40 jaar Tsjernobyl – inzichten over reactorontwerp

De kernramp in Tsjernobyl maakte pijnlijk duidelijk dat reactorontwerp een doorslaggevende rol speelt in nucleaire veiligheid. Sindsdien zijn reactorconcepten geëvolueerd, veiligheidsvereisten aangescherpt en nieuwe ontwerpen ontwikkeld waarin veiligheid centraal staat. In dit overzicht lichten we toe hoe het RBMK-ontwerp verschilt van de reactoren in België en tonen we hoe veiligheid vandaag centraal staat in nieuwe reactorconcepten.

RBMK-reactoren in Tsjernobyl

De ontplofte reactor in Tsjernobyl was een RBMK, een Sovjetontwerp uit de jaren 1960 en 1970. Het was één van slechts twee reactorconcepten die toen op grote schaal in de Sovjet-Unie werden gebouwd.

De RBMK-reactor kende meerdere fundamentele ontwerpbeperkingen op het vlak van veiligheid en voldeed bij de bouw al niet aan de gangbare westerse veiligheidsnormen.

Intrinsieke instabiliteit: Onder bepaalde bedrijfsomstandigheden kon het reactorvermogen toenemen bij een stijgende temperatuur van het koelmiddel in plaats van afnemen. Zo konden temperatuur en vermogen elkaar versterken (positieve terugkoppeling), wat een gevaarlijke escalatie mogelijk maakte.
Noodstop: problemen met de regelstaven: De regelstaven, bedoeld om de kernreactie af te remmen, hadden een ontwerpfout. In normale uitbating deden die wat ze moesten doen: neutronen absorberen en de kettingreactie stilleggen. Maar in de abnormale situatie die ontstaan was door het uitvoeren en tijdelijk onderbreken van de turbinetest deed het verder inbrengen van de staven net het omgekeerde: de kettingreactie versterken.
Ontbreken van een volwaardig insluitingsgebouw: RBMK‑reactoren beschikten niet over een robuust, volledig omsluitend reactorgebouw dat radioactieve stoffen bij een ernstig ongeval binnen de centrale kon houden.

Na de ontploffing werden technische tekortkomingen aan bestaande RBMK’s aangepakt. Daarnaast leidde de ramp tot een veel strengere internationale controle, betere veiligheidsculturen en meer transparantie bij nucleaire installaties wereldwijd. Vandaag zijn er nog enkele reactoren van dit type actief in Rusland.

De Belgische kerncentrales: PWR-reactoren

De Belgische reactoren zijn van het type PWR (drukwaterreactor of Pressurized Water Reactor). Dit reactortype wordt wereldwijd het meest gebruikt.

PWR’s vertrekken van een fundamenteel andere veiligheidsfilosofie dan de Sovjet-reactoren. Veiligheid is geen bijkomend systeem, maar zit ingebakken in de fysica van de reactor en in de manier waarop hij wordt uitgebaat. Belangrijke kenmerken zijn:

Intrinsieke stabiliteit: In een drukwaterreactor zorgt een stijging van de temperatuur van de splijtstof en het koelwater automatisch voor een daling van het reactorvermogen. Temperatuur en vermogen werken elkaar dus tegen, waardoor de reactor zichzelf afremt.
Betrouwbare noodstop mét back-up: De regelstaven in een PWR zorgen bij een noodstop voor een vermogensdaling, onmiddellijk én over de volledige kern. De kernreactie kan zo binnen enkele seconden volledig worden stilgelegd.
Daarnaast heeft de PWR een robuust back‑upsysteem: de injectie van ‘geboreerd water’ (water met zeer veel boorzuur) in de reactor. Boor absorbeert neutronen en remt de kernreactie ook chemisch af, los van de regelstaven. Dit zorgt voor een extra veiligheidslaag bij uitzonderlijke scenario’s.
Meervoudige veiligheidsbarrières: PWR‑reactoren worden geplaatst in een robuust insluitingsgebouw met meerdere fysieke barrières. Die zorgen ervoor dat radioactief stoffen niet kunnen vrijkomen in de omgeving, zelfs bij een ernstig incident.

Een kernreactor heeft 3 veiligheidsfuncties. Met andere woorden: voor een veilige werking moet een kernreactor voortdurend drie dingen garanderen.

De kettingreactie controleren: de splijtingsreactie stabiel houden of stoppen wanneer nodig
Warmte afvoeren: ook nadat de reactor is stilgelegd, blijft er warmte vrijkomen die continu moet worden afgevoerd
Confinement (insluiting): voorkomen dat radioactieve stoffen in de omgeving terecht komen

Om deze veiligheidsfuncties in alle omstandigheden te garanderen zijn de belangrijkste veiligheidssystemen bewust meerdere keren voorzien. Meestal 3 keer. Dit heet redundantie: als één systeem uitvalt, staat er meteen een ander klaar om over te nemen. Bovendien zijn die back-up-systemen vaak gebaseerd op verschillende werkingsprincipes. Zo reageren ze niet allemaal op dezelfde manier op een probleem.

Impact op het Belgische nucleaire landschap

De kernramp in Tsjernobyl betekende ook voor België een belangrijk kantelpunt. Het ongeval versnelde de nood aan onafhankelijk toezicht en leidde tot de oprichting van het Federaal Agentschap voor Nucleaire Controle (FANC). Ons land richtte in 1988 ook het Nationaal Crisiscentrum (NCCN) op, verantwoordelijk voor de coördinatie van noodsituaties, waaronder nucleaire incidenten.

Lees meer over noodplanning, regelgeving en toezicht in België.

Latere ongevallen, zoals Fukushima, scherpten die aandacht voor veiligheid nog verder aan. Ze leidden tot bijkomende veiligheidsanalyses en tot het ontstaan van zogenaamde ‘stresstests’: systematische veiligheidstests waarbij wordt nagegaan of een kerncentrale ook bij extreme en onwaarschijnlijke omstandigheden — zoals zware natuurrampen, langdurige stroomuitval of verlies van koeling — veilig blijft functioneren.

Meer over stresstesten na Fukushima.

Tsjernobyl remde de groei van kernenergie aanzienlijk, zowel nationaal als internationaal. Het leidde tot een afname van het publieke vertrouwen, waardoor veel landen hun nucleaire programma's pauzeerden of stopzetten. Ook in België versterkte het ongeval de roep om een Belgische kernuitstap. De perceptie rond kernenergie veranderde van een ‘goedkope, veilige energieoplossing’ naar een ‘bron van potentiële catastrofes’. Het debat over de risico's van kernenergie laaide op en leidde uiteindelijk tot de Belgische kernuitstap van 2003, waarbij de levensduurverlenging van de huidige centrales in Doel en Tihange ter discussie kwam te staan en de bouw van nieuwe kerncentrales verboden werd.

Meer dan twintig jaar later, in 2025, pas België deze wet opnieuw aan. De jongste reactoren (Doel 4 en Tihange 3) mogen langer openblijven, en het verbod op nieuwe kernactiviteiten verdween. Daarmee werd ook de weg geopend voor nieuwe kernreactoren, zoals kleine modulaire reactoren (SMR’s).

Onderzoek naar nieuwe reactoren: de rol van SCK CEN

De herziening van de Belgische kernuitstap in 2025 markeert een duidelijke koerswijziging. Waar kernenergie jarenlang werd afgebouwd, ontstaat opnieuw ruimte voor nucleaire innovatie.

In dat kader krijgen Small Modular Reactors (SMR’s) steeds meer aandacht: kleinere, modulaire kernreactoren die in serie gebouwd kunnen worden, flexibel inzetbaar zijn én waarbij al in de ontwerpfase sterk wordt ingezet op zogenaamde passieve veiligheidssystemen. Dat betekent dat de reactor in noodsituaties restwarmte kan afvoeren zonder externe stroomvoorziening of actieve tussenkomst. Zulke systemen maken gebruik van de zwaartekracht van het koelmiddel.

Loodkoeling voor extra veiligheid en duurzaamheid

Op vraag van de Belgische overheid zet SCK CEN specifiek in op de ontwikkeling van een loodgekoelde, snelle SMR. Samen met een ijzersterk, internationaal consortium willen we tegen 2034 een Belgisch demonstratiemodel bouwen van de allereerste loodgekoelde Small Modular Reactor: LEANDREA.

Ook binnen dit ontwerp speelt passieve veiligheid een belangrijke rol en de keuze voor vloeibaar lood als koelmiddel biedt zelfs nog een extra veiligheid. Omdat lood pas bij zeer hoge temperaturen kookt, kan de reactor bij lage, quasi atmosferische; druk werken. In tegenstelling tot watergekoelde reactoren is het dus niet nodig om de druk op te voeren om hoge temperaturen te bereiken. Daardoor verdwijnt het risico op drukverliesincidenten.

Door lood als koelmiddel te gebruiken, blijven de neutronen bovendien ‘snel’. Een snelle reactor haalt meer energie uit dezelfde hoeveelheid grondstof. Hij kan de uraniumgrondstof efficiënter gebruiken én produceert minder hoogradioactief per eenheid elektrische energie.

OOnnttddeekk mmeeeerr oovveerr LLEEAANNDDRREEAA

EAGLES: bouwen aan loodgekoelde SMR’s voor Europa

De LEANDREA Technology Demonstrator maakt deel uit van het internationale EAGLES-programma, een samenwerking met Ansaldo Nucleare, ENEA en RATEN. Binnen dit programma bundelen de partners hun kennis en ervaring met één duidelijke ambitie: innovatieve, loodgekoelde SMR’s ontwikkelen die bijdragen aan een duurzame en veilige energievoorziening voor Europa.

Het doel? De commerciële uitrol van EAGLES-300: een kleine, modulaire, loodgekoelde reactor met een vermogen van 300 MWe, gepland tegen 2039.

OOnnttddeekk hhiieerr mmeeeerr oovveerr hheett EEAAGGLLEESS pprrooggrraammmmaa