Waarom heeft een kerncentrale geen dodemansknop?

DePurpereWolf

Even geen discussie over of je nu voor of tegen kernenergie bent.

Als je kijkt naar een (uranium) kerncentrale. Stel dat de koeling uitvalt, waarom is er geen failsafe die de reactie meteen de nek om draait en een meltdown voorkomt.

Energie uit het splijten van zware atomen is aan de ene kant enorm voordelig, maar aan de andere kant ook enorm gevaarlijk. Je zou denken dat zo'n potentieel gevaarlijke bron een 100% effectieve failsafe zou moeten hebben.

Waarom is dat niet mogelijk?

klazon

Je veronderstelt dat een kerncentrale geen failsafe voorziening heeft.

Waarom denk je dat? Die voorzieningen zijn er wel degelijk.

Sjitty

Dit is omdat, hoe gecontroleerd de reactie ook, het een kettingreactie blijft. Eens de neutronen vrijgekomen in een staaf, blijven ze nieuwe atomen splijten en maar door en door. De reactie kunnen ze dus niet stoppen. Ze moeten wachten tot de hele staaf uitgereageerd is. De controle zit hem eerder in het lineair en korter maken van de reactie door korte staven te gebruiken. En zelfs als al is één staaf opgebruikt, er zitten een heleboel staven in één reactievat. m.a.w. het is een onstopbare kettingreactie per staaf.

Mischiene tenzij ze iets toevoegen dat ALLE neutronen absorbeert. Ook als ze niet alle neutronen kunnen vatten, zou de reactie wellicht wel vertragen, maar één neutron is genoeg om gans de kettingreactie terug verder te zetten, zoals ook maar één foton nodig is om miljoenen elektronen los te krijgen in een elektronmultiplicatorbuis.

Ik heb gehoord dat voor één reactor, als men stopt met uranium toevoegen, het tot 100 jaar kan duren vooraleer alles gereageerd is.

DePurpereWolf

Een kerncentrale heeft wel beveiliging, maar geen goede klaarblijkelijk.

@ Sjitty, de reactie zal nooit stopgezet worden omdat uranium nou eenmaal radioactief is, het heeft een halfwaarde tijd van heel lang. Het is de kettingreactie dat moet worden stopgezet.

Het branden van olie is in principe ook een kettingreactie, maar je kunt het controleren door de zuurstof toevoer te controleren. Voor kernenergie heb je uranium en neutronen nodig. Een kerncentrale zou zonder behulp van mensen automatisch moeten terugvallen op een veilig reactieniveau.

klazon

Een kerncentrale heeft wel beveiliging, maar geen goede klaarblijkelijk.

Wat versta je onder een goede beveiliging? En waarom denk je dat die er niet is?

Sjitty

DePurpereWolf schreef:Een kerncentrale heeft wel beveiliging, maar geen goede klaarblijkelijk.

@ Sjitty, de reactie zal nooit stopgezet worden omdat uranium nou eenmaal radioactief is, het heeft een halfwaarde tijd van heel lang. Het is de kettingreactie dat moet worden stopgezet.

Het branden van olie is in principe ook een kettingreactie, maar je kunt het controleren door de zuurstof toevoer te controleren. Voor kernenergie heb je uranium en neutronen nodig. Een kerncentrale zou zonder behulp van mensen automatisch moeten terugvallen op een veilig reactieniveau.

er is wel een groot verschil met een verbrandingsreactie, namelijk dat de verbrandingsreactie geen zuurstof produceert. de kernfusie reactie wordt gestart door neutronen, maar produceert ook neutronen, waardoor ze niet te stoppen is. dat is net het probleem

en de radioactiviteit is een neveneffect van het onstabiele eindproduct. het is maakt niet echt deel uit van de fissiereactie. daarbij komt warmte vrij. dezelfde reactie is mogelijk met thorium heb k gelezen, waarbij het eindproduct stabiel en niet radioactief is.

constante koeling is dus nodig zolang se reactie verder gaat. in fukushima waren er denk ik 3 noodkoelsystemen die jamerlijk telkens oook stuk gingen. 3 noodkoelsystemen vond ik eigenlijk nog relatief veel, maar je kan altijd blijven verdertellen en zo 999 noodkoelsystemen gaan inbouwen, maar dat is niet haalbaar. ze hebben waarschijnlijk net zoveel veiligheidssystemen om de kans op meltdown onder de wettelijke norm te houden. en een kans , hoe klein ook, kan altijd gebeuren.

317070

DePurpereWolf schreef:@ Sjitty, de reactie zal nooit stopgezet worden omdat uranium nou eenmaal radioactief is, het heeft een halfwaarde tijd van heel lang. Het is de kettingreactie dat moet worden stopgezet.

Het branden van olie is in principe ook een kettingreactie, maar je kunt het controleren door de zuurstof toevoer te controleren. Voor kernenergie heb je uranium en neutronen nodig. Een kerncentrale zou zonder behulp van mensen automatisch moeten terugvallen op een veilig reactieniveau.

Klopt, dat zijn de regelstaven. De regelstaven worden ingeschoven in een reactor, en die absorberen bijna direct alle rondvliegende neuronen, waardoor het Uranium niet meer de kritische massa heeft om verder te gaan kernsplijten. De kernsplijting zelf stopzetten en regelen is heel erg eenvoudig, het is namelijk vrij moeilijk om een kernsplijting gaande te houden. (dit is dus wel 100% failsafe)

(leuke anekdote: vroeger was er iemand die met een bijl naast het touw zat die de regelstaven omhoog hield, om in geval van nood het touw door te hakken: de zogenaamde Security Cut Rope Axe Man. De SCRAM-procedure is daarnaar vernoemd

)

MAAR, die reactiestaven blijven hoogradioactief, ook al is de oorspronkelijke kernreactie al lang stilgelegd, het zijn die secundaire en verdere reacties die precies zorgen voor die continue warmtestroom die maar blijft komen, ook na de oorspronkelijke splijtingsreactie.

klazon

....waardoor het Uranium niet meer de kritische massa heeft om verder te gaan kernsplijten.

De hoeveelheid uranium in een kernreactor haalt sowieso niet de kritische massa. Je wilt niet dat het een bom wordt.

317070

De hoeveelheid uranium in een kernreactor haalt sowieso niet de kritische massa. Je wilt niet dat het een bom wordt.

Bronnetje van het tegendeel. De kritische massa wordt wel degelijk gehaald:

http://nl.wikipedia.org/wiki/Kritische_massa schreef:In een splijtingsreactor wordt de reactorkern voor productie in de buurt van kritisch (k=1) gehouden. Het instelpunt van de reactie wordt hier bestuurd met regelstaven van een neutronenabsorberend materiaal als cadmium of boor. Deze staven kunnen in en uit de kern worden geschoven waardoor - voor de reactor als geheel - als het ware de kritische massa verandert, en de reactie vertraagt of versnelt. Ook hier spreekt men van criticaliteit wanneer k=1.

Belangrijk voor het in de hand houden van reacties in een kernreactor is het onderscheid dat hierbij moet worden gemaakt tussen prompte neutronen (dat zijn neutronen die onmiddellijk vrijkomen bij een kernsplijting) en vertraagde of nakomende neutronen, die enige tijd (ca. 10 seconden) na een kernsplijting vrijkomen door radioactief verval van de splijtingsproducten. Deze laatste maken maar een kleine fractie uit van de totale hoeveelheid neutronen, maar zijn zeer belangrijk bij de regeling.

Wanneer er alleen prompte neutronen zouden zijn, zou een zeer weinig superkritische reactor zeer snel 'op hol slaan': de tijd tussen twee 'generaties' is kort: de kernsplijting zelf en het bereiken van de volgende splijtbare atoomkern duurt een fractie van een seconde. Men kan uitrekenen dat in zo'n geval het aantal neutronen in niet meer dan enkele milliseconden al verdubbelt, ook als de reactor maar net superkritisch is. Door de aanwezigheid van vertraagde neutronen is de reactie in de hand te houden: voor prompte neutronen maakt men de opstelling dan nog net subkritisch, en de vertraagde neutronen zijn nodig om de reactie net superkritisch te krijgen. Die laatste komen echter met een vertraging vrij, zodat het aantal neutronen niet in enkele milliseconden verdubbelt, maar in ca. 10 seconden; genoeg tijd om de reactor netjes bij te kunnen blijven regelen.

DePurpereWolf

317070 schreef:...

MAAR, die reactiestaven blijven hoogradioactief, ook al is de oorspronkelijke kernreactie al lang stilgelegd, het zijn die secundaire en verdere reacties die precies zorgen voor die continue warmtestroom die maar blijft komen, ook na de oorspronkelijke splijtingsreactie.

Daar ben ik het mee eens, bij de reactie met U-235 komen er een hoop restproducten vrij die eigenlijk veel vervelender zijn, alhoewel ze niet per definitie fissile zijn (bruikbaar als brandstof).

Deze restproducten kunnen echter voor veel hitte zorgen zodat de uranium uit hun staven kunnen smelten, terecht komen op de vloer en samen smelten zodat er weer kritische massa kan ontstaan. En dan kun je een langzame atoombom krijgen.

Dus de dodemansknop werkt wel om de kettingreactie van Uranium tot stilstand te brengen, maar het werkt niet om alles in toom te houden. Zonder koeling gaat het nog steeds de mist in ook al zijn de neutronen absorbeerders ingeschakeld.

Als dodemansknop mist het dus zijn werking.

PS, ik begrijp dat de vraag 'waarom iets niet is' moeilijker is dan de vraag 'waarom iets wel is'.

klazon

Bronnetje van het tegendeel. De kritische massa wordt wel degelijk gehaald:....

Ik heb me wat ongelukkig uitgedrukt. De massa in een kernreactor is zodanig verdeeld dat er geen kernexplosie kan plaatsvinden als het proces uit de hand loopt.

317070

Deze restproducten kunnen echter voor veel hitte zorgen zodat de uranium uit hun staven kunnen smelten, terecht komen op de vloer en samen smelten zodat er weer kritische massa kan ontstaan. En dan kun je een langzame atoombom krijgen.

Heb je daar een bronnetje voor? Want daar heb ik nog nooit van gehoord. Het omgekeerde wel, dat de regelstaven wegsmelten, waardoor de kettingreactie niet meer gecontroleerd kan worden en er veel hitte vrijkomt. (= Chernobyl)

Wel is het 100% onmogelijk dat een kerncentrale ontploft als een atoombom. Er zijn honderden ingenieurjaren nodig om een atoombom te doen ontploffen, en er zijn honderden ingenieurjaren nodig om een kerncentrale veilig te laten werken. Dat een kerncentrale ontploft als een atoombom is net zo onwaarschijnlijk als je broodrooster plots koffie gaat zetten.

Het probleem met een atoombom is namelijk dat de reactie als ze te snel gaat ook zichzelf stillegt. Door de hitte en de explosie wordt de kritische massa meteen weer teniet gedaan. Een 'accidentele' atoombom is echt uitgesloten. In dat opzicht is een dodemansknop totaal overbodig.

Het grootste gevaar is dat er water is waarin Uranium is opgelost (Uranium lost goed op in water) die zo verhit wordt dat de expansie van de stoom zorgt voor een 'explosie'. Dan heb je een mooie radio-actieve regenwolk, dit heb je niet eens bij een atoombom. Bij een atoombom is het een stofwolk, wat sneller neervalt.

De 2 zijn niet te vergelijken...

DePurpereWolf

Sorry, maar een 'atoombom' kun je gewoon defineren als een losgeslagen kettingreactie van uranium splijting. Ik weet dat er bij de atoombom heel wat meer bij komt kijken om zo'n groot mogelijk bang te krijgen met zo min mogelijk splijtstof. Maar alles wat ongecontroleerd ineens veel hitte genereert kun je defineren als een bom.

Verder probeer ik gewoon een meltdown te beschrijven: http://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_meltdown

gouwepeer

Uitleg in het Nederlands: wikipedia

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

Waarom heeft een kerncentrale geen dodemansknop?

Waarom heeft een kerncentrale geen dodemansknop?

Re: Waarom heeft een kerncentrale geen dodemansknop?

Re: Waarom heeft een kerncentrale geen dodemansknop?

Re: Waarom heeft een kerncentrale geen dodemansknop?

Re: Waarom heeft een kerncentrale geen dodemansknop?

Re: Waarom heeft een kerncentrale geen dodemansknop?

Re: Waarom heeft een kerncentrale geen dodemansknop?

Re: Waarom heeft een kerncentrale geen dodemansknop?

Re: Waarom heeft een kerncentrale geen dodemansknop?

Re: Waarom heeft een kerncentrale geen dodemansknop?

Re: Waarom heeft een kerncentrale geen dodemansknop?

Re: Waarom heeft een kerncentrale geen dodemansknop?

Re: Waarom heeft een kerncentrale geen dodemansknop?

Re: Waarom heeft een kerncentrale geen dodemansknop?