Nucleaire energie heeft een interessante geschiedenis achter de rug, vooral vanwege het feit dat de kerntechnologie inherent gevaarlijk is. Hoewel het nog steeds een relatief nieuwe energiebron is, gaat de oorsprong ervan terug tot het einde van de 19e eeuw.
Laten we eens wat dieper ingaan op de geschiedenis van kernenergie om de vooruitgang te volgen.
Het begin van kernenergie
Het verhaal van kernenergie begint pas echt in 1895, toen Wilhelm Roentgen röntgenstraling ontdekte.
Tijdens experimenten met een kathodestraalbuis merkte Roentgen op dat fotografische platen in de buurt oplichtten als het apparaat aan stond, zelfs als het met zwart papier was bedekt, waaruit hij concludeerde dat de kathodebuis een onzichtbare straal uitzond, iets wat nog niet eerder was waargenomen.
Wat Roentgen zag, waren de röntgenstralen die zich door de buis verspreidden.
Het jaar daarop ontdekte Becquerel in Frankrijk dat uraniumzouten uit zichzelf doordringende straling konden produceren, zonder dat zij door een externe energiebron hoefden te worden opgewekt.
Deze waarneming bracht Becquerel tot het inzicht dat het uranium röntgenstraling moest produceren.
Marie en Pierre Curie bestudeerden ook het verschijnsel, wat hen ertoe bracht twee nieuwe elementen te isoleren, Polonium en Radium. Hun onderzoek leidde in 1898 tot een nieuw woord, radioactiviteit.
Terwijl de wetenschapper Ernest Rutherford in Engeland radioactiviteit bestudeerde, ontdekte hij twee nieuwe soorten straling, die verschilden van röntgenstraling en die hij alfa- en bètastraling noemde.
Een van de meest cruciale ontdekkingen voor de toekomst van kernenergie werd ook gedaan door Rutherford. In 1909 ontdekte hij dat het grootste deel van de massa van een atoom in de kern zit.
Rutherford wordt vandaag de dag beschouwd als de vader van de kernfysica. Hij ontdekte gammastraling en theoretiseerde zelfs het bestaan van neutronen in 1920, ondanks het feit dat hij geen enkel bewijs had voor het bestaan ervan. Neutronen zouden uiteindelijk in 1932 worden ontdekt.
Deze fundamentele ontdekkingen vormden de basis voor wat zou uitgroeien tot de industrie van de kernenergieproductie.
Het splitsen van atomen
In 1938 schoten de Duitse wetenschappers Otto Hann en Fritz Strassman neutronen af op uraniumatomen en ontdekten dat daarbij een aanzienlijke hoeveelheid energie vrijkwam. Met de hulp van Lise Meitner en Otto Frisch konden zij verklaren dat wat zij hadden waargenomen de splijting van het atoom door splijting was.
In 1939 bedachten de natuurkundigen Leo Szilard en Enrico Fermi dat splijtingsreacties konden worden gebruikt om een explosie te veroorzaken door middel van een massale kettingreactie.
Szilard en enkele andere wetenschappers, waaronder Albert Einstein, schreven in 1939 een brief aan president Roosevelt om hem te waarschuwen voor de mogelijkheid van het maken van kernwapens. De president gaf een adviescommissie toestemming om atoombommen voor de VS te ontwikkelen.
In 1942 slaagde Fermi, die deel uitmaakte van de commissie, erin om in Chicago de eerste door mensen gemaakte kettingreactie van kernsplijting tot stand te brengen. Op dat moment kwam het Manhattan-project in volle ontwikkeling.
Het team streefde naar de ontwikkeling van twee soorten bommen, een met uranium als kern, en een met plutonium. Het project was zeer geheimzinnig, en er werden hele geheime steden gebouwd om het project te ondersteunen. Eén faciliteit, in Oak Ridge, Tennessee, gebruikte nucleaire reacties om plutonium te maken dat gebruikt kon worden voor de productie van verrijkt uranium. Een andere faciliteit in Washington maakte gebruik van nucleaire reacties om plutonium te produceren.
RELATED: NIEUWE STUDIE BEGRIJPT COMPREHENSIEF PLAN VOOR DECARBONISATIE IN DE NUCLEAR ENERGIE SECTOR
De nu beroemde geheime locatie in Los Alamos, New Mexico, werd door honderden wetenschappers gebruikt voor onderzoek naar en de bouw van kernwapens.
Aan het einde van de Tweede Wereldoorlog, in 1945, werden voor het eerst kernwapens op mensen gebruikt. Dit was ook het moment waarop de meerderheid van de wereldbevolking zich realiseerde hoe destructief deze technologie kon zijn.
Kernreactoren worden gebruikt als energiebronnen
Het duurde tot 1951 voordat de eerste kernreactor die elektriciteit produceerde, werd voltooid. Hij werd Experimental Breeder Reactor 1 genoemd, stond in Idaho en werd gekoeld met vloeibaar metaal.
In 1954 werd de eerste door kernenergie aangedreven onderzeeër, de USS Nautilus, voltooid, waardoor de onderzeeër aanzienlijke delen van de tijd onder water kon blijven zonder bij te tanken.
In datzelfde jaar voltooiden de Sovjets hun eerste kerncentrale, de Obninsk Kerncentrale, de eerste op het net aangesloten kernreactor. De Shippingport Atoomcentrale, in Pennsylvania, werd in 1957 in gebruik genomen en was ’s werelds eerste volwaardige atoomelektriciteitscentrale die uitsluitend voor gebruik in vredestijd was bestemd.
De jaren zestig en zeventig brachten de ontwikkeling en bouw van veel meer commerciële kernreactoren voor de opwekking van elektriciteit, waarvan vele werkten op basis van licht gewijzigde ontwerpers van eerdere reactoren.
Deze kerncentrales werden aangeprezen als relatief goedkope en emissievrije bronnen van elektriciteit. Kernenergie werd in die tijd door velen gezien als de belofte de energiebron van de toekomst te zijn.
In 1974 zette Frankrijk fors in op de ontwikkeling van kernenergie, waarbij uiteindelijk 75% van de elektriciteit werd opgewekt met behulp van kernreactoren. In dezelfde periode was ongeveer 20% van de energieopwekking in de Verenigde Staten afkomstig van kernenergie, geproduceerd door 104 centrales verspreid over het land.
In 1979 kwam de toekomst van kernenergie echter op losse schroeven te staan door het ongeluk bij Three Mile Island. Deze gedeeltelijke meltdown van een reactor in Pennsylvania was het begin van een verschuiving in de publieke opinie over de veiligheid van kernreactoren.
Toen in 1986 de ramp in Tsjernobyl plaatsvond, waarbij een enorme stralingswolk vrijkwam die een groot deel van Noord-Europa en zelfs de oostkust van de Verenigde Staten trof, begon de wereldwijde opinie zich af te keren van kernenergie. Hoewel, deze rampen hebben geleid tot de creatie van veiliger reactorontwerpen.
GERELATEERD: NUCLEAR MELTDOWN AND HOW IT CAN BE PREVENTED
Een interessant feit uit de kernenergiegeschiedenis is dat Rusland en de VS in 1994 overeenkwamen hun kernkoppen om te zetten in splijtstof. Ongeveer 10% van de Amerikaanse nucleaire elektriciteit wordt tegenwoordig geproduceerd met ontmantelde kernwapens.
De kernenergiesector in het post-Chernobyl tijdperk van de late jaren 90 en 2000 werd gekenmerkt door een hoge mate van veiligheid bij de exploitatie van centrales en geen sterfgevallen in de VS. De algemene opinie over kernenergie begon weer positief te worden naarmate de industrie aantoonde dat ze veilig bleef.
De ramp in Fukushima in 2011, waarbij een aardbeving en tsunami leidden tot een gedeeltelijke meltdown en het vrijkomen van een grote hoeveelheid straling uit een Japanse reactor, diende echter als een herinnering dat kernenergie niet volledig veilig is.
Zowat 14 procent van de wereldwijde energie wordt vandaag nog steeds geproduceerd door kerncentrales, en sommigen schatten dat kernenergie in de loop van haar geschiedenis 1,8 miljoen levens heeft gered, door de luchtvervuiling ten gevolge van het gebruik van fossiele brandstoffen te compenseren.