Het grootste gevaar in een kerncentrale is water

De oorzaken van kernrampen zijn veel banaler en ouder zijn dan we denken. Vaak hebben ze te maken met water en stoom. Maar juist daarom hebben beleidsmakers die risico’s vaak onderschat, en gedacht dat speciale veiligheidsmaatregelen niet nodig waren.

Door in nucleaire archieven te duiken, ingenieurs te interviewen en zelf kerncentrales te bezoeken, ontdekte ik dat één vraag decennialang controverses veroorzaakte: Moeten we een kerncentrale reguleren als iets speciaals, of als een gewone stoommachine?

Mijn historisch onderzoek bracht mij tot ver buiten Europa, bijvoorbeeld de Three Mile Island-site in Harrisburg, Pennsylvania, waar in 1979 een grote ramp plaatsvond.

Vandaag is kernenergie nog steeds een gevoelig thema, zeker in België. De regering De Croo besliste recent nog, als gevolg van de oorlog in Oekraïne, om onze reactoren langer open te houden. Veel politici denken bovendien luidop aan nieuwe kerncentrales. Maar terwijl politici debatteren over de kostprijs of het kernafval, zijn de veiligheidsvraagstukken naar de achtergrond verdwenen.

Nu onze centrales langer openblijven, zullen die water- en stoomtechnologieën enkel maar verouderen. Met zwakker staal en grotere onderhoudsnoden tot gevolg. En veel ontwerpen voor nieuwe reactoren behouden nog steeds water als koelmiddel. Water en stoom blijven de kern van nucleaire veiligheid. Daarom is het vandaag belangrijker dan ooit dat we uit de geschiedenis leren en dat veiligheidsdebat blijven voeren.

Stoom en Atoom

Een kerncentrale gebruikt water en stoom om elektriciteit te produceren. Gemiddeld vloeit er door een reactor ongeveer 50.000 liter water per seconde.

Verschillende circuits van buizen, vaten, pompen en ventielen voorkomen kernrampen, maar kunnen ze ook veroorzaken.

De kern van een reactor, waar de splitsing van uraniumatomen plaatsvindt, genereert veel warmte. Door rond de kern water te laten koken en stoom te genereren, kan die warmte omgezet worden in elektriciteit. Daarvoor is een complex systeem van duizenden buizen, pompen en ventielen nodig.

Een kerncentrale bestaat voor het grootste deel dus niet uit hoogtechnologische toestellen om atomen te splitsen, maar uit loodgieterij.

Het water heeft echter nog een ander doel: het voorkomt dat de kern smelt en dat er zich explosies voordoen, zoals in Tsjernobyl of Fukushima, met de verspreiding van schadelijke radioactieve deeltjes tot gevolg. Loodgieterij voorkomt nucleaire rampen, elke dag opnieuw. Daarom zijn veiligheidsmaatregelen essentieel.

Stoomboten

Die veiligheidsvoorschriften voor loodgieterij gaan terug tot de Industriële Revolutie. Flashback naar de negentiende eeuw. De tijd van fabrieken, locomotieven en Red Star Line-schepen naar Amerika. Al die nieuwe uitvindingen gebruikten stoommachines.

Maar die waren niet zonder gevaar. Buizen kunnen barsten. Stoom kan exploderen. En dat gebeurde regelmatig in de negentiende eeuw. Explosies op stoomboten waren bijvoorbeeld veelvoorkomend. De meest tragische ramp was de explosie op de stoomboot ‘Sultana’ in 1865, op de Mississippi-rivier in de Verenigde Staten. Meer dan 1.400 passagiers, de meeste soldaten die de Amerikaanse burgeroorlog hadden overleefd, verloren het leven.

De Sultana-ramp bracht voor het eerst een debat over stoomveiligheid op gang.

De tragische gebeurtenissen op de Mississippi creëerden een schokgolf door de Verenigde Staten en daarbuiten. Al snel begonnen ingenieurs nieuwe codes en standaarden te schrijven over hoe boilers en andere stoommachines gebouwd en geïnspecteerd moeten worden. Wat zij nog niet wisten, is dat een eeuw later een heel andere sector die codes zou toepassen: de nucleaire industrie.

Klokkenluiders

De boilerexplosies op de Sultana waren een catastrofe. Maar als iets soortgelijks in een kerncentrale zou gebeuren, zouden de gevolgen ongezien zijn. Toch maakten de ingenieurs zich maar weinig zorgen. In de jaren 50 en 60 werden oude stoomvoorschriften quasi rechtstreeks toegepast op kerncentrales.

Deze situatie was echter niet houdbaar. De risico’s met stoomtechnologieën bleken al snel groter dan gedacht. Antinucleaire activisten en klokkenluiders binnen de industrie waren de eersten om aan te tonen dat problemen met loodgieterij wel degelijk tot een nucleaire ramp kunnen leiden. Een belangrijke ontdekking daarbij was dat radioactieve straling het staal van de loodgieterij zwakker maakt. Barstende buizen of vaten bleken dus realistischer dan gedacht.

Stoomorganisaties

Bijgevolg kwamen er aanpassingen aan de oude veiligheidsmaatregelen. In de VS, bijvoorbeeld, introduceerde de overheid strengere voorwaarden voor de productie en inspectie van reactorcomponenten en de kwaliteit van het staal. Deze specifieke “nucleaire” regels vonden snel hun weg naar Frankrijk, Zweden en België. Stoomveiligheid evolueerde geleidelijk naar “nucleaire” veiligheid.

Deze nieuwe regels waren het gevolg van zware politieke strijd. Veel metaalbedrijven, boilerproducenten of ingenieursverenigingen, opgericht in de negentiende eeuw, bleven invloedrijk. Deze private “stoomorganisaties” bezaten essentiële expertise, bijvoorbeeld over metallurgie of thermohydraulica. Hierdoor zaten ze mee aan de knoppen van het beleid en konden ze onderhandelen over de wetten en veiligheidsvoorschriften die op hun eigen industrie van toepassing waren.

Een voorbeeld in de VS was de American Society of Mechanical Engineers, die toonaangevend was geweest voor de regulering van stoommachines en er alles aan deed om bemoeienissen van de Amerikaanse regering tegen te werken. In België is Vinçotte, een bedrijf opgericht in 1872 voor de inspectie van stoommachines, nog steeds een belangrijke speler in de regulering en inspectie van kerncentrales.

Kernrampen

Vele ingenieurs bleven echter een grootschalige kernramp als gevolg van een probleem in de loodgieterij onmogelijk achten. Tot in 1979. In dat jaar vond in de Amerikaanse kerncentrale Three Mile Island de grootste kernramp tot dan toe plaats. De oorzaak was een combinatie van problemen met het koelingssysteem. In de nasleep van Three Mile Island voegden beleidsmakers opnieuw “nucleaire” regels toe voor delen die tot dan toe nog het label “niet-nucleair” hadden.

De schade aan de kerncentrale van Fukushima door waterstofexplosies was enorm.

Andere kernrampen bevestigden telkens opnieuw hoe belangrijk water en stoom voor nucleaire veiligheid zijn. In 1986 veroorzaakte een stoomexplosie in Tsjernobyl een grote radioactieve wolk over Europa. En in 2011 zorgde een tsunami voor een onderbreking van de koeling, met meerdere waterstofexplosies tot gevolg.

Toch lijken discussies over veiligheid in het nucleaire debat vandaag nagenoeg verdwenen. Hopelijk kan een geschiedenisles, een die helemaal teruggaat naar de negentiende eeuw, een wake-up call zijn.

Siegfried Evens dingt mee naar de Vlaamse PhD Cup 2024. Ontdek meer over dit onderzoek op www.phdcup.be.