Er valt wat te kiezen
De koper van een kerncentrale heeft vandaag de dag best wel wat keuze qua type kerncentrale en 'merk'. Het kan zijn dat aanbieders van centrales uit bepaalde landen minder welkom zijn vanwege politieke redenen en/of gebrek aan vertrouwen in hun kwaliteitsstandaarden. Maar ook dan blijft er genoeg te kiezen.
De koper zal willen dat de centrale aan bepaalde veiligheidseisen voldoet en het vrijwel zeker is dat een vergunning verkregen kan worden voor bouw en in bedrijf nemen van de centrale. Een vergunningprocedure is zelfs bij het beste ontwerp een bewerkelijke procedure, waarbij er zelfs inspraakprocedures zijn, waar ook buitenlandse personen en instanties hun zienswijzen mogen inbrengen. De koper zal ook kijken naar de ervaring van de aanbieder / bouwer ('vendor' in Engels). Hij wil immers een zo klein mogelijk risico op problemen bij de bouw.
De twee belangrijkste smaken kerncentrales zijn: BWR en PWR
De meeste kerncentrales worden gekoeld met 'gewoon' water, H2O. Dit noemen we in de nucleaire techniek: 'light water' ('licht water'). Kernreactoren met dat water heten dan ook 'lichtwaterreactoren' of 'light water reactors' of LWR's.
Er zijn wel wat kerncentrales (niet zo veel) die 'zwaar water' gebruiken. Dat is water met daarin waterstof met een zwaardere kern, dat noemen we wel deuterium en het watermolecuul heeft dan de formule D2O.
Maar de meeste kerncentrales hebben 'lichtwaterreactoren', LWR's. Het meest gebouwde type 'LWR' is de drukwaterreactor, of 'pressurized water reactor', kortweg PWR. Hierin komt het water dat tot stoom verhit wordt voor elektriciteitsopwekking, nooit in contact met het hart van de centrale, de reactorkern. Heet water dat door de reactorkern wordt verhit, gaat naar warmtewisselaars, waar de warmte wordt overgedragen op een ander circuit met water, en dat water wordt zo indirect verhit tot stoom. En de stoom gaat naar de stoomturbine, die weer gekoppeld is aan een generator om stroom op te wekken.
Drukwaterreactor, PWR. Water dat in stoom overgaat komt niet in contact met de reactorkern. Credit image: WNA.
Een andere LWR is de 'kokendwaterreactor' of 'boiling water reactor', BWR. Hierin gaat het water door de reactorkern waar het verhit wordt en bovenin de reactor overgaat in stoom, wat daarna naar de stoomgenerator wordt geleid voor elektriciteitsopwekking. In de BWR zal de stoom dus enigzins radioactief zijn tijdens bedrijf van de kerncentrale. O.a. het (kort-levende) isotoop N-16 zal hierin aanwezig zijn.
Kokendwaterreactor. Credit image: WNA.
Wat is er zoal aan 'grote' kerncentrales op de markt?
Hieronder zijn een aantal grote gangbare modellen gegeven die al in bedrijf zijn, zoals gepresenteerd in een overzicht van de World Nuclear Association (WNA), de organisatie van bedrijven in de mondiale nucleaire sector.
Moderne modellen reeds in bedrijf
| Ontwikkelaar | Reactor | Grootte – MWe gross | Voortgang ontwerp |
| Framatome (& EDF) | EPR (PWR) | 1750 | Twee units in bedrijf in China, in aanbouw in Finland (bijna klaar), Frankrijk (Flamanville) en in het VK. De EPR werd 'beroemd' door de introductie van een grote 'core catcher', een ruimte waarin bij een ongeval met 'kernsmelt', de hete massa kan worden opgevangen. Er komt ook een EPR met een iets kleiner vermogen op de markt. Deze wordt ook wel de 'EPR2' genoemd. Er is gezegd dat deze een vereenvoudigde versie van de EPR is en goedkoper is door de vele optimalisaties. |
| GE Hitachi, Toshiba | ABWR | 1380 | Commercieel in bedrijf in Japan sinds 1996-7. Er zijn meerdere varianten van de ABWR aangeboden op de markt, ook met uiteenlopende vermogens. Een aantal veiligheidssystemen zijn 'actieve' systemen. US design certification 1997. UK design certification indiening 2013. |
| Westinghouse | AP1000 (PWR) | 1250 | Vier units in bedrijf in China; twee in aanbouw in de VS; vele units gepland in China (dan als CAP1000). De AP1000 is een doorontwikkeling van de oudere AP600. In het ontwerp is gestreefd naar vereenvoudiging en passief veilige systemen. Het systeem heeft geen veiligheids-relevante pompen en ventilatiesystemen nodig. Verder kan het ontwerp bij schade aan de kern gesmolten materiaal opvangen en met water koelen. Voor de VS en het VK heeft men het gebouwontwerp verstevigd om een vliegtuiginslag te kunnen weerstaan. |
| KHNP | APR1400 (PWR) | 1450 | In bedrijf bij Shin Kori 3&4 in Zuid Korea en in Barakah in de VAE. In aanbouw: Shin Hanul 1&2 in Zuid Korea. De APR1400 is een doorontwikkeling van de Amerikaanse System 80+ met verbeterde veiligheidskenmerken. Korean design certification 2003. US design certification augustus 2019. Er is ook een EU versie ontwikkeld met een dubbel containment en een core-catcher. |
| Gidropress | VVER-1200 (PWR) | 1200 | In bedrijf bij Novovoronezh II en Leningrad II in Rusland, en bij Ostrovets in Belarus. In aanbouw bij Akkuyu in Turkije en bij Rooppur in Bangladesh. |
| OKBM | BN-800 | 880 | Beloyarsk 4, demonstratie - snelle reactor en test faciliteit. |
| CNNC & CGN | Hualong One (PWR) | 1170 | Voornamelijk een Chinees export ontwerp, in bedrijf bij Fuqing in China, en bij Karachi in Pakistan. |
Moderne 'grote' modellen aangeboden op de markt, maar nog niet gebouwd
- ESBWR (1600 MW), ontwikkeld door GE en Hitachi. Dit is een doorontwikkeling van de eerdere BWR-ontwikkelingen zoals de ABWR en de SBWR maar met passief veilige kenmerken zoals natuurlijke circulatie van koelwater.
- APWR (1500 MW), Mitsubishi. Combinatie van passieve en actieve koelsystemen en een dubbel containment.
- Atmea1 PWR (1100 MW), ontwikkeld door Areva & Mitsubishi. Lijkt te zijn gericht op export naar landen die mid-size kerncentrale zoeken. Is voorzien van core-catcher, net als de EPR.
- EC6 (750 MW), Candu Energy. Dit is een zogenoemde zwaar-water reactor en deze kan een diversiteit aan splijtstof gebruiken.
Kleinere reactormodellen, SMR's
Hierboven staan de meest gangbare zogenoemde 'Generatie III' of 'Generatie III-plus' modellen.
Verder zijn er aanbieders van kleinere kerncentrales, die in modules gebouwd kunnen worden, dus met meer grote stukken die in de fabriek in elkaar zijn gezet en die dan op de bouwplaats hun plek krijgen. Een dergelijke aanpak kan de snelheid van de bouw bevorderen. Dergelijke type centrales worden wel Small Modular Reactors (SMR's) genoemd. Ze hebben vermogens van minder dan 10 MW tot wel 300 MW of zelfs iets meer. Aan de bovengrens zitten dan SMR's die wel modulair gebouwd worden, maar qua vermogen in de buurt komen van de bestaande kerncentrale te Borssele.
Er zijn heel veel verschillende SMR's op de markt. Sommigen lijken op conventionele LWR-kerncentrales en zijn eigenlijk kleinere versies daarvan. Maar er zijn er ook die specifieke kenmerken hebben zoals: andere splijtstof zoals thorium ('brandstof') in de reactorkern, werkend op veel hogere temperaturen dan normaal (met bijzondere toepassingen), gebruik van alternatieve koelmiddelen zoals lood of gesmolten zout, autonoom bedrijf zonder veel personeel et cetera.