kernbrandstof

Kernbrandstof is het materiaal dat in kernreactoren wordt gebruikt om nucleaire splijting te laten plaatsvinden en daarmee warmte te genereren. De meest gangbare vorm is uraniumdioxide (UO2) in keramische pellets, die in buisjes van een zirconiumlegering (brandstofkladding) zijn geplaatst en vervolgens worden samengebracht in brandstofstaven en -bundels.

De belangrijkste bestanddelen en productieprocessen: natuurlijk uranium bevat ongeveer 0,7% fissierbaar uranium-235, de rest is uranium-238. Voor commerciële lichte-waterreactoren wordt het uranium verrijkt tot circa 3–5% U-235. De brandstof doorloopt een front-endcyclus: winning van uraanerts, conversie naar UF6, verrijking, en fabricage van pellets en kladding. Er zijn ook alternatieven zoals MOX-brandstof, die puin plutonium uit gebruikte brandstof combineert met natuurn uranium.

Toepassing en varianten: lichte-waterreactoren gebruiken meestal verrijkte uranium brandstof (UO2 in zirconiumkladding). Andere reactortypes, zoals zware-water- of fast reactors, kunnen verschillende brandstoffen en verbrandingsschemas toepassen; MOX-brandstof wordt in sommige reactoren ingezet om plutonium terug te winnen en de splijtstofvoorziening te diversifiëren.

Brandstofcyclus en afvalbeheer: na irradiatie verliest de brandstof haar efficiëntie en wordt het als hoogradioactief afval beschouwd. In veel landen wordt spent fuel tijdelijk gekoeld in zwembadfaciliteiten en vervolgens in droge opslagbehuizingen geplaatst. Recyclage-opties bestaan in sommige landen, waar financiering voor herverwerking (scheiding van uranium en plutonium) aanwezig is, al blijven veel brandstofstaven uiteindelijk bedoeld voor definitieve opslag in geologische formatie.

Veiligheid en verbruik: moderne brandstof levert doorgaans circa 40–60 GWd/tU aan energie in LWR’s, met variaties afhankelijk van reactorontwerp, verbranding en onderhoud.