Streven. Jaargang 8

[p. 518]

Kernenergie in België
door Maurice D'hont, Dr. Sc.

ENKELE maanden geleden werd een aanvang gemaakt met de constructie van een reeks gebouwen die het ‘atoom-centrum’ te Mol zullen uitmaken. Binnen een paar maanden zal het eerste gebouwencomplex klaar zijn en wordt met de inrichting van de eerste Belgische kern-reactor begonnen, waarvoor de plannen nu gereedliggen. Dit alles geeft blijk van een grootse opzet en het kan voor onze lezers interessant zijn kennis te maken met het Studiecentrum voor de Toepassingen der Kernenergie (S.T.K.) dat voor de verwezenlijking van dit alles instaat. Sedert zijn oprichting nu twee en half jaar geleden, heeft dit Centrum in zekere zin als opdracht België zo spoedig mogelijk een waardevolle plaats te doen innemen bij het streven naar vreedzame toepassingen der kernenergie.

De laatste decenniën wijzen uit dat een tiental jaren volstaan om op een bepaald gebied van techniek of wetenschap een volledige omkeer tot stand te brengen. Reactievliegtuigen, radar, plastieke materialen, antibiotica, enz. zijn slechts enkele voorbeelden. Op nucleair gebied is het geval zeer kenschetsend. Inderdaad, pas 15 jaar geleden bewees Joliot dat bij het splijten van uranium neutronen vrijkomen, die zelf op hun beurt weer uranium kunnen doen splijten. Dit was de theoretische basis voor een kettingreactie, die aan de atoombom enerzijds maar ook aan de kernreactoren anderzijds ten grondslag ligt. Twaalf jaar geleden bouwde Fermi, de onlangs overleden Italiaanse immigré te Chicago, samen met enkele medewerkers, de eerste kernreactor. En thans bestaan er reeds een honderdtal kernreactoren en minstens evenveel plannen voor nieuwere typen. Een goede tien jaar geleden was een radioactief element nog iets zeldzaams. Thans worden jaarlijks radioactieve elementen bereid en verkocht ter waarde van ettelijke millioenen. Wat zal de toestand zijn over een tiental jaren?

Waarin bestaan nu de vreedzame toepassingen der kernenergie? Men hoort zo vaak zeggen dat één kilo uranium 235 overeenstemt met twee duizend ton steenkool. Daarnaast worden productiecijfers van duizenden tonnen uranium per jaar genoemd. Wat heeft dat alles als praktische mogelijkheid te betekenen?

We zullen trachten deze problemen zo eenvoudig mogelijk in te leiden zonder ons in technische of wetenschappelijke details te verliezen, die tegenwoordig in een aantal handboeken of zelfs in vulgarisatie-artikelen gevonden worden. De klein gedrukte teksten, die enige technische problemen uiteenzetten, kan de lezer gerust overslaan.

Zoals men weet is uranium het metaal waaromheen thans de nucleaire programma's worden opgebouwd. Voor de tweede wereldoorlog werd uranium praktisch als waardeloos beschouwd en uraniumzouten vonden enkel toepassing als kleurstoffen in de porseleinindustrie. Thans is het uranium het strategisch element nummer één geworden.

[p. 519]

Uranium wordt verkregen na een hele reeks chemische en metallurgische bewerkingen uit uraniumhoudende ertsen, waarvan Belgisch Kongo nog steeds een der belangrijkste producenten is. Gedurende de oorlog was Kongo ongeveer de enige leverancier voor de geallieerden. Sindsdien worden uraniummijnen geëxploiteerd in Canada, Australië, Colorado in de Verenigde Staten, Zuid-Afrika, Tsechoslowakije, enz. doch over het algemeen zijn die ertsen minder rijk aan uranium. Veel armer nog zijn ertslagen die b.v. in Frankrijk en in Zweden worden ontgonnen.

Na afzondering van de uraniumhoudende bestanddelen uit de ertsen moeten ze een ingewikkelde reeks bewerkingen ondergaan ten einde het uranium zeer zuiver te maken. Inderdaad, uranium dat voor nucleaire doeleinden is bestemd, moet veel zuiverder zijn dan tot nog toe nodig en mogelijk was voor de meeste andere metalen. Zo moeten b.v. arbeiders die uraniumstaven voor een kernreactor hanteren, een hoofddeksel dragen ten einde het uranium vrij te houden van de geringste sporen borium uit cosmetiek.

Het natuurlijke uranium bestaat uit twee isotopen: veel uranium 238 en weinig uranium 235. Die twee isotopen bezitten praktisch dezelfde physische en chemische eigenschappen en kunnen dus zeer moeilijk van elkaar onderscheiden worden. Maar wat betreft de radioactieve of stralingseigenschappen zijn de twee soorten totaal verschillend¹⁾. Hoewel ze uitwendig identiek zijn verschilt immers hun centrale kern. Zoals alle atoomkernen bestaan die van uranium uit bouwstenen van nagenoeg dezelfde massa, doch sommige zijn electrisch positief geladen (protonen) en de andere zijn neutraal (neutronen). Terwijl al die massa's elkaar aantrekken, stoten de positieve ladingen elkaar af. Op die manier zijn de kernen dus in een evenwichtstoestand, waar ze moeilijk uit te halen zijn.

De kern van uranium 238 bevat 92 protonen en 146 neutronen; het geheel is stabiel, zelfs wanneer men er in slaagt op artificiele wijze er een neutron bij te voegen. Daarentegen bevat de kern van uranium 235 benevens zijn 92 protonen slechts 143 neutronen. Die kern is ook stabiel, doch veel minder dan de 238-kern, en wel zodanig dat door de toevoeging van een neutron het evenwicht wordt verstoord. Het gevolg is dat de kern in stukken springt - dat is de kernsplitsing - en die stukken vliegen met buitengewone snelheid en dus met grote energie uiteen. Bij die brokstukken zijn er ook neutronen, die zelf op hun beurt destructief werk verrichten in de omgevende atoomkernen. In een stuk uranium-235-metaal veroorzaakt dus elke splitsing er vele andere, terwijl er almaardoor naar buiten splitsingsstukken en neutronen wegvliegen: dit samen, met de stralingen die ermede gepaard gaan, is de radio-activiteit van het materiaal. Is nu het stuk uranium 235 groot genoeg, dan nemen de splitsingen in aantal toe, vlugger en vlugger, zodat het geheel uiteenbarst met enorme energie: het is een atoombom.

In natuurlijk uranium, dat vooral uit uranium 238 bestaat, gaan de meeste neutronen verloren door botsing met uranium 238-kernen. Daarom moest men er het uranium 235 eerst uit afzonderen alvorens de atoombom te kunnen verwezenlijken. Dat is echter niet zo eenvoudig wegens de gelijke eigenschappen van de uraniumisotopen in kwestie.

1) Zie Dr De Ceuster, Streven 1953, p. 243 ss. en 1954, p. 430 ss.

[p. 520]

Men krijgt een beeld van de moeilijkheid van deze techniek, als men bedenkt dat het gebouw van de gas-diffusie-installatie van Oak Ridge in de Verenigde Staten een oppervlakte van 17,6 hectaren beslaat. Ook in Engeland bestaat thans een scheidingsfabriek, namelijk te Capenhurst. Gezien de militaire waarde van het product worden alle details natuurlijk geheim gehouden. Soms wordt dan ook de vraag gesteld of andere landen zich niet zullen genoodzaakt zien ook vroeg of laat zo'n fabriek op te richten.

Hoe uranium te laten branden
De kernreactor en zijn belang

Nu komen we echter tot de belangrijke vraag: die enorme hoeveelheid energie, die in een bom ogenblikkelijk loskomt, hoe kan men die langzaam laten vrijkomen zodat men ze voor vreedzame doeleinden kan aanwenden, b.v. als bron van verwarming, van drijfkracht, enz.

Alhoewel op verre na niet zo eenvoudig is het probleem toch analoog met de verbranding van steenkool of benzine. Wanneer een vat benzine of petroleum vuur vat, dan is het heel vlug uitgebrand. In een kachel daarentegen, waarin de brandstof samen met zuurstof langzaam wordt aangevoerd, kan men de vrijkomende energie, de warmte, zodanig regelen dat men er dagenlang nuttig gebruik van kan maken.

De kernreactor, ook nog wel uraniumzuil (pile) genoemd, is de moderne kachel of oven waarin de uraniumbrandstof langzaam moet splijten om een geregelde warmteproductie voort te brengen. Juist zoals in het geval van gewone brandstoffen wordt die warmte dan - in electrische centrales althans - omgezet in electrische energie. Dat zal dan ook zo zijn in de ‘nucleaire centrales’ van de toekomst, waar de uit nucleaire of kern-energie verkregen warmte langs stoom om tot nuttige drijfkracht zal worden omgezet.

Moderne kachels verschillen natuurlijk heel wat van de vuurhaarden uit vroegere eeuwen, waarin veel minder spaarzaam gebruik werd gemaakt van de brandstof. Thans zijn de nucleaire vuurhaarden natuurlijk nog in een beginstadium en het lijdt dan ook geen twijfel dat binnen enkele jaren de tegenwoordige kernreactoren als oude primitieve modellen zullen bestempeld worden. In de thans gebruikte reactortypes moet men immers een nuttig gebruik van één procent van de nucleaire brandstof als zeer bevredigend beschouwen. Latere typen zullen dan ook - gebaseerd op ondervinding en op vooruitgang van de nieuwere technieken - zeker zeer verschillen van de huidige atoomzuilen, zowel wat constructie als rendement betreft.

Aldus wordt het fundamentele probleem meer omlijnd: hoe kan men kernreactoren bouwen waarin men meer volledig de nucleaire brandstof benut? Hoe kan men het rendement van 1% opvoeren, al was het maar tot 10%?

Zowel de technische als de economische aspecten van dit probleem zijn boeiend.

Technisch gezien kan het probleem onder velerlei vormen gesteld

[p. 521]

worden. Duizenden geleerden houden zich bezig met een of ander aspect. Elke nieuwe verwezenlijking steunt op een wel geordende samenwerking van physici, chemici, ingenieurs en technici, en het is wel kenschetsend dat de sociale geest van de projectleiders zeker even belangrijk is als hun wetenschappelijke bekwaamheid.

Een paar onder de vele problemen ter illustratie:

hoe kan men meer uraniumbrandstof ontginnen, minder rijke of minder zuivere ertsen benutten?
welk reactortype moet voor energieproductie worden verkozen - zoals men weet werken de Amerikanen thans aan vijf totaal verschillende projecten voor dit éne doel -?
hoe moet de reactor worden opgebouwd, in welke geometrie, met welke vorm van brandstof, van middenstof, enz.?
op welke manier kan men 't best de warmte afvoeren: door middel van lucht of gassen die hun warmte zelf afstaan in stoomgeneratoren - of wel door middel van vloeibare metalen - of moet men, zoals onlangs werd verwezenlijkt, liever rechtstreeks in de reactor stoom voortbrengen?
op welke manier kan men de onbenutte brandstof terugwinnen?
hoe kan men er waardevolle bijproducten uit afzonderen? enz.

Economisch gezien heeft het probleem een zeer concreet karakter. Putnam in de Verenigde Staten heeft een statistische studie gemaakt over de totale energievoorraad in de wereld. Hij houdt rekening met de stijgende aanwas van de wereldbevolking alsmede van de energiebehoefte per individu, en komt tot het besluit dat de energievoorraad in steenkool (zwarte en witte), gas en petroleum binnen de eerste honderd jaar absoluut ontoereikend zal zijn. En dit zelfs als men aanneemt dat nieuwe steenkool- en petroleumlagen steeds sneller zullen ontdekt worden - wegens modernisering der technieken - en dat ook het ontginningsrendement zal stijgen.

Zo blijkt aanstonds duidelijk dat de enorme energievoorraden van de thans reeds bekende uraniumvoorraden een voorname rol zullen spelen.

Een recente studie door het S.T.K. ondernomen wijst er op dat in België - met de actuele toename der energiebehoeften - binnen vijf en twintig jaar een enorm energietekort zal optreden. Zelfs eventuele uitbreidingen van de steenkoolnijverheid kunnen niet beletten dat weldra zoveel petroleum zal ingevoerd moeten worden, dat we voor onze energiebevoorrading praktisch helemaal van het buitenland afhankelijk zullen zijn. En dan wordt de aanvullende rol van de kernenergie klaar en concreet. Vooreerst: willen we economisch onafhankelijk blijven - zelfs in een Europese gemeenschap - dan mogen we de kernenergie als nieuwe aanvullende energiebron niet verwaarlozen, vooral daar we voorlopig althans, over nucleaire brandstof in grote hoeveelheid kunnen beschikken.

Maar ook louter financieel gezien is de kernenergie in ons land niet zo utopisch. Thans wordt ze in de Verenigde Staten nog beschouwd als ‘voorlopig nog iets te duur om als brandstof te kunnen concurreren met

[p. 522]

de conventionele energiebronnen’; doch in ons land zal ze binnenkort niet meer zo heel duur komen te staan in vergelijking met petroleum, wanneer de invoernoodwendigheden sterk zullen toenemen. Met onze hoge levensstandaard en relatief dure energie ligt zelfs nu reeds de prijs van nucleaire energie niet zo buitengewoon hoog. Men weet immers dat de brandstof zelf en het voortbrengen van stoom slechts een kleine fractie van de prijs per kilowatt energie uitmaken. Zowel bij nucleaire als bij gewone electrische centrales bestaan de kosten grotendeels uit die van de omvorming van warmte tot electriciteit en die van de electriciteitsverdeling zelf. Bedenken we tevens dat hoger rendement van kernreactoren ertoe kan leiden de kostprijs van de uraniumbrandstof heel onbelangrijk te maken. Bovendien is het niet onwaarschijnlijk dat door de technische vooruitgang de thans zeer hoge prijs van nucleaire installaties zeer aanzienlijk kan verminderen.

Het S.T.K. en de problemen die de kernreactor voor België stelt

Aldus neemt het internationaal probleem der energieproductie op grote schaal door middel van kernreactoren in ons land een speciaal karakter aan:

we hebben de grondstof in Kongo;
binnen enkele jaren zullen we de kernenergie nodig hebben als we niet volledig van petroleuminvoer uit den vreemde willen afhangen - en dit zonder ook maar in het minst de bestaande industrieën en mijnen te benadelen;
en tenslotte bezitten we een uitgebreide industrie en een hoog wetenschappelijk peil, die ons in staat kunnen stellen vlugger dan andere landen de nieuwe werkwijzen over te nemen en te verbeteren.

Concreet moet ons land er toe in staat zijn binnen een tiental jaren gebruik te maken van de nucleaire energie om van dan af de toenemende energiebehoefte tendele althans te kunnen opvangen.

Onmiddellijk echter moeten we in België daarvoor gespecialiseerd personeel voorbereiden, en het met de kernreactortechniek bekend maken. Dat is dan ook de voornaamste en eerste rol van de uraniumzuil B.R. I, de eerste Belgische reactor, die te Mol wordt opgericht.

Deze zuil is van het experimentele type, dat ons in staat zal stellen allerlei onderzoekingen te doen. Ingenieurs en technici zullen de gelegenheid hebben zich ermede in de reactortechniek te bekwamen. Men zal er vooral experimenten ondernemen in verband met bouw en rendement van latere reactoren van het energieproducerende type.

Onder die studie-objecten valt bij voorbeeld het metallurgisch onderzoek, nodig voor de uraniumbrandstof zelf en voor het omhulsel dat moet beletten dat de splijtingsproducten in de reactor ontsnappen en deze onbruikbaar maken. Zo ook het chemisch onderzoek omtrent het gebruikte en aldus intens radioactief geworden uranium; de afzondering van het waardevolle plutonium en van radioactieve nevenproducten. De physische studiën omvatten de natuur van de kernreacties zelf en van de stralingen welke ermee gepaard gaan, van meetapparaturen en

[p. 523]

electronische installaties. Technologisch onderzoek tenslotte dringt zich op voor verschillende materialen en speciale werkmethoden.

Maar niet alleen moeten technici de reactor met zijn ingewikkelde maar veilige controle kunnen bedienen, ook moeten specialisten gevormd worden voor de vele technieken, die de radioactiviteit zelf meebrengt en welke men zonder kernreactor moeilijker kan aanleren. In dien zin vult het Studiecentrum de vorming aan welke chemici, physici en ingenieurs in de universitaire instituten voor kernphysica krijgen. Deze instituten worden gesteund door het Interuniversitaire Instituut voor de Studie der Nucleaire wetenschappen, dat vooral academische vorming ten doel heeft. Het verleent subsidiën aan de universiteiten, aan de militaire school en de polytechnische faculteit van Bergen, voor wetenschappelijk onderzoek in de verschillende takken in verband met de radioactiviteit.

Een andere instelling nog is het Europeesch Centrum voor Nucleair Onderzoek (C.E.R.N.), dat zich eveneens richt op louter theoretisch onderzoek. Het heeft ten doel de grondslagen van de kernverschijnselen zelf dieper te bestuderen. Daartoe wordt te Genève een centrum gebouwd met buitengewoon grote apparaten, zoals b.v. een cosmotron, waarvan de finantiële last moeilijk of niet door de afzonderlijke landen zou kunnen gedragen worden. Voorlopig althans staat reactoronderzoek niet op het programma.

In tegenstelling met deze instituten beoogt het Studiecentrum voor de Toepassingen der Kernenergie de meer practische toepassingen van de nucleaire energie in het bijzonder. Uiteraard zal het S.T.K. dan ook voor velen een tussenschakel zijn tussen de universitaire vorming en de beroepsuitvoering in industriële kringen zoals b.v. het onlangs gestichte Syndicaat van nijverheden, die in de verwezenlijking van nucleaire centrales belangstellen.

Een reactor in werking stellen

Zoals reeds gezegd voorziet het programma vooreerst het ingebruik stellen van de reactor B.R. I en de studie van de nucleaire brandstof.

Deze zal essentieel bestaan uit een opeenstapeling van zuiver grafiet, waarin zich op regelmatige afstanden staven natuurlijk uranium bevinden. Sommige der neutronen door de splijting van uranium 235 teweeggebracht dienen om verdere splijtingen van uranium-235-kernen te veroorzaken en dus om de kettingreactie in gang te houden. Andere neutronen daarentegen worden vertraagd door het botsen met de koolstofkernen van het grafiet en zijn dan vaak in staat de uranium 238-kernen binnen te dringen en die om te zetten tot plutonium. Dit is, zoals uranium 235 zelf, een splijtbaar atoom, dat op zijn beurt dus kan aangewend worden hetzij in atoombommen, hetzij in andere kernreactoren.

Het splijtbare plutonium ontstaat in heel kleine hoeveelheden. De grote experimentele Engelse reactor Bepo te Harwell bijvoorbeeld produceert slechts enkele tientallen grammen per jaar, zodat men voor een belangrijk probleem staat plutonium af te zonderen, dat slechts in hoeveelheden van een paar grammen per ton uranium aanwezig is. De

[p. 524]

productie van plutonium maakt ook o.a. een der hoofdpunten uit van de Franse en Canadese atoomenergieprogramma's.

Technologisch is het probleem zeer ingewikkeld, niet alleen vanwege de chemische verwantheid van plutonium en uranium, doch ook wegens de aanwezigheid van een veertigtal verschillende splijtingsproducten. Deze moeten natuurlijk verwijderd worden, hetgeen wegens hun verscheidenheid niet zeer eenvoudig is. Bovendien vertonen ze meestal zo'n intense radioactiviteit dat alle bewerkingen moeten uitgevoerd worden op afstand, liefst automatisch en achter dikke beschermingswanden in lood, staal of beton. Door dit alles is het proces natuurlijk noch gemakkelijker noch goedkoper.

Na zuivering moet het in de reactor bereide plutonium nog een reeks scheikundige en metallurgische omvormingen ondergaan ten einde het zelf als bruikbare nucleaire brandstof te verkrijgen.

Hier rijst de vraag: waarom al die kringlopen? Wat is het voordeel uranium te zuiveren, aan te wenden in een reactor, om te zetten tot plutonium, dat tenslotte opnieuw in een reactor gaat?

Het grote voordeel bestaat hierin, dat men op deze wijze niet slechts het weinig voorhandene uranium 235 als nucleair materiaal kan gebruiken, maar, theoretisch althans, alle uranium. Inderdaad, alle uranium 238, en dat is 140 maal meer dan het uranium 235, is aldus omvormbaar tot plutonium, dat splijtbaar is en dus bruikbaar voor de kernreactie.

Maar op dezelfde manier wordt ook het thoriummetaal omgezet, ditmaal niet tot plutonium maar tot een uranium isotoop 233 dat eveneens splijtbaar is. De horizon is plots veel breder geworden: alle uranium en alle thorium worden nucleaire brandstof. Vanzelfsprekend is men nog niet voldoende ver gevorderd op technisch gebied om dit in werkelijkheid om te zetten; maar men is op weg en op beperkte schaal zijn de resultaten zeer bevredigend.

Reactoren waarin een dergelijke omzetting van niet-splijtbare in splijtbare grondstof geschiedt noemt men ‘omvormers’ (converters). Bepaalde soorten reactoren worden ‘broeiers’ (breeders) geheten: ze vormen meer splijtbaar plutonium dan er splijtbaar uranium 235 in de reactor wordt verbruikt. Om de zo juist uiteengezette redenen zijn dit natuurlijk de meest beloftevolle reactortypes en men begrijpt het met de dag toenemende belang, dat in de Verenigde Staten en in Groot Brittannië aan de studie van dergelijke reactoren wordt gehecht.

Naast de chemische, physische en vooral metallurgische studie van de nucleaire brandstoffen zal de experimentele reactor ook de studie der technologie van de reactoren zelf bevorderen.

Een voorbeeld. Elke reactor wordt inwendig door de vrijkomende energie opgewarmd. Men moet dus een middel vinden om de warmte af te leiden ten einde te voorkomen dat de reactor een te hoge temperatuur zal krijgen. Zulks kan het oxyderen, het verbranden of het smelten van de reactorbestanddelen veroorzaken en dus de totale buitengebruikstelling van een reactor. De warmteafvoer geschiedt in B.R. I door middel van gefilterde lucht, die met hoge snelheid door de grafietkanalen wordt gezogen. Andere reactoren gebruiken water als koelmiddel, andere weer

[p. 525]

zwaar water, wat evenwel zeer kostbaar is. Tenslotte zijn er ook reactoren waarbij de warmte-afvoer verwezenlijkt wordt door vloeibare metalen of legeringen. Deze laatste methode is veelbelovend voor de toekomst doch ze stelt technisch uiterst moeilijke problemen, welke tot nog toe niet helemaal werden opgelost.

Behalve warmte komt in de reactor door de splijtingsreactie ook nog een groot deel energie vrij onder de vorm van stralingen. Deze maken enerzijds de reactor zelf gevaarlijk en vereisen dikke beschuttingen. maar vinden anderzijds een zeer nuttige toepassing in het bestralen van materialen. Ten einde deze stralingen te kunnen benutten wordt de reactor van verschillende openingen voorzien, waarin te bestralen voorwerpen, stoffen of organismen worden aangebracht. Andere openingen dienen voor de conrtole-apparatuur van de reactor, waardoor men in staat is het activiteitsniveau van de reactor min of meer hoog te stellen en deze dan heel nauwkeurig in dezelfde werkvoorwaarden te houden. Nog andere openingen weer dienen om physische meettoestellen aan te brengen, die de diepere studie der kernverschijnselen zelf mogelijk maken.

In de experimentele reactor zullen bestralingen de metallurg in staat stellen te onderzoeken hoe verschillende materialen zich onder sterke straling gedragen. Evenals diamant en glas onder invloed van radioactieve stralen een bepaalde kleur krijgen, zo ook worden andere stoffen min of meer gewijzigd. Het is dan ook b.v. zeer nuttig te weten hoe metalen of legeringen zich zullen gedragen wanneer ze in de hoge neutronenstroom van toekomstige reactoren zullen worden gebruikt.

Ook zal de reactor het mogelijk maken de invloed van stralingen op levende of niet-levende organismen te bestuderen. Speciale irradiatie-inrichtingen zullen ter beschikking staan van onderzoekers.

De radioactieve bestraling in een reactor stelt de scheikundige ook soms een zeer waardevol middel ter hand om stoffen te analyseren. Deze methode noemt men activatie-analyse. Ze bestaat hierin dat de te analyseren stof in de reactor wordt bestraald; uit de radioactieve eigenschappen, die daardoor in deze stof worden geïnduceerd, kan de natuur en zelfs de concentratie van een of ander element bepaald worden. Zeer verwante elementen als lithium en natrium bij voorbeeld, die anders moeilijk uit elkaar te houden zijn, gedragen zich immers geheel verschillend na sterke bestraling. Het wordt soms mogelijk aldus door de ontstane kunstmatige radioactieve sporen te meten en stoffen te identificeren, waarvan slechts één deel op honderd millioen aanwezig is.

Door bestraling in de reactor kan men tenslotte ook nog kunstmatige radioactieve elementen voorbereiden. Deze dienen dan zelf - zoals kobalt 60 bij voorbeeld - als nieuwe stralenbron voor industriële, therapeutische of wetenschappelijke doeleinden. Ofwel in vaak geringere hoeveelheden worden ze aangewend als gekenmerkte atomen (tracers) die op alle gebieden van techniek en wetenschap ingang hebben gevonden.

Door bestraling van zwavel bij voorbeeld krijgt men phosphor, dat op chemische manier uit het overblijvende zwavel kan worden afgezonderd. Dit phosphor is radioactief en kan dus, wanneer het in een organisme

[p. 526]

wordt ingespoten, door middel van radioactiviteitsmetingen om het even waar teruggevonden worden. Biologen b.v. zullen een kleine hoeveelheid van deze stof mengen met gewone phosphor-houdende stoffen, en ter voeding van een plant inspuiten. Door meting van de radioactiviteit zullen ze het spoor van de phosphor kunnen volgen. Op dezelfde manier kan een dokter door middel van ‘tracers’ het spoor volgen van stoffen die zich in het menselijk organisme vastzetten.

Op het ogenblik worden dergelijke radio-isotopen reeds in ons land gebruikt, zij het dan ook nog in mindere mate dan in de Angelsaksische landen. Wie dergelijke producten wil gebruiken kan zich wenden tot het Nationaal Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek, (11, Egmontstraat, te Brussel), dat formulieren ter beschikking stelt om aard, hoeveelheid en doel der gewenste isotopen aan te duiden. Het N.F.W.O. stelt de belanghebbenden eventueel in contact met gespecialiseerde laboratoria, waar de geschiktheid van het isotoop voor de bijzondere toepassing in kwestie, de nodige apparatuur, voorzorgsmaatregelen, enz. kunnen besproken worden. Het Fonds stuurt de aanvragen door voor bestelling van het radioactief materiaal te Harwell of te Oak Ridge.

De reactor zal ons natuurlijk veroorloven eventueel zelf radio-isotopen te bereiden. Zulks vergt evenwel de uitwerking van voorbereidings- en zuiveringsmethoden en de eventuele omvorming tot bruikbare producten; dat alles vraagt onderzoek, aanpassing en een ingewikkelde apparatuur. Het zelfde geldt voor de valorisatie en afzondering van de fissieproducten of splijtingselementen, welke als bijproduct uit het benutte uranium kunnen worden gehaald. Dit is b.v. het geval voor radioactief jodium dat in de geneeskunde meer en meer toepassing vindt.

Sommige radioactieve elementen verliezen heel vlug hun activiteit: ze hebben een zeer korte halveringsperiode. Vooraleer ze uit Oak Ridge of zelfs uit Harwell, zelfs per vliegtuig, ter plaatse kunnen zijn is hun radioactiviteit zo sterk verminderd dat men die niet meer gebruiken kan. Voor dergelijke isotopen van zeer korte levensduur, waarvan verschillende toch zeer nuttig zijn, is het nodig over laboratoria te beschikken dicht bij huis. Dat zal het geval zijn te Mol. Noodzakelijkerwijze zullen er dan ook laboratoria voor metallurgie, physica, chemie, enz. in het Centrum te Mol worden opgericht.

Veiligheid boven alles

Naast de studie der nucleaire brandstof en die der nucleaire en radioactieve technieken staat ook de behandeling van zeer radioactief materiaal op het programma. Sommige stoffen, die de reactor verlaten, zijn zo radioactief dat ze bezwaarlijk ver kunnen vervoerd worden voor behandeling. Uraniumstaven bij voorbeeld, vers uit een reactor verwijderd, hebben meestal een activiteit van de orde van 10.000 curies, wat overeenstemt met die van 10 kg radium. Welnu het is voldoende bekend met welke voorzorgen therapeutische radiumnaalden worden behandeld, welke een milligram of minder radium bevatten.

[p. 527]

Al de aangehaalde bijkomstige vreedzame toepassingen van de kernenergie maken deel uit van een nucleair programma voor radioactieve laboratoria. Deze verschillen over het algemeen zeer veel van de gewone universitaire of industriële laboratoria, vooreerst reeds wegens de nodige bescherming van onderzoekers en werklieden tegen de radioactieve gevaren. Zo is beschutting nodig tegen de zeer hoge neutronen-concentraties van de reactor zelf, tegen de zeer doordringende gammastralen van radioactief geworden stoffen, tegen de uiterst giftige stofdeeltjes van uranium en plutonium, die ook zelf nog alpha-stralen uitzenden. Ook wat de producten zelf betreft worden speciale eisen gesteld aangaande lokalen, ventilatie, apparatuur, enz. Men moet immers veelal een uiterste zuiverheidsgraad bereiken en behouden, contaminatie door vreemde elementen weren, corrosie en sleet tot een minimum herleiden.

Gelukkig kunnen we profiteren van de ervaringen in het buitenland opgedaan met bouw en inrichting van dergelijke laboratoria. Met de gegevens van reeds vaststaande resultaten bieden thans dergelijke laboratoria en werkplaatsen een maximum van veiligheid, welke de gewone veiligheidsstandaard in de industrie zelfs overtreft. Het is evenwel duidelijk dat het gebruik maken van de bestaande veiligheidsregels ook bij de technici zelf een bijzondere geestesgesteldheid vergt; op dit gebied zal het Centrum zelf leidinggevend moeten worden.

Juist daarom worden dan ook grote bijkomstige diensten opgericht, even belangrijk als de onderzoekslaboratoria zelf, en die vooral de veiligheid in en rondom deze laboratoria nastreven.

Zo zal er een meteorologische dienst worden ingesteld, die ononderbroken controle zal uitoefenen op de atmospherische radioactiviteit van de omgeving. Er bestaat namelijk overal en altijd een zekere natuurlijke radioactiviteit, die onder andere aan de kosmische straling te wijten is. De meteorologische dienst zal er voor waken dat op geen enkel ogenblik deze normale radioactiviteit wordt overschreden.

Een andere speciale dienst zal de radioactiviteit controleren van materiaal, plaatsen, apparaten, kleren, enz. Deze dienst wordt ook ingeschakeld bij elke behandeling van radioactieve producten om de sterkte der stralingen te meten en de onderzoekers de nodige instructies te verschaffen ten einde de bewerkingen in volle veiligheid uit te voeren. Door middel van meetinstrumenten wordt de zorgvuldige uitvoering der beschermingsmaatregelen nagemeten. Conservatieve veiligheidsgrenzen werden door de vreemde atoomenergiecommissies samengesteld, welke als veilige normen kunnen worden aangewend.

Elke dienst en elk laboratoriumcomplex krijgt zijn eigen kleedkamers, voor het aantrekken van werkkleding of speciale uitrusting zodat de stadskleding steeds blijft buiten radioactieve lokalen. In die kleedkamers bevinden zich ook meetinstrumenten om de radioactiviteit te ontdekken, die zich op kleren, schoenen of handen enz. mocht hebben vastgezet. In verband met het aldaar uitgeoefende toezicht, dat vooral preventief werkt, wordt ook nog een gespecialiseerde medische dienst ingericht.

Tenslotte is er ook een dienst voor de behandeling der afvalproducten. In tegenstelling tot de meeste gewone ondernemingen moet hieraan

[p. 528]

een bijzondere aandacht worden geschonken. Inderdaad alle producten, die het terrein verlaten, hetzij afvalwaters, stoffen of gassen moeten zorgvuldig van alle radioactiviteit ontdaan worden. De veelvuldige installaties, die daartoe dienen, zijn te uitgebreid om ze hier in detail te beschrijven.

Toekomst

Na dit overzicht van de doelstellingen, die het nucleair Centrum te Mol beoogt, en van de middelen, die het daartoe vereist, kan de vraag worden gesteld: ‘wat zal dat alles voor gevolg hebben in ons land?’

Sommigen zien onmiddellijk uit naar de sociale aspecten van de zaak. Het Centrum te Mol met een personeel van 300 tot 400 man, waaronder vooral gespecialiseerde technici, zal natuurlijk het vraagstuk van de werkloosheid niet oplossen - zelfs niet plaatselijk. Maar toch valt het belang van het Centrum als vertrekpunt niet te onderschatten. Het is een basis voor nieuwe takken van industrie zoals de productie van uranium, thorium, plutonium, verwezenlijking van nieuwe reactoren en van latere nucleaire centrales, het voortbrengen van radioactieve isotopen, enz. En aangezien dit het normale verloop was in die landen, die ons met hun nucleair programma voorafgingen, is de kans groot dat wij diezelfde weg zullen kunnen bewandelen. Of dit spoedig zal gebeuren hangt af van zovele factoren dat een gissing moeilijk is. Doch elders verliep het sneller dan werd verwacht. Bovendien ligt de zaak voor ons gunstiger, daar we ons vaak kunnen beroepen op het voorbeeld en soms op de steun van wie ons voor waren.

Het Centrum zal daarom ook contact zoeken met de bestaande industriële en universitaire instellingen. Het zal door hen laten uitvoeren al wat niet noodgedwongen in of rond de reactor zelf moet worden gedaan. In die zin krijgt het programma een nationaal karakter.

Dat zal nog veel meer het geval zijn voor wat het wetenschappelijk aspect betreft. De exploitatie van kernreactoren in de toekomst - en deze is wellicht niet zo heel ver af - zal in handen liggen van specialisten, wier vorming werd aangevuld in het Studiecentrum. Ingenieurs, natuur- en scheikundigen zullen er de gelegenheid krijgen hun universitaire vorming te vervolledigen door een stage in de gespecificeerde afdelingen welke de nucleaire reactoren vergen.

Daar het Centrum zich niet zal beperken tot die onderzoekingen welke in onmiddellijk verband staan met zijn eigen problemen, wil het tevens het hele gebied overzien dat door de kern-energie wordt bestreken. Om die reden hoopt het later zijn moderne laboratoria, speciaal uitgerust voor radioactief werk, ook ter beschikking te kunnen stellen van degenen, die gebruik wensen te maken van de reactorfaciliteiten en de experimenteer- en irradiatiemogelijkheden, hetzij voor academisch, hetzij voor industrieel researchwerk.

Het is niet gemakkelijk vast te stellen welke de resultaten zullen zijn van de energieproductie zelf voor ons economisch leven. Evenmin kunnen we voorzien welke de omvang der nucleaire energieproductie zal zijn binnen tien of twintig jaar.

[p. 529]

Dit alles geldt wellicht evenzeer voor Belgisch Kongo, waar de energiebevoorrading thans misschien de voornaamste factor is van materiële vooruitgang. Daarom is wel duidelijk van welk een waarde de uraniumbrandstof zal zijn voor onze kolonie.

Maar onrechtstreeks ook zal de materiële welvaart er wellicht innig verbonden blijken te zijn met de toekomst der kern-energie. Wat zou b.v. in Kongo een fabriek voor de bereiding van zwaar water betekenen? Energie, voorlopig afkomstig van het waterpotentieel der rivieren, en later van reactoren zelf, zou kunnen gebruikt worden voor de pro-energiebevoorrading thans misschien de voornaamste factor is voor verschillende reactortypes, vooral voor die welke als krachtbron voor de aandrijving van vliegtuigen of schepen kunnen worden aangewend. De grote hoeveelheid waterstof, eventueel bijproduct van deze bereiding, zou in de kolonie een waardevol potentieel zijn ter uitbreiding van de chemische industrieën en onrechtstreeks ook van de landbouw.

Dit wijst er op dat Kongo evenals het moederland niet alleen belang moet stellen in de kern-energie als een project op lange termijn, maar nu reeds in de concrete voorbereidingen en verwezenlijkingen van een nucleair programma voor de meer onmiddellijke toekomst.