Uitvallen van koeling is een van grootste gevaren in kerncentrale Zaporizja

Een grote kerncentrale in het zuiden van Oekraïne die midden in het oorlogsgeweld verzeild is geraakt. Hoelang gaat dat nog goed?

Zaporizja is de grootste kerncentrale in Europa en bestaat uit zes reactoren die tussen 1980 en 1995 gebouwd zijn. Als ze allemaal aan staan kan de centrale 5,7 gigawatt aan elektrisch vermogen leveren, genoeg om ruim vier miljoen huishoudens van elektriciteit te voorzien. Op dit moment zijn er twee actief – vier zijn uitgeschakeld. De reactoren zijn belangrijk voor de Oekraïense energievoorziening, die zwaar leunt op kernenergie.

Door de beschietingen zijn drie van de vier hoogspanningslijnen die de centrale verbinden met het Oekraïense elektriciteitsnet beschadigd geraakt. Eind vorige week raakte de centrale tijdelijk losgekoppeld van het net doordat de verbinding met de laatste hoogspanningslijn werd verbroken.

De stroomverbinding werd snel hersteld en zondag meldde het internationale atoomagentschap IAEA dat de veiligheidssystemen bij Zaporizja nog werken en dat er geen verhoogde stralingsniveaus gemeten zijn. Maar wat zijn de risico’s als de beschietingen doorgaan en de centrale afgesneden wordt van het stroomnet?

Lees ook: Hoop op rust rond kerncentrale door inspectiemissie

De grootste ramp die zich zou kunnen voordoen is dat de koelinstallatie kapot gaat en de reactorkern bloot komt te liggen door een bom of andere explosie. Daardoor kunnen er radioactieve stoffen vrijkomen die zich door de lucht verspreiden in de omgeving. Dat kan resulteren in een kernramp vergelijkbaar met de Fukushima-ramp in Japan in 2011. Afhankelijk van de wind zorgt dat voor een gezondheidsrisico in een gebied van tientallen kilometers rondom de kerncentrale. Een grotere ramp zoals de ontploffing van de kerncentrale in Tsjernobyl in 1986 is onwaarschijnlijker omdat de huidige Oekraïense reactoren veiliger zijn.

Een van de grootste zorgen is het uitvallen van de koeling. Bij de kernsplijtingsreacties in de reactor ontstaat warmte, die wordt gebruikt om water te verhitten tot stoom. De stoom drijft een turbine aan die vervolgens via een generator stroom produceert. Er is koeling nodig om oververhitting te voorkomen. De Zaporizja-reactoren worden gekoeld met water.

Koelen is nodig als een reactor aan staat. „Maar ook als hij uitgeschakeld is, moet de inhoud nog een aantal jaar gekoeld worden”, vertelt Wim van der Mheen, nucleaire veiligheidsdeskundige van de Nederlandse Nuclear Research & consultancy Group (NRG), aan de telefoon. Verbruikte splijtstof blijft namelijk nog jarenlang warmte uitstralen. Voor de koeling is stroom nodig.

„Als de netverbinding wegvalt zijn er noodgeneratoren aanwezig die voldoende stroom kunnen leveren om alle koelsystemen te laten werken”, vertelt Van der Mheen. „Meestal moet er bij een centrale genoeg diesel aanwezig zijn om een paar dagen te overbruggen. Zolang de generatoren werken en er genoeg diesel is, is er in principe geen probleem.”

Er zijn bovendien meer mogelijkheden om een nucleaire ramp af te wenden, zegt de Sloveense hoogleraar Leon Cizelj, hoofd van de European Nuclear Society, aan de telefoon: „De Zaporizja-centrale is direct verbonden met een nabijgelegen energiecentrale die ook stroom kan leveren als het nodig is. Het is ook mogelijk om met een van de reactoren de koelsystemen intern van stroom te voorzien.” De stroom voor de koeling is een fractie van wat een reactor produceert.

Zolang de generatoren werken en er genoeg diesel is, is er in principe geen probleem

Wim van der Mheen nucleaire veiligheidsdeskundige

Mocht de koeling toch volledig uitvallen dan is er kans op een meltdown van de reactorkern. Om te voorkomen dat daarbij radioactieve stoffen vrijkomen in de lucht hebben de zes reactoren elk meerdere beschermlagen van beton en staal. In het zwartste scenario zijn de beschermlagen beschadigd door beschietingen.

Op het terrein van de Zaporizja centrale worden ook verbruikte brandstofstaven opgeslagen. Deze gaan eerst naar een gebouw met grote, stevige waterbassins. Het water koelt de staven en houdt de radioactieve straling tegen. Pompen voeren de warmte af en verversen het water. Als deze pompen uitvallen, dan biedt de grote hoeveelheid water nog bescherming. Van der Mheen: „In het uiterste geval, als al het water verdwijnt, kan een deel van de splijtstof door oververhitting beschadigd raken waardoor er radioactief materiaal kan ontsnappen.”

Na een paar jaar in het bassin is de verbruikte brandstof voldoende afgekoeld voor droge opslag, zonder actieve koeling. Het gaat dan naar dikke, betonnen containers die bij de Zaporizja-centrale in de buitenlucht staan. Van der Mheen: „Die containers worden ook gebruikt voor transport en zijn bestand tegen verkeersongevallen en een val van een paar meter hoogte. Ook daarin is het radioactieve materiaal dus vrij goed beschermd.”

Radioactiviteit neemt met de tijd af. Dus een verbruikte brandstofstaaf in de droge opslag zendt minder straling uit dan die in een bassin en nog minder dan het materiaal in een reactor. Onschadelijk is het niet. Als de natte of droge opslag van de verbruikte brandstof beschadigd raakt, dan levert dat volgens Cizelj lokaal een gevaar op voor de mensen op het terrein van de centrale.