Uranium is de brandstof die in kerncentrales gebruikt wordt om elektriciteit te produceren. Voordat uranium kan worden gebruikt in een kerncentrale, moet het verschillende industriële processen ondergaan.

Nucleare brandstof cirkel

Mijnbouw (Mining)
Uranium wordt als uraniumerts gewonnen en daarna gemalen, gezuiverd en geconcentreerd. Daarmee wordt de vaste stof geproduceerd die in de bedrijfstak bekendstaat als uraniumooxide (U308) ook wel genoemd 'Yellowcake'. De Yellowcake wordt daarna vervoerd naar gespecialiseerde bedrijven.

Omzetting (Conversion)
Tijdens het omzettingsproces wordt het uranium omgezet naar uraniumhexafluoride (UF6) met behulp van hydrogene-fluoride. Deze substantie is bij normale temperaturen een vaste stof maar kan gemakkelijk worden omgezet naar gas. Het uranium wordt omgezet omdat UF6 in de vorm van gas verrijkt kan worden, zodanig dat het geschikt is voor gebruik in kerncentrales. Eenmaal omgezet, wordt de UF6 in stalen 48Y-cylinders geplaatst en vervoerd naar verrijkingsfabrieken.

Verrijkingsproces (Enrichment process)
Uranium bevat twee isotopen, U238 en het iets lichtere U235. De yellowcake die bij de mijn geproduceerd wordt, bevat maar ongeveer 0,7% U235, terwijl de concentratie van de isotoop voor hedendaagse kerncentrales meestal tussen 3% en 5% moet liggen voor een effectieve nucleaire operatie. De verrijking van uranium is de belangrijkste stap in de nucleaire toeleveringsketen.

In de wereldwijde, commerciele nucleare industrie wordt uranium verrijkt door middel van één van de twee methoden: gasdifussie of gascentrifuge. ETC heeft een bijzonder efficiënte en betrouwbare centrifugetechnologie ontwikkeld, die in de loop van vele jaren zijn effectiviteit bewezen heeft. Het proces maakt gebruik van een groot aantal roterende cilinders, die onderling verbonden, cascades vormen. Het UF6-gas wordt in de cilinder geplaatst, die vervolgens roteerd bij een hoge snelheden. De rotatie zorgt voor een sterke centrifugale kracht die meer van het zwaardere gas (met de-238 moleculen) naar de wand van de cilinder trekt, terwijl de lichtere gas moleculen (met de U235) in het centrum van de centrifuge wordt verzameld. Dit proces wordt meerdere malen achtereenvolgens herhaald. Zodra het gewenste verrijkingniveau is bereikt, wordt het UF6 geplaatst in goedgekeurde stalen, 30B cilinders bekend voor vervoer naar een fabricage faciliteit.

Brandstofproductie (Fuel fabrication)
Het verrijkte UF6 wordt eerst chemisch behandeld om uraniumoxide te vormen. Van dit uraniumoxide worden pellets gemaakt die in metalen buizen geschoven worden; dit worden de brandstofstaven. Verarmd UF6 wordt vaak opnieuw aangeboden aan het verrijkingsproces om verder verwerkt te worden.

Energiecentrale (Power plant)
De brandstofstaven worden aan kerncentrales geleverd waar deze in de kern van de reactor ingebracht worden. Met de warmte die wordt gegenereerd met kernsplitsing, wordt water verhit. Hiermee wordt vervolgens stoom onder hoge druk geproduceerd. Deze stoom zorgt voor de aandrijving van de turbines waarmee elektriciteit opgewekt wordt.

Elektriciteitsdistributie (Power distribution)
De geproduceerde elektriciteit wordt aan het nationale elektriciteitsnet geleverd en onder hoogspanning gedistribueerd. Na verlaging van het voltage wordt de elektriciteit aan woningen en bedrijven geleverd. Elektriciteit moet op aanvraag geleverd worden, omdat het niet opgeslagen kan worden. Naarmate de wereldwijde afhankelijkheid van elektriciteit toeneemt, wordt het ook steeds belangrijker een duurzame route te gebruiken om aan onze vraag naar elektriciteit te voldoen.

top