Waarom is kernenergie geflopt?

In de jaren vijftig was kernenergie de energie van de toekomst. 

5-5-2021

Auteur: Jason Crawford.

Vertaling: Martien de Wit.

Om het begrip vooruitgang volledig te doorgronden, moeten we het tegenover niet-vooruitgang of non–progressie zetten. Van bijzondere betekenis zijn de technologieën die er niet in geslaagd zijn de belofte waar te maken die ze decennia geleden wel leken te hebben. En er zijn maar weinig technologieën die een nog grotere belofte niet hebben kunnen waarmaken dan kernenergie.

In de jaren vijftig was kernenergie de energie van de toekomst. Twee generaties later levert kernenergie slechts ongeveer 10% van de elektriciteit in de wereld, en het reactorontwerp is in decennia niet fundamenteel veranderd. (Zelfs ‘geavanceerde reactorontwerpen’ zijn gebaseerd op concepten die voor het eerst werden getest in de jaren zestig.)

Dus zodra ik dit boek tegenkwam, dat vorig jaar is gepubliceerd door Jack Devanney: Why Nuclear Power Has Been a Flop, wist ik dat ik het moest lezen.

Wat nu volgt is mijn samenvatting van het boek, Devanney’s argumenten en conclusies, of ik het er nu volledig mee eens ben of niet. Aan het eind zal ik mijn eigen gedachten geven.

De Gordiaanse knoop

Er is een groot conflict tussen twee van de meest dringende problemen van onze tijd: armoede en klimaatverandering. Om de opwarming van de aarde te voorkomen, moet de wereld de CO2-uitstoot drastisch verminderen. Maar om een einde te maken aan de armoede, heeft de wereld enorme hoeveelheden energie nodig. In ontwikkelingslanden is elke kWh verbruikte energie ruwweg $5 van het BBP waard.

Hoeveel energie hebben we nodig? Alleen al om iedereen in de wereld het energieverbruik per hoofd van de bevolking van Europa te geven (dat slechts de helft van dat van de VS bedraagt), zouden we de wereldenergieproductie meer dan moeten verdrievoudigen, waardoor onze huidige 2,3 TW met meer dan 5 TW extra zou toenemen:

Devanney Fig 1.3: Regionale spreiding van het elektriciteitsverbruik

Als we rekening houden met de bevolkingsgroei en met het CO2-vrij maken van de hele economie (verwarming van gebouwen, industriële processen, elektrische voertuigen, synthetische brandstoffen, enzovoort), hebben we ongeveer 25 TW nodig:

Devanney Fig 1.4: Elektriciteitsverbruik in een CO2-arme wereld

Dit is de Gordiaanse knoop. Kernenergie is het zwaard dat de knoop kan doorhakken: een schaalbare bron van beschikbare (d.w.z. op aanvraag), vrijwel emissievrije energie. Het neemt zeer weinig land in beslag, verbruikt zeer weinig brandstof, en produceert zeer weinig afval. Het is de technologie die de wereld nodig heeft om zowel energiearmoede als klimaatverandering op te lossen.

Dus waarom is het niet veel groter? Waarom is het probleem er nog niet mee opgelost? Waarom is het “zo’n tragische flop?”

Kernenergie is duur, maar zou goedkoop moeten zijn

De hoofdoorzaak van het floppen van kernenergie is dat het duur is. Op de meeste plaatsen kan kernenergie niet concurreren met fossiele brandstoffen. Aardgas kan elektriciteit leveren voor 7-8 cent/kWh; steenkool voor 5 cent/kWh.

Waarom is kernenergie duur? Het economische model is wat wazig, maar het antwoord lijkt te zijn dat het zit in de ontwerp- en bouwkosten van de centrales zelf. Als je een kerncentrale kunt bouwen voor ongeveer $ 2,50/W, kun je elektriciteit goedkoop verkopen, tegen 3,5-4 cent/kWh. Maar de kosten in de VS zijn ongeveer 2-3x zo hoog. (Of dat waren ze – de kosten zijn nu zo hoog dat we niet eens meer centrales bouwen).

Waarom zijn de bouwkosten hoog? Nou, ze waren niet altijd hoog. In de jaren ’50 en ’60 daalden de kosten snel. Een economische wet zegt dat de kosten in een bedrijfstak de neiging hebben een machtswet te volgen als functie van het productievolume: dat wil zeggen, elke keer dat de productie verdubbelt, dalen de kosten met een constant percentage (meestal 10 tot 25%). Deze functie wordt de ervaringscurve of de leercurve genoemd. De kernenergiesector volgde de leercurve tot ongeveer 1970, toen deze omkeerde en de kosten begonnen te stijgen:

Devanney Figuur 7.11: USA Kosten per eenheid versus capaciteit. Uit P. Lang, “Nuclear Power Learning and Deployment Rates: Disruption and Global Benefits Forgone” (2017).

Uitgezet in de tijd, met een lineaire y-as, is het effect nog dramatischer. Devanney noemt het de ‘pluim’, omdat de kosten van nucleaire constructies in de VS de pan uit rezen:

Devanney Figuur 7.10: Overnight kosten van kerncentrales als functie van de start van de bouw. Uit J. Lovering, A. Yip, en T. Nordhaus, “Historical construction costs of global nuclear reactors” (2016).

Uit deze grafiek blijkt ook dat Zuid-Korea en India tot in de jaren 2000 nog steeds goedkoop bouwden. Elders in de tekst vermeldt Devanney dat Korea tot 2013 in staat was om voor ongeveer $ 2,50/W te bouwen.

Het standaardverhaal over nucleaire kosten is dat straling gevaarlijk is, en veiligheid dus duur. In het boek wordt betoogd dat dit onjuist is: kernenergie kan veilig en goedkoop worden gemaakt. Het zou 3 c/kWh goedkoper moeten zijn dan steenkool.

Veiligheid

In de veiligheidskwestie is de fundamentele vraag: welke hoeveelheid straling is schadelijk? Zeer hoge doses straling kunnen brandwonden en ziekte veroorzaken. Maar bij de veiligheid van kernenergie hebben we het meestal over veel lagere doses. Het probleem met lagere doses is het verhoogde risico op kanker op lange termijn. Straling kan het DNA beschadigen, waardoor kankercellen kunnen ontstaan.

Maar wacht: we worden voortdurend blootgesteld aan straling. Het komt van nature voor in het milieu – van zand en steen, vanuit de hoogte, zelfs van bananen (die radioactief kalium bevatten). Het kan dus niet zo zijn dat zelfs de kleinste hoeveelheid straling een dodelijke bedreiging vormt.

Hoe verhoudt het risico op kanker zich dan tot de ontvangen stralingsdosis? Maakt het verschil of de straling je in één keer treft, of over een langere periode wordt verspreid? En is er zoiets als een ‘veilige’ dosis, een drempel waaronder er geen risico is?

Linear No Threshold

Het officiële model dat het beleid van de Amerikaanse regering stuurt, zowel bij de EPA als bij de Nuclear Regulatory Commission (NRC), is het Linear No Threshold-model (LNT). LNT zegt dat het risico op kanker recht evenredig is met de dosis, dat doses cumulatief zijn in de tijd (snelheid doet er niet toe), en dat er geen drempel of veilige dosis is.

Het probleem met het LNT-model is dat het in strijd is met zowel bewijs als theorie.

Eerst de theorie. We weten dat cellen reparatiemechanismen hebben om gebroken DNA te repareren. DNA raakt de hele tijd beschadigd en niet alleen door straling. En vergeet niet, er is natuurlijke achtergrondstraling uit het milieu. Als cellen niet in staat waren DNA te repareren, zou het leven op deze planeet niet hebben overleefd en geëvolueerd zijn.

Wanneer DNA breekt, verplaatst het zich naar speciale ‘reparatiecentra’ in de cel, die de strengen binnen enkele uren weer aan elkaar zetten. Dit is echter een zeer niet-lineair proces: deze centra kunnen breuken met een bepaalde snelheid correct repareren, maar naarmate de breukfrequentie toeneemt, neemt de foutfrequentie van het reparatieproces drastisch toe. Dit impliceert ook dat het dosistempo van belang is: een bepaalde hoeveelheid straling is schadelijker als zij in één keer wordt toegediend, en minder als zij in de tijd wordt gespreid. (In beide details zie ik dit als een analogie met alcohol die door de lever uit de bloedbaan wordt verwerkt: een lage dosis kan worden verwerkt, maar als het systeem wordt overweldigd, wordt het snel giftig. Van één biertje per avond gedurende een maand word je misschien niet eens aangeschoten; van dezelfde hoeveelheid in één avond zou je doodgaan).

Radiotherapie maakt hier gebruik van. Wanneer radiotherapie wordt toegepast op tumoren, kunnen artsen door de niet-lineaire effecten veel meer schade toebrengen aan de tumor dan aan het omliggende weefsel. En de therapiedoses worden over meerdere dagen gespreid, zodat de patiënt tijd heeft om te herstellen.

Devanney verzamelt ook verschillende soorten bewijsmateriaal over stralingsschade uit verschillende bronnen. Zijn betoog tegen LNT is veruit het langste hoofdstuk in het boek, met meer dan 50 pagina’s (op een totaal van minder dan 200). Hij kijkt naar studies van:

– De overlevenden van de atoombommen op Hiroshima en Nagasaki.

– De effecten van radongas.

– Dierproeven met beagles en muizen.

– Britse radiologen (meer dan 100 jaar gevolgd).

– Stralingswerkers in vijftien landen.

– Medewerkers van nucleaire scheepswerven (met gebruikmaking van een controlegroep van niet-nucleaire medewerkers op dezelfde werven).

– Gebieden met van nature hoge achtergrondstralingsniveaus uit bronnen zoals thoriumhoudend zand of radon: Finland; Ramsar, Iran; Guarapari, Brazilië; Yangjiang, China; en Kerala, India.

– De bevolking van Washington County, Utah, 200 mijl benedenwinds van een nucleair testterrein in Nevada dat in de jaren 1950 werd gebruikt.

– De schoonmaakploeg van Tsjernobyl, inclusief de jongens die brokken kerngrafiet van het dak van een van de gebouwen moesten scheppen en in het gapende gat van de explosie moesten gooien.

– Een incident in Taipei waarbij een appartement per ongeluk was gebouwd met betonijzer dat radioactief kobalt-60 bevatte.

– De vrouwen die in het begin van de 20e eeuw radium met de hand op wijzerplaten van horloges schilderden (sommigen likten aan de kwasten om een punt te vormen).

– Een proef uit 1950 waarbij elke denkbare norm van medische ethiek werd geschonden door onwetende en onwillige patiënten plutonium in te spuiten.

In het laatste geval, waren alle patiënten gediagnosticeerd met een terminale ziekte. Geen van hen stierf aan het plutonium – met inbegrip van één patiënt, Albert Stevens, bij wie ten onrechte terminale maagkanker was vastgesteld, maar die een opereerbare maagzweer bleek te hebben. Hij leefde nog meer dan twintig jaar na het experiment, gedurende welke tijd hij een cumulatieve dosis van 64 sievert ontving, waarvan een tiende hem zou hebben gedood als hij het in één keer had gekregen. Hij stierf aan hartfalen op de leeftijd van 79 jaar.

Het belang van al dit bewijsmateriaal is dat lage stralingsdoses geen aantoonbare schade veroorzaken. Weinig tot geen kanker, of tenminste veel minder dan voorspeld door de LNT, wordt gevonden bij de personen die lage doses ontvangen, zoals arbeiders die werken volgens moderne veiligheidsnormen, of bevolkingsgroepen in gebieden met een hoge achtergrondstraling (in feite zijn er aanwijzingen voor een gunstig effect van zeer lage doses, hoewel niets in Devanney’s algemene betoog hiervan afhangt, noch benadrukt hij dit). In populaties waar sommige proefpersonen wel hoge doses kregen, lijken de responscurven uitgesproken niet-lineair.

De andere bevinding van deze studies is dat het dosistempo van belang is. Dit was de expliciete bevinding van een MIT studie bij muizen, en het is de onmiskenbare conclusie van het geval van Albert Stevens, die meer dan twee decennia leefde met plutonium in zijn bloedbaan.

(Tenminste, dit alles is Devanney’s interpretatie – het is niet altijd de conclusie die in de kranten staat. Devanney betoogt overtuigend, dat in veel gevallen de conclusies van de onderzoekers niet worden ondersteund door hun eigen gegevens).

ALARA

De buitensporige bezorgdheid over lage stralingsniveaus heeft geleid tot een norm die bekend staat als ALARA: As Low As Reasonably Achievable (zo laag als redelijkerwijs haalbaar). Wat wordt verstaan onder ‘redelijkerwijs’? Het is een steeds strengere norm. Zolang de kosten van de bouw en exploitatie van kerncentrales in de buurt liggen van die van andere energievormen, zijn ze redelijk.

Dit lijkt misschien een verstandige benadering, totdat je je realiseert dat het per definitie elke kans wegneemt dat kernenergie goedkoper wordt dan de concurrentie. Kernenergie kan zich niet eens uit deze benarde situatie innoveren: onder ALARA geeft elke technologie, elke operationele verbetering, alles wat de kosten verlaagt, de regelgever alleen maar meer ruimte en meer excuus om aan te dringen op strengere veiligheidseisen, totdat de kosten weer zo hoog worden dat kernenergie net iets duurder wordt dan al het andere. Eigenlijk is het nog erger dan dat: in wezen wordt gezegd dat als kernenergie goedkoop wordt, de regelgevers hun werk niet hebben gedaan.

Wat voor inefficiënties zijn het gevolg?

Een voorbeeld was een verbod op multiplexing (een term uit de elektronica, waarbij diverse signalen via één medium, draad of kabel worden getransporteerd), met als gevolg dat duizenden sensorkabels naar een grote ruimte leidden, een zogenaamde ‘cable spreading room’. Multiplexing zou het aantal kabels dramatisch hebben verminderd en tegelijkertijd voor meer veiligheid hebben gezorgd door meerdere, redundante paden.

Een fabriek die in 1973 670.000 (≈ 612 km) kabel nodig had, had er in 1978 bijna het dubbele nodig, 1.267.000, terwijl “de behoefte aan bekabeling drastisch had moeten dalen” gezien de vooruitgang in die tijd op het gebied van digitale technologie.

Een ander voorbeeld was de aanvaarding in 1972 van de ‘Double-Ended-Guillotine-Break’ van de buizen in de primaire lus als een geloofwaardige fout. In dit scenario verdwijnt een deel van de leidingen ogenblikkelijk. Staal kan niet op deze manier falen. Zoals Ted Rockwell het het beste verwoordde: “We kunnen geen onmiddellijke dubbele breuk simuleren omdat dingen niet op die manier breken.” Het ontwerpen voor dit onmogelijke ongeval stelde zeer zware eisen aan pijpwervelbeveiligingen, sproeischilden, dimensionering van noodkoelsystemen, opstarttijden van nooddiesels, etc., eisen die zo streng waren dat ze de ontwerpers dwongen tot het gebruik van niet-robuuste ontwikkelingstechnologie. Een veel betrouwbaardere benadering is ‘Leak Before Break’, waarbij de ontwerper ervoor zorgt dat een stabiele scheur in de pijpleiding ontstaat voordat deze het op grotere schaal begeeft.

Of neem dit voorbeeld, geciteerd uit T. Rockwell, “What’s wrong with being cautious?” (Wat is er mis met voorzichtig zijn?):

Een vorkheftruck in het Idaho National Engineering Laboratory verplaatste een klein vat met gebruikte splijtstof van het opslagbassin naar de hete cel. Het vat was niet goed afgetapt en onderweg was er wat koelwater op het wegdek gedruppeld. Ondanks het feit dat sommige figuren in de tijd dat ik daar op bezoek was, een nachtelijke duik in zo’n zwembad hadden genomen en er niet slechter van waren geworden, wordt water uit opslagbassins gedefinieerd als een gevaarlijke verontreiniging. Daarom werd het nodig geacht het hele traject van de vorkheftruck af te graven, zodat er een geul ontstond van twee meter breed en een halve mijl lang, die Toomer’s Creek werd genoemd, naar de ongelukkige arbeider wiens taak het was ervoor te zorgen dat het vat volledig werd leeggepompt.

De Bannock Paving Company werd ingehuurd om de hele weg opnieuw te bestraten. Bannock gebruikte slakken van de plaatselijke fosfaatfabrieken als steenslag voor het asfalt, dat in veel wegen in de omgeving van Pocatello, Idaho, zeer bevredigend was gebleken. Toen het werk klaar was, kwam men erachter dat dit vulmateriaal van nature een hoog thoriumgehalte had en radioactiever was dan het materiaal dat was opgegraven, gemerkt met het gevreesde stralingssymbool, en afgevoerd voor een dure, langdurige ondergrondse opslag.

De Gouden Standaard

In het midden van de 20e eeuw was er een bijzondere wisselwerking tussen overbezorgde regelgeving en de economische geschiedenis, die zeer slecht uitpakte voor de nucleaire industrie. Nucleaire techniek was geboren bij het Manhattan Project tijdens WO2. Kernenergie werd aanvankelijk gebruikt door de marine. Tot de Atomic Energy Act van 1954 was alle nucleaire technologie het wettelijke monopolie van de Amerikaanse regering.

In de jaren ’50 en ’60 begon de nucleaire industrie te groeien. Maar zij concurreerde met extreem overvloedige en goedkope fossiele brandstoffen, een volwassen en gevestigde technologie. Verbazingwekkend genoeg werd de nucleaire industrie niet gedood door deze intense concurrentie – een bewijs van de extreme belofte van kernenergie.

Toen kwamen de oliecrises van de jaren ’70. Tussen 1969 en 1973 verdrievoudigden de olieprijzen tot 11 dollar per vat. Dit had het moment moeten zijn voor kernenergie! En inderdaad, er was een hausse in zowel kolen als kernenergie.

Maar als het aanbod toeneemt om aan de vraag te voldoen, stijgen de kosten om aan de prijzen te voldoen. De kosten van zowel steenkool als kernenergie stegen. In de steenkoolcentrales nam dit de vorm aan van duurdere steenkool uit marginale mijnen, hogere lonen voor arbeiders die nu meer onderhandelingsmacht hadden, enz. In de nucleaire industrie gebeurde dit in de vorm van steeds strengere regelgeving en de formele goedkeuring van ALARA. De prijzen waren hoog, dus de druk was groot om de bouw zo snel mogelijk goedgekeurd te krijgen, ongeacht de kosten. De nucleaire bedrijven drongen niet langer aan op tegenwerking van de regelgevers en begonnen met alles in te stemmen om het proces te bespoedigen. De regelgeving die daaruit is voortgevloeid, staat nu bekend als de Gouden Standaard.

Het verschil tussen de industrieën is dat de kostenstijgingen bij steenkool konden worden omgebogen naarmate de prijzen daalden, en dat gebeurde ook. Maar regelgeving is een ratel. Die gaat maar in één richting. Als een regeling eenmaal van kracht is, is het erg moeilijk die weer ongedaan te maken.

Nog erger was de praktijk van ‘backfitting’, het aanpassen aan nieuwe eisen.

De nieuwe regels zouden worden opgelegd aan centrales die al in aanbouw waren. Een onderzoek uit 1974 door het General Accountability Office van de Sequoyah-fabriek documenteerde 23 veranderingen “waarbij een structuur of onderdeel moest worden afgebroken en herbouwd of toegevoegd vanwege de vereiste veranderingen”. Met de bouw van de Sequoyah-centrale werd in 1968 begonnen, met als geplande opleveringsdatum 1973 en een kostprijs van $300 miljoen. De fabriek werd in 1981 in gebruik genomen en kostte toen $1700 miljoen. Dit was een typische ervaring.

Waar het op neerkomt: Sinds de jaren ’70 zit kernenergie opgescheept met drukkende regelgeving en hoge prijzen – tot het punt waarop het nu geaccepteerd is dat kernenergie inherent duur is.

Prikkels van de regelgever

De mensen die bij de Nuclear Regulatory Commission (NRC)werken zijn niet anti-nucleair. Ze zijn sterk pro-nucleair, dat is waarom ze in de eerste plaats voor een nucleair agentschap zijn gaan werken. Maar zij zijn gebonden aan institutionele logica en aan hun beloningsstructuur.

De NRC heeft geen mandaat om kernenergie uit te breiden, noch enige doelstellingen gebaseerd op de groei ervan. Ze worden niet beloond voor het goedkeuren van nieuwe centrales. Maar ze zijn wel eigenaar van eventuele problemen. Voor de regelgever is er geen voordeel, alleen nadeel. Geen wonder dat ze vertragen.

Verder heeft de NRC er geen baat bij als centrales in gebruik komen. Hun budget stijgt niet evenredig met de opgewekte hoeveelheid gigawatts. In plaats daarvan betalen de nucleaire bedrijven de NRC voor de tijd die ze besteden aan het beoordelen van de aanvragen, voor iets van 300 dollar per uur. Dit creëert een perverse stimulans: hoe meer overhead, hoe meer vertragingen, hoe meer inkomsten voor het agentschap.

Het resultaat: het goedkeuringsproces van de NRC duurt nu meerdere jaren en kost letterlijk honderden miljoenen dollars.

De grote leugen

Devanney legt een aanzienlijk deel van de schuld bij de regelgevende instanties, maar hij legt ook veel op het bordje van de industrie.

De irrationele angst voor zeer lage doses straling leidt tot het idee dat elke beschadiging van de reactorkern, die leidt tot welk niveau van vrijkomende straling dan ook, een groot gevaar voor de volksgezondheid zou zijn. Dit heeft ertoe geleid dat het gehele nucleaire complex het publiek een enorme leugen heeft voorgehouden: dat een dergelijke emissie vrijwel onmogelijk is en nooit zal plaatsvinden, of met een frequentie van minder dan één op een miljoen reactorjaren.

In werkelijkheid hebben we drie grote rampen gezien – Chernobyl, Three Mile Island en Fukushima – in minder dan 15.000 reactorjaren wereldwijd. In de toekomst moeten we rekenen op één ongeval per 3000 reactorjaren, niet één per miljoen. Als kernenergie het grootste deel van de elektriciteit in de wereld zou leveren, zou er om de paar jaar een ongeluk gebeuren.

In plaats van de leugen te verkopen dat het vrijkomen van straling onmogelijk is, zou de industrie de waarheid moeten vertellen: vrijkomen van straling is zeldzaam, maar het zal gebeuren; en het is erg, maar niet verschrikkelijk erg. De sterfgevallen in Tsjernobyl, 35 jaar geleden, waren te wijten aan een onvergeeflijk slecht reactorontwerp dat we nu ver achter ons hebben gelaten. Er waren nul doden door straling in Three Mile Island of in Fukushima. (De doden bij de ramp in Fukushima waren het gevolg van de onnodige evacuatie van 160.000 mensen, waaronder senioren in verzorgingstehuizen).

Neem daarentegen de luchtvaart: een vliegtuigcrash is een tragedie. Het doodt honderden mensen. Het publiek accepteert dit risico, niet alleen omdat vliegen zo waardevol is, maar ook omdat dergelijke ongelukken zeldzaam zijn. En verder, omdat de luchtvaartindustrie niet liegt over het risico van crashes. In plaats van te zeggen “een ongeluk zal nooit gebeuren”, plaatsen ze in elk vliegtuig apparatuur voor het verzamelen van gegevens, zodat ze, wanneer er toch een neerstort, ervan kunnen leren en verbeteringen kunnen aanbrengen. Dit is een gezonde houding ten opzichte van risico’s die de nucleaire industrie zou moeten overnemen.

Testen

Een ander punt van kritiek dat in het boek op de industrie wordt geuit, is haar benadering van kwaliteitsborging en het algemene gebrek aan testen.

Tijdens de beoordeling van het ontwerp door de NRC rijzen veel vragen: hoe zal een centrale omgaan met het falen van deze klep of die pomp, enz. Een natuurlijke manier om deze vragen te beantwoorden zou zijn een reactor te bouwen en te testen, en de ontwerptoepassing voor een groot deel te baseren op gegevens van feitelijke tests. Een geavanceerd reactorontwerp komt bijvoorbeeld van NuScale.

NuScale is niet echt een nieuwe technologie, het is gewoon een verkleinde drukwaterreactor; maar door de verkleining kunnen zij vertrouwen op natuurlijke circulatie om de afvalwarmte te verwerken. Er is geen elektrische stroom nodig om dit te doen. Het ontwerp maakt ook gebruik van borium, een neutronenabsorberend middel, in het koelwater om de reactiviteit te controleren. Het Advisory Committee on Reactor Safeguards (ACRS), een onafhankelijk overheidsorgaan, vreest dat in de noodkoeling een deel van het borium niet in de kern wordt gerecirculeerd, waardoor de kern opnieuw zou kunnen opstarten. NuScale biedt computeranalyses aan waaruit volgens hen blijkt dat dit niet zal gebeuren. ACRS en anderen zijn nog steeds niet overtuigd.

De oplossing is eenvoudig. Bouw er een en test hem. Maar volgens de regels van de NRC kun je zelfs geen testreactor bouwen zonder een vergunning, en je kunt geen vergunning krijgen voordat al deze vragen zijn beantwoord.

In plaats daarvan wordt veel analyse gedaan door computermodellen te bouwen. In het bijzonder vertrouwt NRC op een methode die Probabilistic Risk Assessment wordt genoemd: maak een lijst van alle mogelijke oorzaken van een meltdown, en van alle gebeurtenissen die daartoe kunnen leiden, en ken een waarschijnlijkheid toe aan elke tak van elk pad. In theorie kan zo de frequentie van meltdowns worden berekend. Deze methode heeft echter alle problemen van een zeer complex model dat op weinig empirische gegevens is gebaseerd: het is onmogelijk om alle dingen te voorspellen die mis kunnen gaan, of om ook maar iets van een accurate waarschijnlijkheid toe te kennen aan de scenario’s die je wel bedenkt.

In maart 1975 stak een medewerker per ongeluk de sensor- en besturingskabels in brand in de Browns Ferry Fabriek in Alabama. Hij gebruikte een kaars om de afdichting van polyurethaanschuim te controleren die hij had aangebracht op de opening waar de kabels de verspreidingsruimte binnenkwamen. Het schuim vatte vlam en dit verspreidde zich naar de isolatie. De hele zaak liep uit de hand en de fabriek werd een jaar stilgelegd voor reparaties. Moeten we de PRA-analisten verwijten dat ze deze gebeurtenis niet in hun foutenboom hebben opgenomen? (Als ze dat wel deden, wat moesten ze dan gebruiken voor de waarschijnlijkheid?)

In de praktijk komen verschillende teams die dezelfde methode gebruiken met antwoorden die mijlenver uiteen liggen en welk resultaat wordt aanvaard is een kwestie van onderhandelen. In het verleden werden probabilistische modellen gebruikt om te schatten dat reactoren een beschadigingsfrequentie in de kern zouden hebben van minder dan één op een miljoen jaar. Zij hadden ongelijk.

Later, tijdens de bouw, doet zich een soortgelijke kwestie voor. De norm in de industrie is het gebruik van ‘formele QA-processen’ die neerkomen op papierwerk en het aanvinken van vakjes, een focus op het volgen van bureaucratische regels in plaats van het produceren van betrouwbare resultaten.

Devanney zag dezelfde mentaliteit bij scheepswerven van de Amerikaanse marine, die schepen van miljarden dollars produceerden die niet eens werkten. In plaats daarvan zou de industrie meer moeten lijken op de Koreaanse scheepswerven, die in staat zijn op betrouwbare wijze volgens schema te leveren, met een hogere kwaliteit en lagere kosten. Zij doen dit door het werkproduct te inspecteren, in plaats van het proces dat wordt gebruikt om het tot stand te brengen: “test de las, niet de lasser.” En zij eisen formele garanties (zoals garanties) dat aan een rigoureuze specificatie wordt voldaan die van tevoren wordt gegeven.

Concurrentie

Tot slot betreurt Devanney het gebrek aan echte concurrentie op de markt. Hij schildert de industrie af als een geheel van opgeblazen gevestigde bedrijven en overheidslaboratoria, die allen “uit de publieke ruif eten”.

Een van de grootste labs is Argonne buiten Chicago. Bij Argonne controleren ze mensen die sommige gebouwen in- en uitgaan op stralingsbesmetting. De alarmen zijn zo laag ingesteld dat, als het regent, de mensen die binnenkomen hun schoenen moeten afdrogen als ze over de natte parkeerplaats hebben gelopen. En je kunt nog steeds het alarm af laten gaan, wat betekent dat alles tot stilstand komt terwijl je wacht tot de Health Physics monitor komt, je aftast, en verklaart dat je goedgekeurd bent om binnen te komen. Wat er gebeurd is, is dat de regen een deel van de natuurlijk voorkomende radondochters uit de lucht heeft gewassen, en een paar van deze voornamelijk alfa-artikelen zijn aan je schoenen blijven kleven. Met andere woorden: Argonne controleert het regenwater.

De gevestigde nucleaire bedrijven zijn niet boos dat miljarden dollars worden weggegooid aan afvalverwijdering en onnodige schoonmaakprojecten – zij krijgen die contracten. Er werken bijvoorbeeld 8.000 mensen aan de sanering van Hanford, Washington, die 2,5 miljard dollar per jaar kost, ook al is het stralingsniveau slechts een paar mSv/jaar, ruim binnen het bereik van normale achtergrondstraling.

Wat te doen?

Devanney heeft een praktisch alternatief voor alles wat hij bekritiseert. Hier zijn er een paar die er voor mij uitsprongen als de belangrijkste:

Vervang het LNT door een model dat beter overeenkomt met zowel theorie als bewijsmateriaal. Als een werkbaar alternatief stelt hij voor een sigmoïde, of S-curve, te gebruiken in plaats van een lineaire fit, in een model dat hij Sigmoid No Threshold noemt. In dit model is het risico monotoon voor de dosis (er zijn geen gunstige effecten bij lage doses) en is het niet-nul voor elke niet-nul dosis (er is geen ‘perfect veilige’ dosis). Maar het risico is ordes van grootte lager dan LNT bij lage doses. S-curven zijn standaard voor dosis-respons modellen op andere gebieden.

Laat ALARA vallen. Vervang het door strikte limieten: kies een stralingsdrempel die veilig wordt geacht; handhaaf die limiet en niets meer dan dat. Verder moeten deze limieten een evenwicht zien te vinden tussen risico en voordeel, waarbij wordt erkend dat kernenergie een alternatief is voor andere vormen van energie, waaronder fossiele brandstoffen, die hun eigen gezondheidseffecten hebben.

Moedig het melden van incidenten aan, naar het voorbeeld van het FAA Aviation Safety Reporting System. Dit systeem maakt anonieme meldingen mogelijk, en in geval van toevallige overtredingen van de regels worden werknemers milder behandeld als zij kunnen aantonen dat zij het incident proactief hebben gemeld.

Maak testen mogelijk. Regel testreactoren niet zoals productiereactoren. In plaats van vooraf een vergunning te eisen, moet een regelgever toezicht houden op de tests en de bevoegdheid hebben om onveilig geachte testreactoren te sluiten. Dan kan een ontwerp een vergunning voor productie krijgen op basis van echte gegevens van echte tests, in plaats van theoretische modellen.

We zouden zelfs een federaal nucleair testpark, het ‘Protopark’, kunnen aanwijzen in een onbevolkte regio. Het park zou worden gefinancierd door het te verhuren, zodat de markt, in plaats van de regering, zou beslissen wie het gebruikt. De huurders zouden een verzekering moeten afsluiten, wat een zekere veiligheidsdiscipline zou afdwingen.

De stimulansen voor de regelgever op één lijn brengen met de industrie. In plaats van een uurtarief voor regulerend toezicht, zou de NRC gefinancierd moeten worden door een belasting op elke kilowattuur nucleaire elektriciteit, zodat zij een aandeel krijgen in het resultaat en de groei van de industrie.

Sta arbitrage van regelgeving toe. Regelgevers hebben vandaag de dag absolute macht. Er zou een beroepsprocedure moeten komen waarbij geschillen kunnen worden voorgelegd aan een panel van scheidsrechters, om te beslissen of regelgeving in overeenstemming is met de wet. De stadspolitie wordt verantwoordelijk gehouden voor haar gebruik en misbruik van macht; de nucleaire politie zou dat ook moeten zijn.

Bekeert U

Maar wat uiteindelijk nodig is, zijn niet een paar hervormingen, maar ‘bekering’: een diep berouw, een verandering in de hele manier van denken van de industrie. Devanney is niet optimistisch dat dit in de VS of enig ander welvarend land zal gebeuren; ze zitten op rozen en te gemakkelijk in staat om fantasieën over ‘100% hernieuwbare energie’ te financieren. In plaats daarvan denkt hij dat het beste vooruitzicht voor kernenergie een arm land is met een sterke behoefte aan goedkope, schone energie. (Ik neem aan dat dat de reden is waarom zijn bedrijf, ThorCon, zijn met thorium gevoede gesmolten zout reactor bouwt in Indonesië).

Nogmaals, al het voorgaande is Devanney’s analyse en conclusies, niet noodzakelijkerwijs de mijne. Wat moeten we hieruit opmaken?

Ik ben nog maar net begonnen met mijn onderzoek naar dit onderwerp, dus ik weet nog niet genoeg om het volledig te evalueren. Maar de argumenten zijn overtuigend voor mij. Devanney kwantificeert zijn argumenten waar mogelijk en citeert bronnen voor zijn beweringen. Hij legt de schuld bij systemen en prikkels in plaats van bij slechte of domme individuen. En hij biedt redelijke, praktische alternatieven.

Ik had graag gezien dat het economische model van kernenergie explicieter was gemaakt. Hoeveel van de kostprijs van elektriciteit zijn de kapitaalkosten van de centrale, versus de exploitatiekosten, versus de brandstof? Hoeveel is financiering en hoe gevoelig is dat voor bouwtijd en rentetarieven? Enz.

Een paar belangrijke onderwerpen werden niet behandeld. Een daarvan is de proliferatie van wapens. Een ander is de rol van de nutsbedrijven en de structuur van de elektriciteitsindustrie. Elektriciteitsbedrijven zijn vaak gereguleerde monopolies. Tenminste enkele van hen hebben, geloof ik, een winstmarge die bij wet gegarandeerd is. (!) Dat lijkt een belangrijk element te zijn in het gebrek aan concurrentie en de perverse stimuleringsstructuur.

Ik ben benieuwd naar doordachte tegenargumenten voor de argumenten in het boek. Maar over het geheel genomen brengt Why Nuclear Power Has Been a Flop academisch onderzoek, anekdotes uit de industrie en persoonlijke ervaringen samen in een overtuigend verhaal dat geen blad voor de mond neemt. Zeker het lezen waard.

***

Bron hier.

Koop de paperback op Amazon, of download gratis een herziene en bijgewerkte PDF editie.