Op weg naar de kerncentrale in Doel Dit is het boekje van …………………………….
Pagina 1 van 11
Op weg naar Doel
1. Wat is energie? •
Jan eet elke dag heel veel groenten en fruit. Door de gezonde voeding kan Jan heel snel lopen en goed opletten tijdens de les. Ja, hij verbruikt toch wel veel energie.
•
Mama rijdt elke dag met de auto naar haar werk. Hierna haalt ze Peter en Mieke elke dag van school. Ja, de auto verbruikt toch wel veel energie.
•
’s Avonds leest Mieke een boek bij het nachtlampje. Ja, de lamp verbruikt wel veel energie. Zonder energie zou Jan niet kunnen lopen noch goed opletten tijdens de les. Zonder energie zou mama niet ver geraken met de auto. Zonder energie kan de lamp geen licht geven en kan Mieke haar boek niet lezen.
a. Wat is energie? We bewegen niet vanzelf. Dankzij energie kan de mens en elk apparaat functioneren.
2. Energiebronnen Voor elke beweging heeft de mens of het toestel energie nodig. Maar waar halen zij die energie dan toch? a. Welke energiebronnen zijn er? Plaats naast elke tekening de juiste energiebron. Je kan kiezen uit : waterenergie – windenergie – fossiele brandstoffen – zonne-energie – kernenergie. (Dit zijn niet alle energiebronnen!)
Zonneenergie
Fossiele brandstoffen: aardgas, aardolie steenkool en hout. Kernenergie
Windenergie
Waterenergie
Duurzame energiebronnen Pagina 2 van 11
Geen duurzame energiebronnen
Op weg naar Doel Zoals je ziet heeft elk toestel zijn energiebron. Toch is niet elke energiebron duurzaam. Er zal een periode aanbreken dat er geen aardolie, aardgas of steenkool zal zijn. Daarom zoekt men nu naar oplossingen. Een aantal hiervan zijn de alternatieve energiebronnen: • Waterenergie • Windenergie • Zonne-energie
3. Omzetten van energie 3.1 Vormen van energie Elk toestel heeft dus een energieleverancier. Die energie wordt dan omgezet in een bepaalde vorm van energie. Ontdek de verschillende vormen van energie. Plaats naast het prentje de juiste energievorm. Kies uit: trillingsenergie – stralingsenergie – chemische energie – lichtenergie- geluidsenergie – elektrische energie – warmte-energie. (dit zijn niet alle vormen van energie!) Bewegingsener gie (= kinetische energie)
Chemische energie
Lichtenergie Warmteenergie
Stralingsenerg ie
Pagina 3 van 11
Lichtenergie Warmte-energie ( = thermische energie)
Geluidsenergie Trillingsenergie
Elektrische energie
3.2 Een ketting van energievormen (bronnen) Bij een zaklamp kan je zien dat er een ketting gevormd wordt van energieomzettingen. a. Welke energieomzettingen vind je hier terug?
De chemische energie in batterijen wordt in de draadjes omgezet naar elektrische energie. Het lampje zet de elektrische energie om in licht en warmte – energie. Je weet nu welke energiebronnen voor energie kunnen zorgen. Het zou boeiend zijn om alle energiebronnen van naaldje tot draadje uit te pluizen maar het zou veel energie kosten. Daarom gaan we verder met een bepaalde energievorm en de achterliggende energiebron.
4. Elektrische energie 4.1 Waar komt onze elektriciteit vandaan? Jullie zagen net dat een zaklamp licht kan geven dankzij een batterij die via allerlei draadjes elektrische energie levert. a. Noteer een aantal toestellen op die functioneren dankzij elektrische energie maar waarvan de elektriciteit niet opgewekt wordt via een batterij. Een mixer, een televisietoestel, een microgolfoven en een haardroger. b. Wat doe je zodat de mixer, de radio, kan werken op elektriciteit? We stoppen de stekker in het stopcontact. c. De elektriciteit komt via allerlei draadjes achter het stopcontact de huizen binnen. We stoppen dus de stekker van een toestel in het stopcontact en het werkt. Zij werken wel op elektriciteit maar als de batterij de leverancier niet is, waar komt deze elektriciteit dan vandaan? Je staat er niet altijd bij stil maar de elektriciteit heeft al een lange weg afgelegd vooraleer het bij jou thuis komt. Elektriciteit wordt eerst gemaakt in elektriciteitscentrales en vervolgens vervoerd via hoogspanningskabels naar jouw huis.
Pagina 4 van 11
Op weg naar Doel 4.2 Elektriciteitscentrales in BelgiĂŤ In BelgiĂŤ bevinden zich een aantal elektriciteitscentrales waaronder de kerncentrale van Doel. Waar bevindt zich de andere kerncentrale in BelgiĂŤ? In Tihange.
5. De kerncentrale in Doel 5.1 Hoe ziet de kerncentrale er van buiten uit? Dit is de kerncentrale van Doel. Het ligt in de haven van Antwerpen. De oppervlakte van de centrale is 80 hectare. Met een hoogte van ongeveer 170 meter kan je de koeltorens al van ver waarnemen!
Pagina 5 van 11
Op weg naar Doel 5.2 Hoe ziet de kerncentrale er van binnen uit? Zoals je al weet heeft Doel een kerncentrale. Deze kerncentrale maakt dus elektrische energie. a. Wat is de energiebron van een kerncentrale om elektriciteit te maken? Kernenergie. nder zie je de onderdelen van de kerncentrale die van kernenergie elektriciteit Hieronder maken.
a. Weet je nog waaruit de kerncentrale in Doel bestaat? • Combineer het cijfer met de passende passend onderdelen.
Pagina 6 van 11
7
Koeltoren
2
Drukregelvat
4
Turbine
6
Condensor
1
Reactor
5
Alternator
3
Stoomgenerator
Op weg naar Doel 5.3 De werking van de kerncentrale Knap dat je de onderdelen van de kerncentrale al kent! Weet je ook nog hoe deze kerncentrale werkt? •
Vul de tekst aan de hand van de gegeven woorden met behulp van de tekening hierboven. Tussen haakjes staat aangegeven hoeveel keer een woord gebruikt mag worden in de tekst.
5.3.1 Primaire kringloop Kies uit: splijtstofstaven(2) – drukregelvat – water – kernreactor(3) Langs de kernreactor bevinden zich buizen. Dit is een gesloten kringloop waar water in stroomt. In de kernreactor bevinden zich splijtstofstaven die heet zijn.(meer uitleg vind je op de volgende pagina) De hitte van de kernreactor wordt afgestaan aan het water dat via een gesloten kringloop langs de splijtstofstaven circuleert. Dit eerste circuit wordt de primaire kringloop genoemd. Het water in die kringloop bereikt een temperatuur van gemiddeld 300 °C. In normale omstandigheden kookt water vanaf 100°C maar dit zal nooit gebeuren omdat het water onder hoge druk wordt gehouden door het drukregelvat. •
Duid de primaire kringloop aan in het rood.
5.3.2 De secundaire kringloop Kies uit: turbine(2) – alternator – warmte – stoom(2) – condensor – elektriciteit – een stoomgenerator(2) Het verhitte water in de primaire kringloop staat zijn warmte af aan een tweede gesloten circuit, de secundaire kringloop. Beide kringlopen zijn heel goed van elkaar gescheiden. De warmte-uitwisseling vindt plaats in een stoomgenerator, een groot cilindervormige vat die uit duizenden kleine buizen bestaat. De hitte zet het water van de secundaire kringloop om in stoom. De stoom, die in de secundaire kringloop wordt geproduceerd, doet de turbine draaien. De alternator (meer uitleg vind je op de volgende pagina) die gekoppeld is aan de turbine, zet bewegingsenergie om in elektriciteit. Deze wordt dan op het
hoogspanningsnet gezet en wordt verdeeld naar de huizen. De stoom die de turbine verlaat, koelt vervolgens af in een condensor. Daar wordt hij opnieuw in water omgezet, nadat het in contact kwam met duizenden buizen van een derde kringloop. Dit water wordt vervolgens naar de stoomgenerator teruggevoerd om er opnieuw voor stoomproductie gebruikt te worden. •
Duid de secundaire kringloop aan in het blauw.
Pagina 7 van 11
Op weg naar Doel 5.3.3 De tertiaire kringloop Kies uit: verdampt – koeltoren – de Schelde – stoom – opvangbekken - turbine
De stoom die de turbine verlaat wordt afgekoeld door het water van de derde kringloop. Het water uit deze kringloop, dat warm werd na de warmte-uitwisseling met de stoom, koelt af in de koeltoren. Slechts 1,5 % van dit water verdampt. Dit is de damppluim die uit de koeltoren ontsnapt. Een grote hoeveelheid koel water komt onderaan terecht in een opvangbekken. Een deel van dit water wordt opnieuw gebruikt om de stoom af te koelen die afkomstig is van de secundaire kringloop. Het andere deel stroomt terug naar de Schelde. •
Duid de tertiaire kringloop aan in het groen.
6. Extra informatie bij de werking van de kerncentrale 6.1 Kernsplijting Het water in de primaire kring wordt opgewarmd door het ontstaan van warmte door kernsplijting van uranium. Dit is het gesteente uranium. Het bijzondere aan uranium is dat er uit een heel klein stukje stof heel veel energie kan komen. Dat gebeurt als je de kern splijt. Je kan maar begrijpen hoe de kernsplijting van uranium werkt als je weet hoe de stof uranium er van binnenin uitziet. Als je een heel klein stukje neemt van de stof uranium, zie je dat dit kleine stukje uit heel wat kleinere deeltjes bestaat; namelijk atomen. Je kan ze onmogelijk met het blote oog zien. Hiernaast zie je een afbeelding van een atoom. De witte en rode balletjes, de neutronen en protonen, vormen dus de kern van een atoom. Daar omheen vliegen nog een aantal andere deeltjes, de elektronen.
Pagina 8 van 11
Op weg naar Doel
a. Wat gebeurt er nu bij kernsplijting? • Verbind de foto’s met de juiste tekst.
●
● De kern van de atoom spat uit elkaar.
●
● Er wordt een losse neutron op de kern van een uraniumatoom afgeschoten.
●
● Tijdens het uiteenspatten komt er heel veel warmte – energie vrij. Dit is kernenergie.
Een nadeel van het splijten van atomen is dat er radioactiviteit ontstaat. Dat is de reden waarom de centrale heel stevig gebouwd wordt. Jammer genoeg kwam er in 1986 een enorme hoeveelheid radioactiviteit vrij wat heel wat slachtoffers slachtoffers met zich meebracht. (Zie de kerncentrale van Tsjernobyl op de volgende volge pagina) 6.2 Alternator Een alternator kan je het beste vergelijken met je fietsdynamo. a. Noteer kort hoe de dynamo van je fiets werkt. Je fietst. De dynamo draait tegen je wiel. Dankzij de draaiing wordt elektriciteit opgewekt. Hierdoor brandt de fietslamp.
Als het wieltje van een dynamo tegen je fietsband is gedrukt, zorgt de beweging van je fietswiel ervoor dat het wieltje van de dynamo gaat draaien. De beweging van het wieltje laat een magneet draaien ten opzichte van een elektrische draadspoel. Door het draaien wordt er elektrische stroom opgewekt in de draadspoel. Deze stroom loopt via een stroomdraad naar je fietslamp waardoor het lampje gaat branden. Dit zie je dus terug bij de generator in de kerncentrale. De turbine zorgt ervoor dat de enorme magneten ronddraaien te midden van elektrische spoelen. Op deze manier wordt een elektrische stroom opgewekt. Pagina 9 van 11
Op weg naar Doel
7. De kernramp in Tsjernobyl
Wat ? Op 26 april 1986 was er een ernstig ongeluk in de kerncentrale in Tsjernobyl in Oekra誰ne. Een enorme wolk radioactief gas en stof werd de atmosfeer in gestoten. Bij het ongeluk zelf kwamen 31 mensen om het leven. Maar heel veel mensen kregen de stralingsziekte. Ze werden ziek en gingen soms later dood. Ook de kinderen van deze mensen zijn vaker heel erg ziek. In het gebied rondom Tsjernobyl kunnen nog steeds geen mensen wonen. Wat ging er in de kerncentrale dan mis? In de nacht van 26 op 27 april werd een experiment uitgevoerd in kernreactor 4 waarvoor helemaal geen toestemming was. De ingenieurs verlaagden de reactie in de kern tot onder het toegelaten niveau; ook de stroom door de reactor geleverd, werd verminderd tot onder het minimale peil. Hierdoor konden ze de reactie in de kern niet langer onder controle houden en konden ze de systemen die de reactor in geval van nood moest uitschakelen niet meer in werking stellen. Door een foutief inschakelen van de koelwaterpompen kwam er bovendien geen water meer in het koelsysteem. Twee systemen die er voor zorgen dat de reactor automatisch wordt gestopt wanneer water en stoom onder het normale niveau dalen, werden door de technici achtereenvolgens gestopt. Een laatste blunder was het uitschakelen van het reservekoelsysteem voor noodgevallen. Het koelwater raakte aan de kook. Onder zeer hoge druk vormde zich stoom in het reactorvat. Er volgden twee zware explosies. De explosies zorgden voor een groot gat in de reactorkern. Hierdoor kregen de radioactieve stoffen vrij spel.
De radioactiviteit verspreidde zich zelfs tot bij ons door de wind.
Pagina 10 van 11
Op weg naar Doel
8. Kruiswoordraadsel Je weet nu echt praktisch alles over de kerncentrale. Vul het volgende kruiswoordraadsel alvast in! 1. 2.
België heeft 2 kerncentrales : één in Doel en één in ….. Dit wordt in de kerncentrale opgewekt.
3.
Dit is de stof die men gebruikt voor kernsplijting. 4. Naast warmte komt ook dit vrij bij kernsplijting. 5. Dit zijn de kleinste deeltjes van een stof. 6. Dit is een soort molen die aan het draaien wordt gebracht. 7. Hiermee wordt de turbine aan het draaien gebracht. 8. Hoe noemt de grote dynamo die gebruikt wordt in de kerncentrale? 9. Uit deze rivier haalt men water voor de tertiaire kring. De … 10. In deze stad gebeurde in 1986 een grote ramp met een kerncentrale.
Pagina 11 van 11