Verdieping over nucleair onderzoek, straling en energiedichtheid

Alvin Weinberg ‘The First Nuclear Era’
 Wade Allison ‘Nuclear is for life’
 Vaclav Smill ‘Power Density’

Wie eenmaal het globale beeld ziet dat uit de eerste drie boeken naar voren komt, kan nieuwsgierig zijn geworden naar verdere achtergronden en verdieping. Deze drie boeken geven die, op heel verschillende manieren.

Weinberg: het toekomstige energiesysteem van de mensheid in handen

The First Nuclear Era is een verslag uit de eerste hand van één van de groten die aan het roer stonden toen de mensheid een fase beleefde van experimenteren met het gebruik van de kernreactie voor vreedzame doeleinden. Experimenten die we ons nu nog maar nauwelijks voor kunnen stellen. Keuzes die gemaakt moesten worden temidden van discussies die soms minstens zo chaotisch waren als de huidige discussies over de energietransitie. Maar die ook, getuige het verslag van Weinberg, het gevolg waren van min of meer toevallige politieke omstandigheden, de aanwezigheid van zeer sterke persoonlijkheden zoals Hyman Rickover, rivaliteit tussen verschillende van de roemruchte Amerikaanse National Laboratories en politici die vaak maar half begrepen wat er op het spel stond. Weinberg is niet alleen één van de bedenkers van de zogenaamde lichtwaterreactor/drukwaterreactor, het concept dat uit zou groeien tot ‘de standaard’ die we nu nog steeds gebruiken, maar óók degene die aan het roer stond van het National Laboratory in Oak Ridge, ten tijde van het Molten Salt Reactor Experiment - wat aan de basis ligt van de hele ontwikkeling die momenteel wereldwijd gaande is op het gebied van gesmoltenzoutreactoren. De experimentele reactor vestigde, uniek voor een eerste exemplaar, direct wereldwijde duurrecord voor onafgebroken werking van een reactor, wereldwijd. Weinberg maakt duidelijk dat alle betrokken onderzoekers er van overtuigd waren dat ze het toekomstige energiesysteem van de mensheid hadden ontwikkeld. Uw schrijver is dezelfde mening toegedaan. Het was dan ook een enorme deceptie voor deze onderzoeksgroep dat Nixon uiteindelijk een streep zette door de plannen - om redenen die door Weinberg in dit boek uitgebreid worden besproken.

Allison: kernenerige als culturele revolutie

Dan een onderwerp waar je onherroepelijk mee te maken krijgt als je op feestjes over kernenergie praat: straling. Straling, en met name de veronderstelde risico’s die het met zich meebrengt, is wellicht het meest verwarrende onderwerp dat je tegen zult komen in discussies over kernenergie. De meningen hierover lopen zeer sterk uiteen, en het kost vaak heel wat moeite om enige grip te krijgen op waar het debat nu eigenlijk over gaat. Wade Allison, emeritus hoogleraar in medische toepassing van straling aan de Universiteit van Oxford, bestudeerde en onderwees 40 jaar over straling. In dit boek zet hij alles uiteen wat je als leek zou moeten weten over straling. Hij bouwt het begrip van de grond af op, en doet veel moeite om de lezer te helpen om vat te krijgen op de getallen. Want straling is er niet alleen in soorten en maten, maar ook in enorm uiteenlopende intensiteiten. De zonnestraling die we op het middaguur op een heldere zomerse dag krijgen is dezelfde als die we krijgen van de volle maan op een heldere nacht. Alleen de intensiteit verschilt, en dat doet er toe: we hoeven niemand uit te leggen dat hij in de nacht geen zonnebrandcrème hoeft te smeren. Alisson gaat uitgebreid in op effecten van straling. Hij laat zien wat het doet in een menselijke cel, wat het doet met dna en hoe dat zich verhoudt tot wat er gewoonlijk gebeurt met dna. Ik had stapels artikelen gelezen over statistisch onderzoek naar stralingseffecten. Dat is, eerlijk gezegd, een wat ontmoedigende bezigheid. De effecten van lage doses straling (dat is waar deze discussie over gaat) zijn namelijk zo gering dat het vrijwel niet te doen is om onderscheid te maken tussen effecten en ruis. Allison’s uitleg laat je begrijpen hoe gering de effecten van lage doses straling in werkelijkheid zijn. Na het lezen van Allison's uiteenzettingen is het moeilijk je nog veel zorgen te maken over, zeg, een bezoekje aan de COVRA.

Smill: energiedichtheid en energiesystemen

Vaclav Smill is een alom gerespecteerd schrijver over en onderzoeker van energie en energiesystemen. In zijn boek Power density beargumenteert hij op overtuigende wijze dat energiedichtheid van energiesystemen in hoge mate bepalend is voor het maatschappelijke nut van dat systeem.

De essentie van dat argument is intuïtief vrij gemakkelijk te begrijpen. Ruimte is één van de volstrekt essentiële behoeften van de mens. In de loop van de geschiedenis heeft de mens steeds gekozen voor nieuwe energiebronnen die minder ruimte in beslag namen dan de vorige. De afnemende opbrengsten van fossiele bronnen vertaalt zich in Smill’s analyse onmiskenbaar in het toenemende ruimtebeslag van die fossiele bronnen.

Bij ‘bronnen’ moet uiteraard gedacht worden aan de hele levenscyclus van die bronnen. Als gebruiker van elektriciteit zien wij bijvoorbeeld maar een heel klein stukje van het oppervlak dat nodig is om die elektriciteit op te wekken. Of die elektriciteit nu uit fossiele bronnen, hernieuwbare bronnen of nucleaire bronnen komt. Het boek van Smill is zo dik omdat hij nauwgezet in kaart brengt wat er allemaal komt kijken bij het benutten van de diverse bronnen. Het gaat niet alleen om de centrale, de turbines of de panelen, maar ook om de oppervlaktes die in beslag worden genomen door de mijnbouw van de verschillende materialen, het transport ervan en met de ermee samenhangende voorzieningen.

Het grote maatschappelijke nut van kernenergie blijkt uit het geringe oppervlak dat stroomopwekking op basis van kernenergie vergt. Het verschil is zelfs lastig in één plaatje te krijgen, omdat de oppervlakte die nodig is voor kernenergie al snel onzichtbaar wordt in verhouding tot de overige benodigde oppervlaktes.