We maakten de fout om  kernenergie te verwarren met kernwapens, alsof alle nucleaire technologie kwaadaardig is. Ik denk dat dat net zo’n grote fout is als wanneer je nucleaire geneeskunde en nucleaire wapens door elkaar haalt.

Patrick Moore, voormalig directeur van Greenpeace International

Er zijn twee soorten kernenergie. Kernsplijting is de soort die wij kennen en waarvan we weten hoe die gebruikt moet worden in elektriciteitscentrales; Kernsplijting gebruikt het uitzonderlijk zware element uranium, als

brandstof. Kernfusie is de soort die we nog niet kennen en waarvan we nog niet weten hoe die geïmplementeerd moet worden in elektriciteitscentrales; kernfusie zal lichte elementen, vooral waterstof, als brandstof gebruiken. Kernsplijtingsreacties splitsen zware kernen op in middelgrote kernen, waarbij energie vrijkomt. Fusiereacties smelten lichte kernen in middelgrote kernen, waarbij ook energie vrijkomt.

Beide vormen van kernenergie, kernsplijting en kernfusie hebben een belangrijke eigenschap: de beschikbare kernenergie per atoom is ongeveer één miljoen keer groter dan de chemische energie per atoom van typische brandstoffen. Dit betekent dat de hoeveelheden brandstof en afval die moeten worden behandeld in een kernreactor tot een miljoen keer kleiner kan zijn dan de hoeveelheden brandstof en afval bij een gelijkwaardige centrale op basis van fossiele brandstoffen.

Laten we proberen deze ideeën te bespreken op de schaal van een persoon. De totale massa van de fossiele brandstoffen gebruikt door “de gemiddelde Britse persoon” is ongeveer 16 kg per dag (4 kg steenkool,4 kg olie en 8 kg gas). Dat betekent dat elke dag een hoeveelheid fossiele brandstoffen met hetzelfde gewicht als 16 liter melk uit een gat in de grond wordt gehaald, ergens naartoe wordt getransporteerd, en vervolgens wordt verwerkt en verbrand in uw naam. Het gemiddelde Britse gebruik van fossiele brandstof creëert iedere jaar 11 ton afval in de vorm van koolstofdioxide; dat is 30 kg per dag. In het vorige hoofdstuk we hebben het idee geopperd om koolstofdioxide af te voeren en te comprimeren in vaste of vloeibare vorm, en deze ergens naar te brengen waar we er geen last van hebben. Stelt u zich voor dat  iedereen verantwoordelijk zou zijn voor het vastleggen en verwerken van z’n eigen kooldioxide-afval. 30 kg kooldioxide per dag is aanzienlijk. Elke dag een rugzak vol – met hetzelfde gewicht als 30 liter melk! Daarentegen, in een standaard kernreactor is de hoeveelheid natuurlijk uranium die nodig is om evenveel energie te produceren als met 16 kg fossiele brandstoffen : 2 gram; en het resulterende afval daarvan weegt één vierde van een gram. (Deze 2 g uranium is overigens niet zo klein als een miljoenste van 16 kg per dag, omdat de reactoren van vandaag minder dan 1% van het uranium verbranden.) Om 2 gram uranium per dag te leveren, zouden de mijnwerkers in de uraniummijn ongeveer 200 g erts per dag moeten delven. Dus de materiaalstromen die kernreactoren in- en uitstromen zijn klein, ten opzichte van fossiele brandstof. “Klein is mooi,” maar het feit dat de hoeveelheid kernafval klein is, wil nog niet zeggen dat het geen probleem is; het gewoon een “prachtig klein” probleem.

milioen ton uranium
Australia	1.14
Kazakhstan	0.82
Canada	0.44
USA	0.34
South Africa	0.34
Namibia	0.28
Brazil	0.28
Russian Federation	0.17
Uzbekistan	0.12
World total (conventional reserves in the ground)	4.7
Phosphate deposits	22
Seawater	4500

Tabel 24.2. Bekende uranium reserves. Het bovenste gedeelte van de tabel toont de “redelijk gegarandeerde bronnen” en “mogelijke voorraden”, winbaar tegen een kostprijs van minder dan $ 130 per kg uranium,  op 1 januari 2005. Dit zijn de geschatte voorraden in gebieden waar onderzoek heeft plaatsgevonden. Er is ook 1,3 miljoen ton verarmd uranium opgeslagen, al bijproduct van eerdere uraniumactiviteiten.

“Duurzame” energie met kernsplijting  

Figuur 24.1 laat zien hoeveel elektriciteit in 2007 met kernenergie wordt geproduceerd in de landen die over kernenergie beschikken.

Kan kernenergie “duurzaam” zijn? Afgezien van de gebruikelijke vragen over veiligheid en afvalverwerking, is een belangrijke vraag of de mensheid generaties lang zou kunnen leven met kernsplijting. Hoe groot  zijn wereldwijd de voorraden aan uranium en andere splijtbare brandstoffen? Hebben we alleen voor enkele tientallen jaren uranium, of hebben we genoeg voor duizenden jaren?

Om een “duurzaam” vermogen uit uranium te schatten, nam ik de totale hoeveelheid winbare uranium in de bodem en in het zeewater, eerlijk verdeeld over 6 miljard mensen, en vroeg me af “hoeveel kunnen we hiervan per persoon per dag gebruiken gedurende een periode van 1000 jaar?”

Bijna al het bruikbare uranium bevindt zich in de oceanen, niet in de grond: zeewater bevat 3,3 mg uranium per m3 water, wat neerkomt op 4,5 miljard ton wereldwijd. Ik noemde het uranium in de oceaan “winbaar” maar dit is een beetje onnauwkeurig – de meeste oceaanwateren zijn vrij ontoegankelijk, en de oceanen transportband ( thermohaliene circulatie) rolt slechts eenmaal per 1000 jaar of zo de wereld rond; en niemand heeft tot nu toe de extractie van uranium uit zeewater op een industriële schaal toegepast. Daarom maken we twee afzonderlijke schattingen: eerst gebruiken we alleen gedolven uranium, vervolgens gebruiken we ook het uranium uit de oceanen.

Het uraniumerts in de grond dat winbaar is tegen prijzen van minder dan 130 euro per kg uranium is ongeveer een duizendste hiervan. Als de prijzen hoger zouden zijn dan 130 euro per kg dan zouden fosfaatafzettingen die een lage concentratie aan uranium bevatten economisch ook winbaar worden. Winning van uranium uit fosfaten is goed mogelijk en werd al voor 1998 in Amerika en België gedaan. Voor de schatting van gedolven uranium, voeg ik zowel het conventionele uraniumerts en dat uit fosfaten samen, en krijg een totale voorraad van 27 miljoen ton uranium (tabel 24.2).

We zullen twee manieren bekijken om uranium in een reactor te gebruiken: (a) de veel toegepaste standaard reactor haalt voornamelijk energie uit 235U ( natuurlijk  uranium bevat daarvan slecht 0,7%), en gooien de resterende 238U in natuurlijk uranium weg; (b) snelle kweekreactoren, die duurder zijn om te bouwen, zetten de 238U met kernsplijting om naar plutonium-239 en verkrijgt zo ongeveer 60 keer meer energie uit het uranium.

Standaard reactoren, die uranium uit de grond gebruiken

Een standaard kerncentrale van één gigawatt gebruikt 162 ton uranium per jaar. Dus de bekende winbare uraniumvoorraden, verdeeld over 6 miljard mensen gedurende 1000 jaar zouden met kernenergie 0,55 kWh per

dag per persoon kunnen leveren. Deze duurzame snelheid wordt geleverd door slechts 136 kerncentrales, en is de helft van de huidige nucleaire energieproductie. Het is heel goed mogelijk dat dit een onderschatting is van de potentie van uranium. Omdat er nog geen uranium tekort is, is er geen prikkel voor exploratie en is er sinds de jaren 1980 weinig onderzoek gedaan naar het voorkomen van uranium in de grond; dus misschien kan er meer bruikbaar uranium ontdekt worden. Inderdaad, één publicatie uit 1980 schatte dat de reserves aan laagwaardige uranium 1000 keer groter zijn dan de 27 miljoen ton die we zojuist hebben gebruikt.

Kan ons huidige eenmalige gebruik van gewonnen uranium duurzaam zijn? Het is moeilijk te zeggen, omdat er zoveel onzekerheid is over het resultaat van de toekomstige exploratie. Zeker bij het huidige consumptiepeil, kunnen standaard reactoren nog honderden jaren doorgaan. Maar als we kernenergie wereldwijd 40-voudig zouden willen verhogen, om geen fossiele brandstoffen meer te gebruiken en toch de levensstandaard willen laten stijgen, dan zouden we ons zorgen kunnen maken dat standaard kernreactoren geen duurzame technologie zijn.

Snelle kweekreactoren, die uranium uit de grond gebruiken

Uranium kan 60 keer efficiënter worden gebruikt in snelle kweekreactoren, die al het natuurlijke uranium gebruiken – zowel het 238U als het 235U (in tegenstelling tot de standaard kernreactoren, die vooral 235U omzetten). Zolang we de verbruikte brandstof die wordt uitgespuwd door standaard reactoren niet weggooien, kan deze bron van verarmd uranium nog gebruikt worden, dus het uranium dat in standaard reactoren gebruikt wordt hoeft niet verspild te worden. Als we al het uranium in de grond (plus de voorraden van  verarmd uranium) in 60 keer efficiëntere snelle kweekreactoren zouden gebruiken, dan zou het beschikbare vermogen 33 kWh per dag per persoon zijn. De houding ten opzichte van snelle kweekreactoren

varieert van “dit is een gevaarlijke, mislukte, experimentele technologie waar we niet meer over moeten spreken” tot “we kunnen en moet meteen beginnen met het bouwen van snelle kweekreactoren.” Ik ben niet competent om commentaar te geven op de risico’s van snelle kweek technologie, en ik wil niet ethische beweringen en feitelijke beweringen door elkaar halen. Mijn doel is gewoon om te helpen de cijfers te begrijpen. De enige ethische positie die ik wil stimuleren is “we hebben een plan nodig waarvan de cijfers kloppen.”

Standaard kernreactoren die uranium uit de oceanen gebruiken

Het uranium in de oceanen, indien volledig geëxtraheerd en gebruikt in standaard reactoren, komt overeen met een totale energie van

       4,5 miljard ton per planeet / 162 ton uranium per GW-jaar = 28 miljoen GW-jaren per planeet.

Hoe snel kan uranium uit de oceanen gewonnen worden? De oceanen circuleren langzaam: de helft van al het water bevindt zich in de Stille Oceaan. en dat water circuleert tussen de grote diepten van de Stille Oceaan en het oppervlak slechts één keer in 1600 jaar dankzij de thermohaliene circulatie, deze enorme transportband in de oceanen. Laten we aannemen dat 10% van al het uranium over zo een periode van 1600 jaar  wordt geëxtraheerd . Dat is een extractiesnelheid van 280.000 ton per jaar. In standaard reactoren, zou dit een vermogen leveren van

       2,8 miljoen GW-jaren / 1600 jaar = 1750 GW,

wat, verdeeld over 6 miljard mensen, 7 kWh per dag per persoon is. ( Er is momenteel 369 GW aan kernreactoren, dus dit cijfer komt overeen met een 4-voudige toename van het huidige vermogen geleverd door kernenergie.) Ik concludeer dat oceaanextractie van uranium de standaard reactoren van vandaag de dag zou veranderen in een “duurzame” optie – ervan uitgaande dat de kernreactoren de energie leveren voor het extractieproces van uranium uit de oceanen.

Snelle kweekreactoren, die uranium uit de oceanen gebruiken

Als snelle reactoren 60 keer efficiënter zijn, dan kan met dezelfde extractie van uranium uit de oceanen 420 kWh per dag per persoon geleverd worden. Eindelijk een duurzaam cijfer dat veel groter is dan onze huidige consumptie ! – maar alleen met de gezamenlijke hulp van twee technologieën die respectievelijk nauwelijks ontwikkeld en niet populair zijn: extractie van uranium uit de oceanen en snelle kweekreactoren.

Uranium uit rivieren gebruiken

Het uranium in de oceanen wordt aangevuld door rivieren, die leveren uranium met een snelheid van 32 000 ton per jaar. Als 10% van deze uraniumstroom zou worden afgevangen, zou dat voldoende brandstof leveren voor 20 GW standaard reactoren, of voor 1200 GW snelle kweekreactoren. De snelle kweekreactoren zouden 5 kWh per dag per persoon leveren. Al deze cijfers zijn samengevat in figuur 24.6.

Hoe zit het met de kosten?

Zoals gewoonlijk in dit boek hebben mijn belangrijkste berekeningen weinig aandacht voor economische factoren. Aangezien de potentiële bijdrage van uranium uit de oceaan op basis van vermogen een van de grootste in onze “duurzame” productielijst is, lijkt het gepast om te bespreken of dit vermogen op basis van uranium economisch haalbaar zou kunnen zijn. Japanse onderzoekers hebben een techniek gevonden waarmee uranium uit zeewater kan worden gewonnen tegen een prijs van $ 100-300 per kilogram uranium. Ter vergelijking is de huidige kostprijs voor uranium uit erts ongeveer $ 20 / kg. Omdat uranium zoveel meer energie per ton bevat dan traditionele brandstoffen, heeft een 5-voudige of 15-voudige verhoging van de kosten van uranium weinig effect op de kosten van kernenergie: de prijs van kernenergie wordt gedomineerd door de kosten van de bouw van centrales en hun buitenbedrijfstelling, niet door de kosten van de brandstof. Zelfs een prijs van $ 300 / kg zou de kosten van kernenergie met slechts ongeveer 0,3 eurocent per kWh verhogen. De kosten van uraniumwinning kunnen worden verminderd door het te combineren met een ander gebruik van zeewater – bijvoorbeeld koeling van de kerncentrale.

We zijn er nog niet: kan de Japanse techniek op grote schaal worden toegepast? Hoeveel energie is er nodig voor het verwerken van al dat zeewater? In het Japanse experiment, verzamelden drie kooien gevuld met 350 kg uranium absorberend materiaal “meer dan 1 kg gele cake in 240 dagen;” dit cijfer komt overeen met ongeveer 1,6 kg per jaar. De kooien hadden een nuttig dwarsdoorsnede-oppervlak van 48 m2. Om een kerncentrale van 1 GW van energie te voorzien, hebben we 160.000 kg uranium per jaar nodig, wat een productiesnelheid is die 100.000 keer groter is dan het Japanse experiment. Als we de Japanse techniek, die uranium passief uit de zee verzamelt, opschalen om een vermogen van 1 GW te produceren zouden we dus kooien nodig hebben met een totaal filteroppervlak van 4,8 km2 en een gewicht van 350.000 ton absorberend materiaal – meer dan het gewicht van het staal in de reactor zelf. Deze enorme cijfers kunnen als volgt in menselijke termen beschreven worden. Laten we aannemen dat uranium 22 kWh per dag per persoon zou gaan leveren, dan kan één 1 GW kernreactor 1 miljoen mensen van elektriciteit voorzien.  Iedereen zou daarvoor 0,16 kg uranium per jaar nodig hebben. Dus elke persoon zou moeten beschikken over een tiende van de Japanse experimentele faciliteit, met een gewicht van 35 kg per persoon, en een oppervlakte van 5 m2 per persoon. Het voorstel dat dergelijke installaties voor uraniumwinning moeten worden gebouwd is dus wat grootte betreft vergelijkbaar met voorstellen zoals “elke persoon moet 10 m2 zonnepanelen hebben” en “elke persoon zou een auto van één ton met z’n eigen parkeerplaats moeten hebben.” Een grote investering, ja, maar niet absurd van schaal. En dat was de berekening voor standaard kernreactoren. Voor snelle kweekreactoren is 60 keer minder uranium vereist, dus de massa voor een uraniumfilter zou dan 0,5 kg per persoon zijn.

Thorium

Thorium is een radioactief element dat lijkt op uranium. Vroeger werd het gebruikt voor het maken van gloeikousjes in gaslampen, het komt ongeveer drie keer zo overvloedig in de aardkorst voor als uranium. Grond bevat gewoonlijk ongeveer 6 delen per miljoen thorium, en sommige mineralen bevatten 12% thoriumoxide. Zeewater bevat weinig thorium, omdat thoriumoxide onoplosbaar is. Thorium kan volledig worden gebruikt in standaard kernreactoren, dit in tegenstelling tot natuurlijk uranium waarvan slechts ongeveer 1% gebruikt wordt). Thorium wordt gebruikt in kernreactoren in India. Als er een tekort aan uraniumerts komt, dan zal thorium waarschijnlijk de dominante nucleaire brandstof worden.

land	Reserves (1000 tons)
Turkije	380
Australië	300
India	290
Norwegen	170
VS	160
Canada	100
Zuid Africa	35
Brazilië	16
Overige landen	95
Wereld totaal	1580

Thoriumreactoren leveren 3,6 miljard kWh warmte per ton thorium, wat impliceert dat een 1 GW centrale 6 ton  thorium per jaar nodig heeft, ervan uitgaande dat de generatoren 40% efficiënt zijn. De thorium voorraden worden geschat op ongeveer 6 miljoen ton, vier keer meer dan de bekende reserves weergegeven in tabel 24.7. Zoals met de uranium reserves, lijkt het aannemelijk dat deze thorium voorraden een onderschatting zijn, omdat de prospectie van thorium tegenwoordig niet veel economische waarde heeft. Als we aannemen, zoals met uranium, dat deze voorraden gedurende meer dan 1000 jaar worden gebruikt door 6 miljard mensen dan vinden we dat het “duurzaam” gegenereerde vermogen 4 kWh per  dag per persoon is.

Een alternatieve kernreactor voor thorium, met de namen “Energy amplifier”, “Accelerator-driven system” en “Rubbiatron” werd voorgesteld door Nobelprijswinnaar Carlo Rubbia en zijn collega’s. Deze reactor zou, volgens hun, naar schatting 6 miljoen ton thorium omzetten in 15.000 TWy energie, of te wel 60 kWh per dag per persoon gedurende 1000 jaar. Uitgaande van een conversie naar elektriciteit met 40% efficiëntie, zou dit 24 kWh elektriciteit per dag  per persoon opleveren gedurende 1000 jaar. En het afval van de Rubbiatron zou ook veel minder radioactief zijn. Ze betogen dat, in de toekomst, vele malen meer thorium economisch extraheerbaar zal zijn dan de huidige 6 miljoen ton. Als hun suggestie – 300 keer meer – correct is, dan kan thorium en de “Energy amplifier” een vermogen van 120 kWh per dag per persoon leveren gedurende 60.000 jaar.

Landgebruik

Laten we ons voorstellen dat Groot-Brittannië heeft besloten het gebruik van fossiele brandstoffen af te bouwen, en veel nieuwe kernreactoren gaat bouwen hoewel dit niet “duurzaam” is. Als we genoeg reactoren bouwen om decarbonisatie van transport en verwarming mogelijk te maken, kunnen we dan het vereiste aantal kernreactoren in Groot-Brittannië plaatsen? Het kengetal dat we moeten weten, is het vermogen per oppervlakte-eenheid van kerncentrales, wat ongeveer 1000 W / m2 is (figuur 24.10). Laten we ons voorstellen dat we een vermogen van 22 kWh nucleaire elektriciteit per dag per persoon genereren – gelijk aan 55 GW ( ongeveer hetzelfde vermogen als de Franse kernenergie van vandaag), die kan worden geleverd door 55 kerncentrales, een vierkante kilometer per centrale. Dat is ongeveer 0,02% van het land. Windparken met hetzelfde gemiddelde vermogen zouden 500 keer meer land nodig hebben: 10% van het land. Als de kerncentrales in paren rond de kust geplaatst zouden worden (lengte ongeveer 3000 km, bij een resolutie van 5 km), dan zou er iedere 100 km er een paar staan. Dus hoewel het vereiste gebied bescheiden is, is de fractie van de kustlijn die wordt opgeslokt door deze krachtcentrales ongeveer 2% (2 kilometer iedere 100 kilometer).

De kosten van het ontmantelen

Wat kost het slopen en schoonmaken van kerncentrales? De nucleaire ontmantelingsautoriteit heeft een jaarlijks budget van 2,4 miljard euro voor de volgende 25 jaar.  De nucleaire industrie verkocht aan iedere Brit 4 kWh per dag gedurende ongeveer 25 jaar. De kosten van de nucleaire ontmanteling van de centrales zijn dus in de orde van grootte van 3 eurocent per kWh. Dat is een flinke subsidie – hoewel niet, zo moet worden gezegd, zo fors als de subsidie die momenteel aan offshore wind wordt gegeven( 9 eurocent / kWh).

Veiligheid

De veiligheid van de kerncentrales in Groot-Brittannië blijft een punt van zorg. De THORP opwerkingsfaciliteit in Sellafield, gebouwd in 1994 voor een prijs van 1,8 miljard pond sterling, had een lekkage veroorzaakt door een gebroken pijp tussen augustus 2004 en april 2005. In acht maanden lekte 85 duizend liter uranium rijke vloeistof naar een opslagreservoir die voorzien was van controleapparatuur ontworpen om een lekt van 15 liter te detecteren. Maar het lek bleef onopgemerkt omdat het personeel nooit de werking van dit controlesysteem had geverifieerd; bovendien hadden de operators de gewoonte om veiligheids-alarmen te negeren.

Het veiligheidssysteem had verschillende controleniveaus. Onafhankelijk van het falende controlesysteem, waren er routinematige veiligheidsmetingen van de vloeistoffen in het opslagreservoir voorgeschreven en die zouden de abnormale aanwezigheid van uranium direct na het begin van het lek gedetecteerd hebben; maar het bedienend personeel deed deze metingen vaak niet, omdat ze het te druk hadden; en wanneer ze wel metingen verrichten die de abnormale aanwezigheid van uranium in het opslagreservoir aangaven (op 28 augustus 2004, 26 november 2004 en 24 februari 2005), werd er geen actie ondernomen.

In april 2005 was er 22 ton uranium weggelekt, maar nog steeds had geen van deze veiligheidssystemen het lek gedetecteerd. Het lek werd uiteindelijk gevonden door de boekhouding, toen de accountants opmerkten dat ze 10% minder uranium hadden ontvangen dan de klanten beweerden te hebben ingebracht! Godzijdank had dit particuliere bedrijf een winstoogmerk, hè? De kritiek van de hoofdinspecteur van nucleaire installaties was een donderslag bij heldere hemel: “De fabriek werd geëxploiteerd in een cultuur waarin alarmen stelselmatig werden genegeerd in plaats van ieder alarm serieus te nemen en de relevante fout recht te zetten.” Als we particuliere bedrijven nieuwe reactoren laten bouwen, hoe kunnen we dan garanderen dat hogere veiligheidsnormen worden nageleefd? Ik weet het niet.

Tegelijkertijd moeten we ons niet laten meeslepen in een gevoel van afschuw ten opzichte van het gevaar van kernenergie. Kernenergie is niet oneindig gevaarlijk. Het is gewoon gevaarlijk, veel kolenmijnen, olieopslagplaatsen, verbranding van fossiele brandstoffen en windturbines zijn gevaarlijk. Zelfs zonder de garantie dat een toekomstig nucleair ongeluk niet zal plaatsvinden denk ik dat de juiste manier om kernenergie te beoordelen is om het objectief te vergelijken met andere energiebronnen. Kolencentrales stellen bijvoorbeeld het publiek bloot aan nucleaire straling, omdat kolenas typisch uranium bevat. Inderdaad, volgens een artikel gepubliceerd in het tijdschrift Science, worden mensen die in Amerika in de buurt van kolengestookte elektriciteitscentrales wonen aan hogere stralingsdoses blootgesteld dan mensen die in de buurt van kerncentrales wonen. Bij het kwantificeren van de publieke risico’s van verschillende energiebronnen, hebben we een nieuwe eenheid nodig. Ik stel voor de eenheid  “aantal sterfgevallen per GWy (gigawatt-jaar)” te gebruiken. Laat me proberen uit te leggen wat “één dood per GWy” betekent. Eén gigawatt-jaar is de energie die wordt geproduceerd door 1 GW-elektriciteitscentrale, als die gedurende een jaar voluit werkt. Het elektriciteitsverbruik in Groot-Brittannië is ongeveer 45 GW, of, als u wilt, 45 gigawatt-jaar per jaar. Dus als onze elektriciteit uit bronnen komt met een sterftecijfer van 1 overlijden per GWy, dat zou de Britse electriciteitsinfrastructuur 45 mensen per jaar doden. Ter vergelijking: 3000 mensen sterven jaarlijks in het Britse verkeer. Dus, als u géén campagne voert voor het afschaffen van alle wegen, dan kunt u daaruit afleiden dat “1 dood per GWy ” een sterftecijfer is, hoe vervelend ook, waarmee u zou kunnen leven. Het is duidelijk dat 0,1 sterfgevallen per GWy beter zouden zijn, maar slechts een kort moment van reflectie is nodig om te beseffen dat, helaas, energieproductie van fossiele brandstoffen meer dan 0,1 sterfgevallen per GWy heeft – denk maar aan de rampen op booreilanden; helikopters die verloren gaan op zee; pijpleidingen die in branden vliegen; explosies in raffinaderijen; en ongevallen in kolenmijnen: er zijn ieder jaar tientallen dodelijke slachtoffers in de fossiele brandstof industrie in Groot-Brittannië. Dus laten we de huidige sterftecijfers van een reeks elektriciteitsbronnen bespreken. De sterftecijfers variëren erg van land tot land. In China bijvoorbeeld is het sterftecijfer in kolenmijnen per eenheid geproduceerde kolen, 50 keer hoger dat van de meeste landen. Figuur 24.11 toont de cijfers van het Paul Scherrer Instituut en een project van de Europese Unie genaamd ExternE, dat uitgebreide ramingen heeft gemaakt van alle effecten van energieproductie. Volgens de EU-cijfers hebben steenkool, bruinkool en olie de hoogste sterftecijfers, gevolgd door turf en biomassa, met sterftecijfers boven 1 per GWY. Kernenergie en windenergie zijn de beste, met sterftecijfers onder 0,2 per GWy. Waterkracht is volgens de EU-studie het beste, maar is het slechtste in de studie van het Paul Scherrer Instituut, omdat de laatste andere landen heeft onderzocht.

Inherent veilige kernenergie

Aangespoord door nucleaire ongelukken, hebben ingenieurs veel nieuwe reactoren bedacht met verbeterde veiligheidsvoorzieningen. De GT-MHR-energiecentrale, bijvoorbeeld, is naar verluidt inherent veilig; en bovendien heeft het een hogere efficiëntie van conversie van warmte naar elektriciteit dan andere standaard kerncentrales [gt-mhr.ga.com].

Mythes en misverstanden

Twee wijdverbreide tekortkomingen van kernenergie zijn de bouwkosten en het afval.  Laten we nu enkele aspecten van deze kwesties bekijken.

Het bouwen van een kerncentrale vereist grote hoeveelheden cement en staal en bij de produktie van deze materialen is sprake van een enorme vervuiling met CO2.

Het staal en beton in een GW-kerncentrale hebben koolstofvoetafdruk van ongeveer 300.000 ton CO2.

Door deze  “enorme” hoeveelheid over een 25-jarige levensduur van de reactor uit te spreiden kunnen we deze emissies uitdrukken in koolstofdioxide per kWh (e)),

koolstof emissies  voor de bouw     =   300× 109 g   /  ( 106 kW(e) × 220 000 h )    = 1.4 g/kWh(e),

Een koolstofdioxide emissie die veel kleiner is dan de referentiewaarde voor fossiele brandstoffen van 400 g CO2 / kWh (e). Het IPCC schat dat de totale koolstofintensiteit van kernenergie inclusief de bouw, de verwerking van brandstofstaven en de ontmanteling van de centrales) minder is dan 40 g CO2 / kWh (e) (Sims et al., 2007). Begrijp me alsjeblieft niet verkeerd: ik probeer niet pro-nucleair te zijn. Ik ben gewoon pro-rekenkunde.

Is het afval van kernreactoren geen groot probleem?

Zoals we in de opening van dit hoofdstuk hebben opgemerkt, is de hoeveelheid afval van kernreactoren is relatief klein. De as van tien kolengestookte elektriciteitscentrales zou een massa van vier miljoen ton per jaar hebben, wat neerkomt op een volume van ongeveer 40 liter per persoon per jaar, het nucleaire afval van de kerncentrales van Groot-Brittannië heeft een volume van slechts 0,84 liter per persoon per jaar – denk aan een fles wijn (Figuur 24.13). Het grootste deel van dit afval is laagradioactief afval. 7% is afval van gemiddeld niveau, en slechts 3%  – 25 ml per jaar – is hoogradioactief afval.

Het hoogradioactieve afval is echt smerig. Het is gebruikelijk om het hoogradioactieve afval gedurende de eerste 40 jaar bij de reactor te bewaren. Het wordt opgeslagen in zwembaden met water en gekoeld. Na 40 jaar is het niveau van de radioactiviteit met een factor 1000 gedaald. Het niveau van de radioactiviteit blijft dalen; na 1000 jaar, is de radioactiviteit van het hoogradioactieve afval ongeveer hetzelfde als dat van uranium. Dus technici voor afvalopslag moeten een plan maken om hoogradioactief afval gedurende ongeveer 1000 jaar te bewaren.

Is dit een moeilijk probleem? 1000 jaar is zeker een lange tijd vergeleken met de levens van regeringen en landen! Maar de volumes zijn zo klein, dat me dit een klein probleem lijkt, vergeleken met alle andere vormen van afval die we achterlaten voor de toekomstige generaties. Met 25 ml per jaar, bedraagt de gedurende een leven geproduceerde totale hoeveelheid hoogradioactief afval minder dan 2 liter. Zelfs wanneer we dit met 60 miljoen mensen vermenigvuldigen, lijkt het gedurende een leven geproduceerde radioactieve afval afval niet onhandelbaar: 105 000 kubieke meter. Dat is hetzelfde volume als 35 olympische zwembaden. Als we dit afval één meter hoog zouden stapelen, dan zou het oppervlak net een tiende van een vierkante kilometer beslaan.

Er zijn al veel plaatsen die niet toegankelijk zijn voor mensen. Ik mag niet in uw tuin komen. En u ook niet in de mijne. Wij zijn geen van beiden welkom in de koninklijke residentie van Balmoral. “Verboden toegang” -borden zijn overal. Downing Street, Heathrow airport, militaire faciliteiten, afgedankte mijnen – ze zijn allemaal verboden terrein. Is het onmogelijk zich voor te stellen dat we een extra vierkante kilometer  reserveren – misschien diep onder de grond – met verboden toegang gedurende 1000 jaar?

Vergelijk deze 25 ml per jaar voor hoogactief nucleair afval met de andere traditionele vormen van afval die we momenteel dumpen: huishoudelijk afval – 517 kg per jaar per persoon; gevaarlijk afval – 83 kg per jaar per persoon.

Mensen vergelijken soms mogelijk nieuw kernafval met het nucleaire afval waar we, vanwege onze bestaande oude reactoren, al mee te maken hebben. Dit zijn de cijfers voor het VK. Het geprojecteerde volume van “radioactief afval” tot 2120, na de ontmanteling van de bestaande nucleaire voorzieningen, is 478.000 m3. Van dit volume bestaat 2% (ongeveer 10.000 m3) uit hoogradioactief afval (1290 m3) en verbruikte splijtstof (8150 m3), die samen 92% van alle radioactiviteit bevatten. De bouw van 10 nieuwe kernreactoren (10 GW) zou hier nog eens 31.900 m3 gebruikte brandstof aan toevoegen. Dat is hetzelfde volume als tien zwembaden.

Als we veel energie uit kernsplijting of kernfusie zouden hebben, zou dit niet bijdragen aan de opwarming van de aarde, door al die extra energie die aan de omgeving wordt afgegeven?

Dat is een leuke vraag. En omdat we alles in dit boek zorgvuldig hebben uitgedrukt in een enkele groep van eenheden is die vrij eenvoudig om te antwoorden. Ten eerste, laten we de belangrijkste cijfers over de

wereldwijde energiebalans van hoofdstuk 1 hier herhalen: het gemiddelde geabsorbeerde vermogen aan zonne-straling door atmosfeer, land en oceanen is 238 W / m2; een verdubbeling van de CO2-concentratie in de atmosfeer zou deze hoeveelheid verhogen met 4 W / m2. Deze 1,7% toename in verwarming wordt als slecht nieuws voor het klimaat beschouwd. De variatie in zonne-energie tijdens de 11-jarige zonnecyclus heeft een grootte van 0,25 W / m2. Dus laten we nu aannemen dat over ongeveer 100 jaar, de wereldbevolking 10 miljard is, en iedereen leeft volgens een Europese levensstandaard, met gebruik van 125 kWh per dag geproduceerd met fossiele energie, kernenergie of uit gedolven geothermische energie. Het beschikbare oppervlak per persoon zou 51.000 m2 zijn. Als we het vermogen per persoon verdelen over het gebied per persoon dan vinden we een vermogen van 0,1 W / m2. Dat is een veertigste van de 4 W / m2 waar we ons zorgen over maken, en een beetje kleiner dan het 0,25 W / m2 effect van de variaties in zonnestraling. Dus ja, met deze veronderstellingen, zou de productie van menselijke energie bijdragen aan de wereldwijde klimaatverandering, maar het zou een bijdrage zijn die nauwelijk zichtbaar is.

Ik heb gehoord dat kerncentrales niet snel genoeg gebouwd kunnen worden om een nuttige bijdrage te leveren.

De moeilijkheid van het bouwen van kernenergie is overdreven met behulp van een misleidende presentatie techniek die ik het ”magische speelveld” noem. In deze techniek lijken twee dingen te worden vergeleken, maar de basis van de vergelijking wordt halverwege veranderd. De redakteur voor het milieu van The Guardian, die een samenvatting van een rapport van de Oxford Research Group maakte, schreef “Opdat kernenergie een significante bijdrage kan leveren aan een wereldwijde reductie van de koolstofemissies in de komende twee generaties, zou de industrie bijna 3000 nieuwe reactoren moeten bouwen – of ongeveer een per week gedurende 60 jaar. Een civiel nucleair bouw- en leveringsprogramma op deze schaal is een luchtkasteel, en volledig onhaalbaar. De hoogste historische snelheid is 3,4 nieuw reactoren per jaar.” 3000 klinkt veel groter dan 3,4, nietwaar! In deze toepassing van de techniek “het magische speelveld”, is er een omschakeling niet alleen van tijdschaal, maar ook van regio. Terwijl het eerste cijfer ( 3000 nieuwe reactoren in 60 jaar) het aantal voor de hele aarde in 60 jaar is, is het tweede cijfer (3,4 nieuwe reactoren per jaar) de hoogste gerealiseerde bouwsnelheid van één land (Frankrijk) in één jaar!

Een eerlijkere presentatie zou de vergelijking op wereldschaal gehouden hebben. Frankrijk heeft 59 van de 429 kernreactoren in de wereld, dus is het aannemelijk dat de grootste reactor bouwsnelheid voor de hele wereld

zoiets als tien keer die van Frankrijk is geweest, dat wil zeggen 34 nieuwe reactoren per jaar. En de bouwsnelheid die nodig is ( voor 3000 nieuwe kernreactoren gedurende 60 jaar) is 50 nieuwe reactoren per jaar. Dus de bewering dat “civiele nucleaire constructie op deze schaal een luchtkasteel is, en helemaal niet haalbaar” is onzin. Ja, het is een hoge bouwsnelheid maar het is in dezelfde orde van grootte als de historische constructiesnelheden.

Hoe redelijk is mijn bewering dat ‘s werelds hoogste historische bouwsnelheid van nieuwe kernreactoren 34 per jaar is geweest? Laten we naar de gegevens kijken. Figuur 24.14 toont het vermogen van alle kerncentrales in de wereld die in 2007 nog operationeel waren, als functie van de tijd. Het ritme van nieuwbouw was het grootst in 1984 en had een waarde van (tromgeroffel alstublieft …) ongeveer 30 GW per jaar – Dat zijn ongeveer 30 1-GW reactoren. Die zit!

Hoe zit het met kernfusie?

We zeggen dat we de zon in een doos kunnen stoppen. Het idee is mooi. Het probleem is dat we niet weten hoe we de doos moeten maken. Sebastien Balibar, directeur van Research, CNRS

Kernfusie is speculatief en experimenteel. Ik denk dat het roekeloos is om ervan uit te gaan dat het kernfusie probleem opgelost zal worden, maar ik schat graag de hoeveel elektriciteit die het kan leveren, als het probleem is opgelost.

De twee fusiereacties die als het meest veelbelovend beschouwd worden zijn:

• De DT-reactie, waarbij deuterium met tritium fuseert, waardoor helium ontstaat; en
• De DD-reactie, die deuterium met deuterium fuseert.

Deuterium, dat een in de natuur voorkomend zwaar isotoop van waterstof is, kan uit zeewater gewonnen worden; tritium, een zwaarder isotoop van waterstof, wordt van nature niet in grote hoeveelheden gevonden (omdat het een halfwaardetijd van slechts 12 jaar heeft) maar het kan uit lithium worden vervaardigd.

ITER is een internationaal project om erachter te komen hoe een continu werkende fusiereactor gebouwd kan worden. Het prototype ITER gebruikt de DT-reactie. DT heeft de voorkeur boven DD, omdat de DT-reactie meer energie oplevert en omdat het een temperatuur van “slechts” 100 miljoen °C nodig heeft om op gang te komen, de DD-reactie vereist 300 miljoen °C. ( De maximale temperatuur in de zon is 15 miljoen ° C.)

Laten we wat dagdromen en aannemen dat het ITER-project succesvol is. Hoeveel duurzame energie kan fusie dan leveren? Kerncentrales die de DT reactie toepassen, gebruiken lithium en de reactie stopt als er geen lithium meer is. Voor die tijd, zal de tweede aflevering van deze dagdroom hopelijk realiteit worden: fusiereactoren die alleen deuterium gebruiken. Ik noem deze twee fantasie energiebronnen ‘lithiumfusie’ en ‘deuteriumfusie,’ om ze te vernoemen naar de belangrijkste brandstof waar we ons zorgen over zouden moeten maken in elk geval. Laten we nu schatten hoeveel energie elk van deze bronnen zou kunnen leveren.

Lithium fusie

De wereldvoorraden aan lithium worden geschat op 9,5 miljoen ton aan ertsafzettingen. Als al deze reserves zouden worden gebruikt voor kernfusie gedurende 1000 jaar, dan zou dat een vermogen van 10 kWh per dag per persoon leveren. Er is nog een andere bron voor lithium: zeewater, waarin lithium zit met een concentratie van 0,17 ppm. De hoeveelheid energie die nodig is om lithium uit zeewater te winnen met een snelheid van 100 miljoen kg per jaar wordt geschat op 2,5 kWh (e) per gram lithium. Als de fusiereactoren per gram lithium 2300 kWh (e)  zouden produceren, dan zou het geleverde vermogen 105 kWh per dag per persoon zijn (uitgaande van 6 miljard mensen). Dit vermogen, zou met het in de oceanen aanwezige lithium gedurende meer dan een miljoen jaar kunnen worden geleverd.

Deuterium fusie

Als we ons voorstellen dat wetenschappers en ingenieurs het probleem van een continu werkende DD-reactie onder de knie krijgen, dan hebben we heel goed nieuws. Er zit 33 g deuterium in elke ton water en de energie die vrijkomt bij het fuseren van slechts één gram deuterium is een verbijsterende 100.000 kWh. In aanmerking nemend dat de massa van de oceanen 230 miljoen ton per persoon is, kunnen we daaruit afleiden dat er genoeg deuterium is om iedereen van een tienvoudige toegenomen wereldbevolking ten opzichte van vandaag te voorzien met een vermogen van 30.000 kWh per dag ( dat is meer dan 100 keer het gemiddelde Amerikaanse verbruik ) gedurende 1 miljoen jaar (figuur 24.17).

Aantekeningen en verdere lectuur

Afbeelding 24.1. Bron: World Nuclear Association [5qntkb]. De totale capaciteit van operationele kernreactoren is 372 GW (e), gebruik van 65.000 ton uranium per jaar. De VS heeft 99 GW, Frankrijk 63,5 GW, Japan 47,6 GW, Rusland 22 GW, Duitsland 20 GW, Zuid-Korea 17,5 GW, Oekraïne 13 GW, Canada 12,6 GW en VK 11 GW. In 2007 genereerden alle reactoren van de wereld 2608 TWh elektriciteit, wat een gemiddelde vermogen is van 300 GW, of 1.2 kWh per dag per persoon. Snelle kweekreactoren halen 60 keer zoveel energie uit het uranium. Bron: www.world-nuclear.org/info/inf98.html. Japan leidt momenteel de ontwikkeling van snelle kweekreactoren.

Een standaard (ounce-through) one-gigawatt kerncentrale gebruikt 162 ton uranium per jaar. Bron: www.world-nuclear.org/info/inf03.html. Een station van 1 GW (e) met een thermisch rendement van 33% en een beladingsgraad van 83% heeft de volgende stroomopwaartse voetafdruk: mijnbouw – 16.600 ton uranium erts dat 1% – uranium bevat;  – het concentreren van het erts tot 191 ton uraniumoxide (met 162 ton natuurlijk uranium); verrijking en brandstofproductie – 22,4 ton uraniumoxide (bevat 20 ton verrijkt uranium). De verrijking vereist 115 000 SWU; ( zie bladzijde 102 van sewtha ) voor de energiekosten van SWU (scheidende werkeenheden).

Er wordt geschat dat wereldwijd de laagwaardige uraniumvoorraad meer dan 1000 keer groter is dan de 22 miljoen ton die we zojuist hebben aangenomen. Deffeyes en MacGregor (1980) schatten dat de hoeveelheid uranium in concentraties van 30 ppm of meer 3 × 1010 ton is. (De gemiddelde ertsconcentratie die in 1985 en 1990 in Zuid-Afrika werd verwerkt, bedroeg 150 ppm.) Fosfaten hebben een typisch gemiddelde concentratie van 100 ppm.) Hier is wat de World Nuclear Association zei over het onderwerp uraniumreserves in juni 2008: “Van tijd tot tijd wordt met een zekere bezorgdheid de huidige voorraad aan uranium vergeleken met het huidige verbruik. Maar dit is dezelfde illusie als die aan de “Grenzen aan de Groei” wordt toegekend , […] omdat die geen rekening houdt met de zeer beperkte kennis die we op ieder moment hebben van wat zich feitelijk in de aardkorst bevindt. Onze kennis van de geologie is zodanig dat wij erop kunnen vertrouwen dat de gevonden reserves van metaalmineralen een kleine fractie zijn van wat er aanwezig is.” “De bekende voorraden uranium, die economisch exploiteerbaar zijn, […] worden bepaald door de intensiteit van de exploratie activiteiten tot nu toe en zijn meer een uitdrukking van wat er bekend is dan van wat er zich in de aardkorst bevindt.” “De huidige gevonden hoeveelheden uranium (5.5 Mt) zijn voldoende om meer dan 80 jaar mee te gaan. Dit vertegenwoordigt een hoger betrouwbaarheidsniveau dan normaal voor de meeste mineralen. Verdere verkenning en hogere prijzen zullen op basis van de aanwezige geologische kennis meer uraniumvoorraden opleveren.”  “Economisch rationele spelers zullen alleen investeren in het vinden van deze nieuwe reserves wanneer ze er het volste vertrouwen in hebben dat het een rendement oplevert, wat meestal positieve prijsprikkels vereist, veroorzaakt door een te laag aanbod. Als het economische systeem correct werkt en de kapitaalefficiëntie maximaliseert, dan mogen er nooit meer dan voor een paar decennia aan grondstoffen in reserve zijn op elk moment in de tijd.” [Exploratie heeft kosten; het zoeken naar uranium kostte bijvoorbeeld 1 à 1,50 dollar per kg uranium (3,4 dollar par megajoule), dat is 2% van de spotprijs van $ 78 / kgU; daarentegen, lagen de exploratiekosten van ruwe olie gemiddeld rond de $ 6 / barrel ($ 1050 par megajoule) (12% van de spotprijs) over ten minste de afgelopen drie decennia.] “In tegenstelling tot metalen, die al eeuwenlang in trek zijn, is het gebruik van uranium pas net begonnen. Er was slechts één cyclus van exploratie-ontdekking-productie, grotendeels gedreven door de prijspieken aan het einde van de jaren zeventig.” “Het is voorbarig om te spreken van uraniumschaarste op de lange termijn wanneer de nucleaire industrie zo jong is dat er maar één cyclus van aanvulling van de reserves nodig is geweest.” www.world-nuclear.org/info/inf75.html Verder lezen: Herring (2004); Price and Blaise (2002); Cohen (1983). Het IPCC, gebruikmakend van OESO gegevens, projecteert dat met het verbruiksniveau van 2004 de bekende voorraad uranium in conventionele mijnen en in fosfaten voldoende is om 670 jaar in standaard kernreactoren te gebruiken, en 20.000 jaar in snelle kweekreactoren met plutonium recycling, en 160.000 jaar in snelle kweekreactoren die uranium en alle actiniden recyclen (Sims et al., 2007).

Japanse onderzoekers hebben een techniek gevonden om uranium uit zeewater te winnen. De prijsraming van $ 100 per kg is van Seko et al. (2003) en [y3wnzr]; de schatting van $ 300 per kg is afkomstig van het OESO- kernenergie agentschap (2006, p130). Deze uranium winninsgtechniek omvat het onderdompelen van weefsel in de oceaan gedurende een paar maanden; het weefsel is gemaakt van polymeervezels die kleverig worden gemaakt door ze te bestralen voordat ze worden ondergedompeld; de kleverige vezels verzamelen 2 g uranium per kilogram vezels.

De kosten van uraniumextractie kunnen worden verminderd door het gebuik van zeewater te combineren – bijvoorbeeld met de koeling van een elektriciteitscentrale. Het idee van een nucleair aangedreven eiland door C. Marchetti. Kweekreactoren worden gekoeld door zeewater en halen uranium uit het water met een snelheid van 600 ton uranium per 500.000 Megaton zeewater.

Thorium-reactoren leveren 3,6 x 109 kWh warmte per ton thorium. Bron: www.world-nuclear.org/info/inf62.html. Thoriumreactoren zijn nog niet uitontwikkeld, dus dit cijfer zou in de toekomst hoger kunnen worden.

Een alternatieve kernreactor voor thorium, de “energieversterker” … Zie Rubbia et al. (1995), web.ift.uib.no/~ lillestol/Energy Web/EA.html, [32t5zt], [2qr3yr], [ynk54y].

Wereld thoriumvoorraden in monaziet. bron: US Geological Survey, Mineral Commodity Summaries, january 1999.[yl7tkm] Geciteerd in UIC Nucleaire kwesties Briefing Paper # 67 November 2004. “Andere gesteenten met een hoog thoriumgehalte, zoals thoriet, zijn waarschijnlijke bronnen als de vraag aanzienlijk toeneemt. ” [yju4a4] laat het cijfer voor Turkije weg, dat hier wordt gevonden: [yeyr7z].

De nucleaire industrie verkocht in het VK 4 kWh per dag gedurende ongeveer 25 jaar. De totale hoeveelheid gegenereerde energie tot 2006 was ongeveer 2200 TWh. Bron: Stephen Salter’s Energy Review voor de Scottish National Party.

De nucleaire ontmantelingsautoriteit heeft een jaarlijks budget van 2,4 miljard euro voor de komende 25 jaar. Dit schoonmaakbudget lijkt regelmatig te stijgen. Het laatste cijfer voor de totale kosten van ontmanteling is 73 miljard pond stirling ( 88 miljard euro). news.bbc.co.uk/1/hi/uk/7215688.stm Niettemin moet worden opgemerkt dat dit budget bestemd is voor het schoonmaken, niet alleen van civiele kerncentrales, maar ook van nucleaire atoomwapen productiefaciliteiten in Sellafield. Het leeuwendeel is voor het schoonmaken van de militaire puinhoop in plaats van de elektriciteitsopwekking in de burgerwereld. Wat betekent dat hier de kosten per kWh voor het schoonmaken van de oude civiele nucleaire duidelijk overschat is.

De kritiek van de hoofdinspecteur van nucleaire installaties was een donderslag bij heldere hemel … (Weightman, 2007).

Kernenergie is niet oneindig gevaarlijk. Het is gewoon gevaarlijk. Verder lezen over de risicos : Kammen en Hassenzahl (1999).

Mensen in Amerika die in de buurt van kolencentrales wonen, worden blootgesteld aan hogere stralingsdoses dan degenen die in de buurt wonen van kerncentrales. Bron: McBride et al. (1978). Uranium en thorium hebben concentraties van ongeveer 1 ppm en 2 ppm respectievelijk in steenkool. Verder lezen: gabe.web.psi.ch/research/ra/rares.html, www.physics.ohio-state.edu/~wilkins/energy/Companion/E20.12.pdf.xpdf.

Kernenergie en windenergie hebben de laagste sterftecijfers. Zie ook Jones (1984). Deze sterftecijfers komen van studies die de toekomst voorspellen. We kunnen ook naar het verleden kijken. In Groot-Brittannië heeft kernenergie 200 GWy elektriciteit opgewekt en de nucleaire industrie heeft één dodelijk ongeval, een arbeider die stierf in Chapelcross in 1978 [4f2ekz]. Eén overlijden per 200 GWy is een indrukwekkend laag sterftecijfer in vergelijking met de industrie voor fossiele brandstoffen. Wereldwijd is het sterftecijfer door kernenergie moeilijk in te schatten. De meltdown van Three Mile Island heeft niemand gedood, en op basis van de hoeveelheid weggelekte radioactivieit heeft het ongeluk sindsdien naar schatting één dode veroorzaakt. Het ongeluk bij Tsjernobyl doodde eerst 62 personen die aan directe straling zijn blootgesteld, vervolgens 15 personen die in de omgeving van de centrale woonden en aan schildklierkanker stierven; er wordt geschat dat in de buurt, nog eens 4000 personen aan kanker stierven, en dat wereldwijd ongeveer 5000 mensen ( van de 7 miljoen mensen die aan fallout werden blootgesteld ) door Chernobyl aan kanker stierven  (Williams and Baverstock, 2006); maar deze sterfgevallen zijn niet te detecteren omdat kanker, waarvan veel door natuurlijke nucleaire straling worden veroorzaakt, al 25% van de sterfgevallen veroorzaken in Europa. Een manier om het wereld sterftecijfer door kernenergie te bepalen is het sterftecijfer van Chernobile ( 9000 sterfgevallen ) te delen door de cumulatieve output van kernenergie van 1969 tot 1996, die 3685 GWy was. Dit geeft een sterftecijfer van 2,4 sterfgevallen per GWy. Voor wat betreft het aantal dodelijke ongelukken door windenergie, Caithness Windfarm Information Forum www.caithnesswindfarms.co.uk vermeldt het aantal van 49 dodelijke slachtoffers wereldwijd van 1970 tot 2007 (35 arbeiders en 14 leden van het publiek). In 2007, vermeldde Paul Gipe in totaal 34 sterfgevallen wereldwijd [www.wind-works.org/articles/ BraathLife.html]. Halverwege de jaren negentig was het sterftecijfer 3 sterfgevallen per GWy. Volgens Paul Gipe is het wereldwijde sterftecijfer van windenergie tegen het einde van 2000 gedaald tot 1,3 sterfgevallen per GWy. Dus de historische sterftecijfers van zowel kernenergie als windenergie zijn groter dan de voorspelde toekomstige sterftecijfers.

Het staal en beton in een GW-kerncentrale hebben een koolstofvoetafdruk van ongeveer 300.000 t CO2. Een 1 GW kerncentrale bevat 520.000 kubieke meter beton (1,2 miljoen ton) en 67.000 ton staal [2k8y7o].  Uitgaande van 240 kg CO2 per m3 beton [3pvf4j], is de beton voetafdruk ongeveer 100.000 ton CO2. Van Blue Scope Steel [4r7zpg], de voetafdruk van staal is ongeveer 2,5 ton CO2 per ton staal. Dus de 67.000 ton staal heeft een voetafdruk van ongeveer 170.000 ton CO2.

Discussie over nucleair afval. Bronnen: www.world-nuclear.org/info/inf04.html, [49hcnw], [3kduo7].  Nieuw kernafval vergeleken met oud kernafval. Commissie radioactief afvalbeheer (2006).

Wereldwijde lithiumreserves worden geschat op 9,5 miljoen ton. De belangrijkste lithiumbronnen zijn te vinden in Bolivia (56,6%), Chili(31,4%) en de VS (4,3%). www.dnpm.gov.br

Er is nog een andere bron voor lithium: zeewater … Verschillende technieken zijn onderzocht (Steinberg enDang, 1975; Tsuruta, 2005; Chitrakar et al., 2001).

Kernfusie energie uit lithiumreserves. De energiedichtheid van natuurlijk lithium is ongeveer 7500 kWh per gram (Ongena en Van Oost, 2006). Er is veel variatie in de schattingen van het rendement van de conversie van litium naar electriciteit door kernfusiereactoren: van  310 kWh (e) / g (Eckhartt, 1995) tot 3400 kWh (e) / g natuurlijk lithium (Steinberg en Dang, 1975). Ik heb 2300 kWh (e) / g aangenomen, gebaseerd op dit specifieke veel geciteerde overzicht: “Een 1 GW-fusiereactor gebruikt ongeveer 100 kg deuterium en 3 ton natuurlijk lithium per jaar, en genereert hiermee ongeveer 7 miljard kWh. ” [69vt8r], [6oby22], [63l2lp].

Verder lezen over kernsplijting: Hodgson (1999), Nuttall (2004), Rogner (2000), Williams (2000). Uranium Informatiecentrum – www.uic.com.au www.world-nuclear.org, [wnchw].

Over de kosten: Zaleski (2005).

Over opslagplaatsen van radioactiefmateriaal: [shrln].

Over kweekreactoren en thorium: www.energyfromthorium.com.

Meer informatie over fusion: www.fusion.org.uk, www.askmar.com/Fusion.htm