Herinvoering kernenergie?

De herinnering aan rampen heeft een lange ‘halveringstijd’.

Ik woonde eind jaren tachtig en begin jaren negentig in een studentenhuis in Maastricht. Daar hadden we vaak buitenlandse studenten op bezoek als tijdelijke onderhuurders ivm uitwisselingsprojecten. Ooit waren de logés twee dames uit de Oekraïne. Ze zaten op de universiteit van Kiev en volgden in ons land een economisch semester. Een jongen die naast mij woonde studeerde iets technisch op hbo niveau. Hij beschikte over een stralingsdetector, of laten we zeggen: hij maakte mij en de rest van het huis wijs dat het een heuse geigerteller was. Ik weet nog steeds niet of hij ons voor de gek hield maar het ding maakte het bekende ratelgeluid van oplopende klikjes als hij in de buurt van onze gasten kwam of van hun spullen. Niet iedereen kon daarom lachen.

De Tsjernobylexplosie is een van de meest apocalyptische technologische ongelukken aller tijden. Ze werd veroorzaakt door slechte ontwerpkeuzes en incorrecte besturing. Deze ramp toont aan hoezeer dingen kunnen misgaan als ingenieurs fouten maken.

Je kunt nu citytrips naar Pripjat maken. Ook de rest van het rampgebied is een toeristische trekpleister geworden.

In feite veroorzaakten drie fouten samen de Tsjernobylexplosie. De eerste fout was de manier waarop de ingenieurs water gebruikten in de reactor. Ze hadden water nodig om stoom te vormen, want stoom is het medium dat de warmte-energie van de reactor opneemt en elektriciteit genereert via een stoomturbine. Het probleem is dat vloeibaar water veel beter neutronen absorbeert dan stoom. Als de operators de reactor afkoelen, bevat de kern vooral water. Als ze de reactor dan onjuist opwarmen en het water snel in stoomfase schiet, kan een energiepiek volgen. De snelle omzetting van water naar stoom veroorzaakt een snelle toename van het aantal neutronen: een positief terugkoppelingsproces.

De tweede fout betrof het ontwerp van de regelstaven. Een regelstaaf wordt geacht neutronen te absorberen, maar de punten van de Tsjernobylregelstaven waren van grafiet. Toen de regelstaven de reactor ingingen, verdreven ze daarom het water, wat leidde tot een volgende energiepiek.

Ten derde had de Tsjernobylreactor geen beschermende behuizing, dus toen de explosie zich voordeed, was er niets wat de vervuiling opving.

Het ongeluk verliep als volgt: op 26 april 1986 koelden de operators de kern onjuist af. Toen ze weer opstartten, schoot het water in stoomfase en ontstond een energiepiek. De regelstaven werden ingevoerd, waarbij de grafietpunten een tweede, rampzalige energiepiek veroorzaakten. De brandstofstaven barstten en de regelstaven zaten klem. Een stoomexplosie blies de kern open, waardoor zuurstofr binnenstroomde en een brand ontstond, die nucleair materiaal de lucht in pompte. Een tweede explosie – waarschijnlijk een kleine nucleaire ontploffing door de fusie van smeltende brandstof – vergrootte de hoeveelheid vrijkomend nucleair materiaal.

Miljoenen hectares land werden besmet met gevaarlijke niveaus radioactieve neerslag en vrijwel heel Europa kreeg te maken met fall-out. De ontwerpbeslissingen van een paar ingenieurs en de operationele fouten van een paar operators troffen miljoenen mensen.

In de discussie over eventuele herintroductie van kernenergiecentrales in Nederland is het goed om te beseffen dat fouten zoals boven omschreven natuurlijk nooit meer gemaakt worden.

De dames die bij ons logeerden werden geboren op zo’n 95 km van de plek van de ramp. Ze bezochten ons drie jaar na die catastrofe. In 1986 maakte Tsjernobyl nog deel van de Sovjet-Unie, vlak bij de grens met Wit-Rusland. De omgeving van Tsjernobyl en de dichstbijzijnde stad Pripjat zijn is na de ramp afgesloten vanwege de hoge radioactiviteit. Doordat er geen mensen meer wonen, heeft de natuur vrij spel. Zo is de omgeving een waar natuurgebied geworden, waar allerlei bijzondere flora en fauna te vinden is.

Het zou cynisch zijn om dit laatste feit als argument te gebruiken voor de herinvoering van atoomenergie. Zo van: als het fout gaat houd je in ieder geval een prachtig, van mensen verstookt, gebied over. Ik zal dit nooit hardop zeggen.

Moeten we terug naar kernenergie?

In het belang van de bomen zeg ik ja. Nou ja: bijna.

Jammer dat de uitvinding van een goedwerkende kernfusiecentrale zolang op zich laat wachten. Moeten we daarom de kernsplijting maar weer in overweging nemen? Kernenergie zou het in mijn ogen veel grotere kwaad van biomassacentrales en illegale bomenkap inderdaad aan banden kunnen leggen. Maar ja, de geschiedenis kent inmiddels vele voorbeelden van waar het fout ging met de op zich ingenieuze techniek van deling van zware onstabiele atoomkernen in lichtere kernen.

Ik bekeek de documentaire van Vicki Lesley genaamd ‘The Atom a Love Story’ en kwam net als de filmmaakster niet echt tot een conclusie of het goed is om deze evident gevaarlijke techniek weer toe te laten. De film behandelt dan ook een langlopend controversieel onderwerp. We beginnen met een clip van het soort van propagandafilm dat in de jaren ’50 van de vorige eeuw gebruikelijk was. Hierin wordt een reactionair en volkomen kritiekloos standpunt verwoord. Gelukkig zijn velen die naïviteit te boven gekomen. Het doet denken aan de sigarettenreclames van die tijd. Er valt alleen maar geluk en zelfs gezondheid van atoomsplitsing te verwachten.

Nucleaire energie werd idealistisch omarmd na de oorlog als onderdeel van onze gloedvolle technologische toekomst maar daarna vrij snel verworpen met het nieuws van verschrikkelijke ongelukken. De gedeeltelijke meltdown bij Three Mile Island in de VS in 1979 was de eerste nucleaire catastrofe die massaal het nieuws haalde. Vlak voor dit ongeluk kwam er trouwens een film uit van James Bridges, genaamd The China Syndrome, die een drama in een kerncentrale als thema had. Deze werd achteraf geprezen als zijnde profetisch en zou een echt instument worden in het populariseren van het anti-nucleaire standpunt. Ik vind dat Vicki Lesley deze belangrijke film op z’n minst even had moeten benoemen.

Ecologische campagnevoerders, vooral in Nederland en West Duitsland, voerden de strijd aan tegen atoomenergie. Het Chernobyldrama in 1986 vervulde zelfs de meest fervente aanhangers van dit proces met angst en beven. En in 2011, net toen velen weer een beetje onverschillig of gelaten dreigden te worden, deed zich het ijzingwekkende incident voor bij Fukushima in Japan. Het levensgrote probleem van de klimaatopwarming werd ons echter ook steeds duidelijker. Dat zorgde ervoor dat de vraag of kerncentrales niet toch een uitkomst waren, werd heroverwogen. We moesten de vervuilende fossiele brandstoffen tenslotte te lijf.

Er is dit verschil: de klimaatcrisis is een ramp in slowmotion terwijl Three Mile Island, Chernobyl en Fukushima het publiek heel helder voor ogen staan. Er is echter nog iets dat ons heel erg bezighoudt en dat zijn de broeikasgassen. Als we die nou heel erg kunnen terugdringen met één zo’n centrale en daarmee ook nog alle lelijk in het zicht staande windmolens en zonneakkers kunnen vervangen? Verder is er het argument dat we door schade en schande wijs zijn geworden. Wetenschappers hebben de techniek nu meer onder de knie dan toen. We worden steeds deskundiger, dus voorzichtiger.

Het vergroten van de veiligheid van de nucleaire techniek is misschien wat al te theoretisch. Het moet in de praktijk worden bewezen maar of atoomenergie die kans nog ooit zal krijgen. Kan een belofte voor de toekomst objectief worden afgewogen tegen de klimaatramp die zich op dit moment voltrekt? Voorlopig lijkt onze liefdesaffaire met nucleaire energie over. Dan rest ons het aflopend huwelijk met fossiele energie en de veel te voorzichtige verkering met hernieuwbare bronnen. Er spatten gewoon te weinig vonken af van onze groene projecten waardoor we snel met een energietekort zullen kampen. Dan wordt er weer gekeken naar houtstook als oplossing. Ik zie veel kale plekken voor me waar ooit prachtige bomen stonden.

Lesley geeft het laatste woord aan de gepassioneerde en overtuigde anti-kernenergie activist Ralph Nader, maar dat wil niet zeggen dat haar film zich op dezelfde manier uitspreekt. Ik ben er ook nog niet uit. Jammer hoor, dat kernfusie zolang op zich laat wachten.

Aanschouw het tweespletenexperiment

En raak verslingerd aan de kwantummechanica.

Althans, dat zou je hopen. De waarheid is dat de meesten het allemaal te moeilijk vinden en hun heil zoeken bij gemakkelijke oplossingen. Ze willen snelle antwoorden op hun vragen. Die verschaffen de leveranciers van Desinformatie, Onzin en Misleiding hen graag.

Mag er geen ruimte zijn voor twijfel? Moet alles meteen worden verklaard? Kan, zolang de wetenschap nog geen eensluidende, afdoende verklaring heeft gevonden, de vraag niet openblijven en terugkomen in talloze hypothesen die zorgvuldig getest worden aan en in de werkelijkheid?

Voor ongeduldige betweters zijn er talloze sites beschikbaar waar ‘blaters’ vanuit hun benauwende bubbels met veel aplomb quasi bevredigende schijnoplossingen bieden. Ik schaar ze onder het anagram ‘DOM’ en schrijf rustig verder op dit blog dat door een handjevol mensen wordt gelezen.

Zie hieronder hoe het staat met de staat van het wetenschappelijk onderzoek in de kwantummechanica. Fysici zijn niet eenduidig in hun voorspellingen ten aanzien van de realiteit die zij onderzoeken. Dat pleit voor hun vasthouden aan de wetenschappelijke methode waarin het gebruikelijk is om te proberen de bestaande hypothese te weerleggen en die door nieuwe onderzoeksvragen te vervangen.

Dat noem ik de bescheidenheid van de wetenschap. Een stelling die (nog) niet bewezen is, dient als uitgangspunt voor een experiment of voor een gerichte waarneming. Ongeacht de hoeveelheid aanwijzingen die de hypothese steunen, is één, reproduceerbaar, negatief uitvallend experiment voldoende om de hypothese te falsifiëren (onderuit te halen).

Dat is de bedoeling. Een wetenschappelijke hypothese moet falsifieerbaar zijn: er moeten experimenten of gerichte waarnemingen denkbaar zijn die de hypothese zouden falsifiëren als de uitkomsten van dat experiment de hypothese weerspreken. Voor diverse hypothesen is de wetenschap niet ver genoeg gevorderd om experimenteel volledig uitsluitsel te kunnen geven over het wetenschappelijke waarheidsgehalte van de hypothesen.

In dat geval zal de wetenschapper zich extra bescheiden opstellen. Zijn ‘hypothese’ komt dan het meest in de buurt van wat in het dagelijks spraakgebruik gebezigd wordt in de zin van ‘veronderstelling, aanname’. Nooit zal een echte wetenschapper beweren dat hij de waarheid in pacht heeft als die niet kan worden aangetoond. Daarom bestaan er in de kwantummechanica juist zoveel voorstellen van mogelijke verklaringen voor de fenomenen die worden waargenomen.

Met deze professionele opstelling staat het aplomb van de meute in schril contrast. Een algemene theorie ontstaat niet zomaar, die moet consistent zijn met alle beschikbare data en met andere al bestaande theorieën. Geen enkele wetenschapper houdt vast aan wat door de werkelijkheid wordt weersproken.

Opbouw van het interferentiepatroon in de tijd bij het tweespletenexperiment uitgevoerd met elektronen.