naar Afrika en Azië. Loert daar het gevaar niet om de hoek voor een nieuwe nucleaire wapenwedloop als straks al die landen over de techniek en de knowhow beschikken om kerncentrales te bouwen?
Rubbia: ‘Hét probleem is dat we af moeten van uranium als kernbrandstof. (windt zich op) Te veel mensen zijn verliefd op uranium! We moeten de link tussen kerncentrales en uranium doorknippen. Vandaag kun je een kernbom maken van 200 kiloton – twintigmaal sterker dan de bom die Hiroshima trof – met materiaal dat amper 50 kilo weegt. Dat kun je in de koffer van een auto stoppen. Dus we moeten dringend de link tussen kernenergie en kernwapens verbreken.’
‘Vandaag komt 8 procent van de energie wereldwijd uit atoomcentrales. Dat kan flink stijgen’
Hoe doe je dat?
Rubbia: ‘Door uranium als brandstof bijvoorbeeld te vervangen door thorium. Met thorium kun je onmogelijk een kernbom maken. Bovendien is er op aarde evenveel thorium als lood. Het is dus veel goedkoper dan (verrijkt) uranium. Voor een reactor van 1 gigabyte heb je 1 ton thorium nodig.’
Uiteraard kun je het klimaatprobleem niet herleiden tot alleen een verhaal van elektriciteit. Elektriciteit kunnen we opwekken met alternatieven voor fossiele brandstoffen, die al dat CO2 in onze atmosfeer pompen en daardoor voor de versnelde opwarming zorgen. Die alternatieven zijn kernenergie, maar ook bijvoorbeeld windmolens, zonnepanelen en waterkrachtcentrales.
De investeringen in die alternatieven zijn de jongste jaren wereldwijd geëxplodeerd – ook in kernenergie, zij het niet in het Westen. Elektriciteit vormt, mede daardoor, een steeds kleiner deel van het klimaatprobleem. Op dit moment draagt in ontwikkelde landen de energiesector slechts ongeveer een derde bij van de jaarlijkse CO2-uitstoot in verband met energieproductie. We moeten hier extrapoleren en verder dan onze eigen situatie in Vlaanderen kijken, omdat het klimaat nu eenmaal een globale aanpak vereist.
‘Een van de redenen waarom het Westen afstapt van kernenergie is dat het onbetaalbaar zou zijn’
Als je de veeteelt en landbouw ook mee in het plaatje opneemt, is elektriciteit opgewekt uit fossiele brandstoffen verantwoordelijk voor slechts ongeveer een kwart van de jaarlijkse uitstoot. En dat aandeel daalt. De CO2-uitstoot van de energiesectoren is sinds 2005 met 28 procent gedaald. Ondertussen is de uitstoot van andere delen van de economie – transport, landbouw, industrie – met amper 5 procent gedaald.
We hebben momenteel slechts erg gedeeltelijke antwoorden op enkele van de problemen die die sectoren met zich meebrengen – iedereen zou bijvoorbeeld elektrische auto’s kunnen kopen en die met duurzame stroom kunnen opladen. We hebben nog steeds geen geëlektrificeerde manier om vracht, zeker over langere afstanden, te verplaatsen.
Elektrisch vliegen blijft science-fiction. En alle kerncentrales ter wereld kunnen het belang van olie bij bijvoorbeeld de staalproductie niet verminderen. Voor het oplossen van al die problemen is bovendien een openbaar beleid nodig, en eentje dat niet door één land, hoe machtig het ook is, of zelfs door één blok van landen, gevoerd kan worden, maar dat globaal moet zijn. Het vereist ook investeringen van een orde die ongekend is.
Het is dus een illusie om te denken dat een volledige overschakeling naar groene stroom – of die nu opgewekt wordt door atoomenergie of natuurlijke bronnen – ons meteen uit de klimaatcrisis zal helpen, maar alles wat we kunnen doen om tijd te kopen in het klimaatverhaal loont wel degelijk de moeite.
Geloven in de Kerstman
En kernenergie past wel degelijk in dat plaatje. De meeste klimaatwetenschappers zijn het daarover eens. Bij hen James Hansen, de voormalige chief climate scientist van de NASA en de man die al in 1988 met zijn getuigenis voor het Amerikaanse Congres klimaatverandering op de politieke agenda hielp zetten.
‘De suggestie dat we met hernieuwbare energie snel fossiele brandstoffen kunnen afbouwen in de wereld is bijna het equivalent van geloven in de Kerstman’, zegt hij. Hansen, die er zeker niet beschuldigd van kan worden in de zak van de nucleaire lobby te zitten, is ervan overtuigd dat we een nieuwe generatie kerncentrales moeten bouwen. Alleen kernenergie heeft volgens Hansen het potentieel om ‘schone’ (koolstofvrije) elektriciteit te produceren in de enorme hoeveelheden die we de komende decennia nodig hebben.
Hansen heeft het dan over dingen als de ‘integral fast reactor’, een ontwerp dat al tientallen jaren op de tekentafels ligt. Maar hij moet nog gebouwd worden – grotendeels omdat hij als te duur beschouwd wordt. ‘Deze kerncentrale van de vierde generatie’, zegt hij, ‘zou veel veiliger zijn dan wat we nu hebben en zou volledig gevoed worden door de bijproducten van de huidige kerncentrales.’ Snelle reactoren zouden mogelijk 99 procent van hun brandstof verbranden en weinig giftig afval produceren.
‘Andere maar betere’ is zowat de mantra over de hele lijn. Kleinere ook. Na tientallen jaren enorme reactoren gebouwd te hebben in koepels die groot genoeg zijn om een kathedraal in te verbergen, denken nucleair ingenieurs nu veel kleinschaliger. Ze geloven dat een deel van de oplossing voor de energiecrisis afkomstig zal zijn van in de fabriek gebouwde mini reactoren die amper 25 meter lang zijn en met een vrachtwagen op locatie afgeleverd kunnen worden.
Mini-kernreactoren
Fans van kleine modulaire reactoren (SMR’s) zeggen dat ze de problemen van vertraging en kostenoverschrijding die bij de bouw van traditionele reactoren horen, zullen vermijden. En ze rekenen er ook op dat die mini-kernreactoren veel gemakkelijker te financieren zullen zijn.
We moeten op dit moment even iets aanstippen – al was het maar om de euforie van
de voorstanders van het openhouden van onze verslijtende kerncentrales te temperen: alle klimaatwetenschappers die we spraken die pro kernenergie zijn, benadrukken daarbij dat de enige optie is om nieuwe, efficiëntere en veiligere centrales te bouwen.
Dat impliceert zware, bijzonder zware investeringen. Dat is één van de drie struikelblokken waarom het Westen afstapt van kernenergie: het zou onbetaalbaar zijn. Klimaatwetenschappers vinden dat sowieso een non-argument. De gevolgen van de opwarming zullen namelijk immens veel duurder uitvallen, stellen ze. En niet alleen in centen gemeten, ook in menselijk leed.
De twee andere redenen om af te stappen van kernenergie zijn helemaal zuiver politiek van aard. Er is de druk van de giganten uit de fossielebrandstofwereld waaronder politici staan. En er is de electorale druk, de schrik om kiezers te verliezen die kernenergie als gevaarlijk percipiëren.
Wat met de veiligheid? En het afval?
Dat brengt ons bij het aspect veiligheid. Tenminste, afgewogen tegen de klimaatcrisis. Op dat vlak is er ook een consensus, en wel deze: in alle opzichten (klimaatverandering, mijnbouwimpact, lokale vervuiling, zelfs radioactieve lozingen) zijn fossiele brandstoffen honderden keren slechter dan kernenergie. Het aantal doden en zieken als gevolg van kernenergie is verwaarloosbaar, vergeleken met het aantal slachtoffers die de vervuiling van fossiele brandstoffen alleen al veroorzaken.
Niemand zegt dat er geen gevaren gemoeid zijn met atoomenergie. Maar als er veiligheidsmaatregelen in acht genomen worden, is er niet echt een probleem. Vergelijk het met vliegen: de veiligste manier om te reizen vandaag de dag, maar toch kampt 10 tot 40 procent van de volwassenen met een vorm van vliegangst. Voor 14 procent van de Vlamingen is dat een reden om nooit in een vliegtuig te stappen.
Maar wat met het afval? Anno 2019 is ook dat eigenlijk alleen nog een politiek probleem. In casu: not in my backyard. Er zijn ondertussen nochtans verschillende manieren ontwikkeld om hoognucleair afval, dat effectief tot duizenden jaren lang nog gevaarlijk kan zijn, veilig op te slaan.
In Finland bijvoorbeeld, een land dat nog wél inzet op kernenergie, steken ze het in een 5,5 kilometer lange, spiraalvormige tunnel, die op 455 meter onder zeeniveau ligt. De bouwers zeggen dat die constructie minimaal 100.000 jaar lang zal meegaan: lang genoeg om het hoogradioactief afval te laten rijpen tot onschuldige staat.
De afgedankte splijtstofstaven gaan er na een tijdelijke opslag in een gietijzeren huls. Die wordt vervolgens in een koperen buis gestopt. De buis wordt op bijna 500 meter diepte in een rotsschacht geplaatst, die afgevuld wordt met bentonietklei, die nagenoeg ondoordringbaar is voor water. Als alle verticale uitgravingen gevuld zijn, wordt de horizontale toegangstunnel ook volgestort met bentoniet. Het complex wordt afgesloten en vooralsnog op geen enkele wijze gemarkeerd voor toekomstige generaties.
MYRRHA in Mol
Het is een van de oplossingen die er zijn en die werken. Een ander initiatief is bijvoorbeeld de onderzoeksreactor MYRRHA, zoals ze er eentje in Mol in de Kempen aan het bouwen zijn. Die zou de toxiciteit en levensduur van hoogradioactief afval kunnen terugbrengen van 300.000 jaar naar 300 jaar.
Honderd procent veilig bestaat uiteraard ook hier niet, maar het is alweer een verhaal van pragmatisch prioriteren van risico’s. Enerzijds slagen we er niet in om ver genoeg vooruit te kijken en de gevolgen te zien van de klimaatverandering die we door onze levensstijl veroorzaken, die keihard zal toeslaan de volgende decennia en waarvan het menselijk lijden dat die zal teweegbrengen goed gedocumenteerd is. Anderzijds hebben we een panische angst dat er iets zal misgaan met een opslagproces dat – gezien de huidige technieken – radioactief afval voor duizenden jaren neutraliseert. Een ontnuchterende vaststelling: cataclysmische gebeurtenissen die zouden kunnen zorgen dat er iets misgaat met in de juiste grondlagen en diep genoeg opgeslagen nucleair afval zijn van die aard dat de mensheid ze sowieso nooit zou overleven.
Het is ondertussen vier jaar geleden sinds het Klimaatakkoord van Parijs en de wereld schiet al ver tekort bij haar collectieve verplichtingen om de CO2-uitstoot te verminderen. Zelfs als alle landen 100 procent van de reducties zouden bereiken die ze in Parijs beloofd hebben, zou de wereld nergens in de buurt komen van het doel om de temperatuurstijging te beperken tot 2 graden Celsius boven pre-industriële niveaus, laat staan de absurd optimistische 1,5 graad die vooropgesteld werd (maar die we niet mogen overschrijden om bijvoorbeeld de koraalriffen van de aarde redden).
De beter dan verwachte toename van hernieuwbare energie en plannen om te investeren in koolstofafvangtechnologieën zijn een positieve noot. Ook zuiniger omgaan met energie, isoleren, herbebossing en andere stappen zijn belangrijk, maar zullen ons niet in de buurt brengen. Daarvoor zijn al die dingen nodig plus minstens een verdubbeling van de bijdrage van kernenergie in het wereldwijde energieverbruik. Dat, gecombineerd met versneld uitfaseren van fossiele brandstoffen, zal er mogelijk voor zorgen dat de opwarming tegen het eind van de eeuw de twee graden niet overstijgt.
Door Mick Van Loon en Marc Helsen
