Bestraalde kernbrandstof: verschil tussen versies
Verwijderde inhoud Toegevoegde inhoud
k Te veel aan lege regels weggehaald |
Toevoegen inleiding, enkele aanpassingen. |
||
Regel 1:
Brandstof voor kerncentrales die gebruikt is in een kerncentrale wordt aangeduid met de term '''bestraalde kernbrandstof'''. Hierin bevindt zich een breed scala aan elementen, want niet alleen de originele brandstof is nog gedeeltelijk aanwezig, ook de splijtingsproducten en elementen die ontstaan zijn uit aanwezige materialen door [[neutronenvangst|invangst]] van neutronen.
== Inleiding ==
Afhankelijk van het type kerncentrale en het type brandstof dat gebruikt wordt, varieert de samenstelling van het materiaal dat na gebruik uit de kern gehaald wordt. Het belangrijkste type centrale is de [[drukwaterreactor]]. De rest van dit artikel gaat met name over brandstof uit dat type centrale, maar het meeste geldt ook voor andere typen reactoren.
De reden dat splijtstof gewisseld wordt, is meestal niet dat de splijtstof daadwerkelijk "opgebrand" is. Er zit nog steeds bruikbare brandstof in. Het probleem zit hem met name in de aanwezigheid van de splijtingsproducten. Deze kunnen neutronen afvangen en de regeling van de kerncentrale bemoeilijken. Het isotoop dat hierbij de meeste problemen veroorzaakt is <sup>135</sup>Xe.
== Splijtingsproducten ==
Regel 10 ⟶ 16:
* <sup>235</sup>U + 1 neutron <math>\rightarrow</math> 3 neutronen + <sup>90</sup>[[Krypton (element)|Kr]] + <sup>143</sup>[[Barium|Ba]] + ENERGIE
Bij kernsplijting kunnen dus de isotopen <sup>90</sup>Kr, <sup>92</sup>Kr, <sup>94</sup>Sr, <sup>140</sup>Xe, <sup>142</sup>Ba, en <sup>143</sup>Ba gevormd worden. Maar ook nog vele andere. de meeste splijtingsproducten hebben een massa getal rond de 95 of rond de 140. Nagenoeg al deze splijtingsproducten zijn zeer instabiel en hebben een relatief korte halfwaardetijd, maar een klein aantal kan nog geruime tijd [[
Enkele splijtingsproducten kunnen tijdens een [[opwerking]]sproces gewonnen worden uit bestraalde kernbrandstof en gebruikt worden. De meest bekende is waarschijnlijk het isotoop <sup>99</sup>Mo van [[Molybdeen]]. Dit radioactieve element vervalt tot <sup>99m</sup>Tc (een isotoop van [[Technetium]]), dat veelvuldig wordt gebruikt in de [[radiodiagnostiek]]. (Zie hieronder bij hergebruik.)
== Hogere Actiniden ==
Regel 25 ⟶ 31:
== Hergebruik ==
Een deel van het materiaal dat overblijft in de brandstofstaven, nadat deze definitief verwijderd worden, kan worden hergebruikt. Of dit ook daadwerkelijk gedaan wordt hangt van veel factoren af. In deze paragraaf worden een aantal technische mogelijkheden aangegeven, of deze ook daadwerkelijk worden toegepast hangt onder meer af van de vraag of het commercieel interessant genoeg is. Bovendien is in bijvoorbeeld [[Amerika]] het niet toegestaan om [[Plutonium]] te winnen uit bestraalde kernbrandstof, omdat gevreesd wordt dat dit in verkeerde handen zou kunnen vallen.
Van de bestraalde kernbrandstof is het grootste aandeel (95%) nog steeds Uranium. Hiervan is het grootste gedeelte het niet(-direct) splijtbare <sup>238</sup>U dat gebruikt kan worden in een [[kweekreactor]]. Een gedeelte van het <sup>235</sup>U is ook nog aanwezig en kan na [[verrijking]] weer gebruikt worden in de meeste andere [[kernreactor]]en. Van de gevormde [[Actiniden]] is ook een gedeelte geschikt voor hergebruik. Het isotoop <sup>239</sup>[[Plutonium|Pu]] kan zoals boven vermeld ingezet worden als [[MOX]]-brandstof. <sup>238</sup>Pu wordt gebruik als energiebron in ruimtevaartuigen. Na gebruik in een kerncentrale bestaat de brandstof voor ongeveer 1% uit Pultonium. De overige Actiniden zijn in nog veel kleinere hoeveelheden aanwezig.
Het aanwezige [[Neptunium]] bevat ook een splijtbaar isotoop: <sup>237</sup>Np dat als brandstof ingezet kan worden. Van de overige isotopen heeft alleen <sup>236</sup>Np een [[halfwaardetijd]] die lang genoeg is om dit aan te treffen. <sup>241</sup>[[Americium|Am]] werd veelvuldig toegepast in rookmelders, hoewel dat tegenwoordig niet meer is toegestaan. Andere isotopen van [[Americium]] worden in de medische wetenschap toegepast. De overige [[Actiniden]] worden nagenoeg uitsluitend gebruikt voor wetenschappelijk onderzoek, hoewel <sup>252</sup> nog toepassing vindt als calibratiebron voor [[neutronendetectoren]]. Van alle actiniden heeft <sup>241</sup>Am de grootste bijdrage aan de activiteit van het afval.
In andere typen kerncentrales die nog in ontwikkeling zijn, kunnen alle actiniden zwaarder dan [[Plutonium]] gebruikt worden om energie op te wekken. Als deze typen centrales eenmaal op commerciële basis kunnen worden ingezet, is het mogelijk om deze lang-levende isotopen kwijt te raken en er bovendien nog energie uit te halen. Hiermee kan de brandstofcyclus worden "gesloten", d.w.z. er wordt voor gezorgd dat er alleen nog maar (relatief) kort-levende splijtingsproducten overblijven.
| |||