Het Technisch Weekblad van 8 november 2013 bericht over de nieuwe zogenoemde MOX-brandstof voor de kerncentrale van Borssele. MOX staat voor mixed oxide. In het artikel staat dat mixed-oxidetabletten gemaakt worden van plutonium en uranium. Wat het werkelijke voordeel hiervan is kun je vinden in wikipedia, waar staat dat het een mengsel is van plutonium en natuurlijk uranium, opgewerkt uranium of verarmd uranium. Wikipedia meldt dat een MOX-mengsel van 7 % Pu en 93 % U reageert op een vergelijkbare manier als laagverrijkt uranium. Plutonium is een veelbesproken tussenproduct bij de splijting van uranium in kerncentrales en komt in de natuur vrijwel niet voor. In een kernreactor wordt het niet-splijtbare uranium-238 getransformeerd tot plutonium-239, hetgeen vervolgens wel splijtbaar is.
a) Wat is de normale brandstof voor de kerncentrale in Borssele?
b) Waardoor (2x) is Plutonium is een van de meest besproken afvalproducten van kerncentrales?
c) Waarin verschillen natuurlijk uraniumerts, laagverrijkt uranium en hoogverrijkt uranium?
d) Leg uit waardoor het een groot voordeel is dat het MOX- mengsel reageert als laagverrijkt uranium.
e) Geef de reactievergelijking van de genoemde transformatie.
Uitwerking vraag (a)
Laagverrijkt uranium, d.w.z. dat het percentage U-235 ongeveer 4 % bedraagt, terwijl natuurlijk uranium zoals dat gedolven wordt hiervan slechts 0,7 % bevat.
Uitwerking vraag (b)
1ste: Het wordt gebruikt voor kernbomproductie;
2de Het heeft de langste halfwaardetijd van alle mogelijke kernafval.
Uitwerking vraag (c)
Voor kerncentrales is laagverrijkt uranium-235 nodig. Uraniumerts bestaat slechts voor 0,7 % uit het benodigde U-235, de rest is voornamelijk U-238. Na verrijking tot laagverrijkt uranium is het percentage U-235 verhoogd tot zo’n 4 %. Voor kernbommen is een percentage van 90 % (hoogverrijkt) nodig.
Uitwerking vraag (d)
Noch het plutonium noch het uranium in het MOX-mengsel is (ondanks de hoge verrijking) geschikt voor kernbommen.
Uitwerking vraag (e)
$^{238}_{92}\mathrm{U}+^{1}_{0}\mathrm{n}\rightarrow^{239}_{94}\mathrm{Pu}+^{0}_{-1}\mathrm{e}+^{0}_{1}\mathrm{e}$
