Op 24 februari 2026 verzorgde prof. Jan Leen Kloosterman, hoogleraar kernreactorfysica aan de TU Delft, een boeiende lezing over kernenergie, de onderliggende techniek en de recente ontwikkelingen in het veld. In het licht van actuele thema’s als klimaatverandering, netcongestie en de druk op de energievoorziening schetste hij hoe kernenergie kan bijdragen aan een betrouwbare, grootschalige en CO2-arme elektriciteitsproductie.
Klik hier voor zijn begeleidende beeldpresentatie.
Naar aanleiding van de lezing van professor Kloosterman heeft Kringlid Gerard Smals een notitie aangeleverd over kernenergie die hij graag onder de aandacht van de leden wil brengen.
Dit ten behoeve van de discussie over de lezing van Kloosterman. Klik hier voor deze notitie.
Ontwikkelingen op het gebied van kernenergie
Inleiding en politieke context
Kloosterman begon met de vraag wat de “kleur” van kernenergie is en plaatste kernenergie tussen de bekende begrippen “grijze” en “groene” energie. Hij gebruikte het beeld van de blauwe gloed (het Cherenkov‑effect) in een watergevulde reactor als herkenbaar symbool van kernenergie en als opstap naar de technische uitleg.
Daarna schetste hij de politieke en maatschappelijke context: het nieuwe Nederlandse kabinet toont nadrukkelijke interesse in het versterken van nucleaire clusters, in de bouw van nieuwe kerncentrales en in de ontwikkeling van kleine modulaire reactoren (SMR’s). Daarbij spelen leveringszekerheid, het terugdringen van CO2‑uitstoot en de beperkingen van het huidige elektriciteitsnet (netcongestie) een belangrijke rol.
Energie- en klimaatopgave
Aan de hand van cijfers over het wereldwijde primaire energieverbruik liet Kloosterman zien hoe groot de huidige afhankelijkheid van fossiele brandstoffen nog steeds is. Hij koppelde dit aan de gestegen CO2‑concentratie in de atmosfeer (circa 430 ppm in februari 2026) en de noodzaak om de uitstoot snel en fors terug te dringen.
Kernenergie werd gepositioneerd als een van de opties om grootschalig CO2‑arme elektriciteit te produceren, naast andere vormen van duurzame energie. Op basis van internationale “life cycle”‑studies liet hij zien dat kernenergie qua CO2‑uitstoot per kilowattuur vergelijkbaar laag scoort als wind- en zonne-energie, wanneer de volledige keten (bouw, brandstofcyclus, ontmanteling) wordt meegerekend.
Daarnaast wees hij op het belang van grondstoffen: de energietransitie is volgens hem tegelijk een materiaaltransitie, omdat nieuwe energie‑ en opslagtechnologieën grote hoeveelheden kritieke mineralen vragen. Kernenergie heeft daar, vergeleken met sommige andere CO2‑arme opties, een relatief beperkte mineralenbehoefte per geproduceerde kilowattuur.
Technische basis van kernsplijting
Vervolgens ging Kloosterman in op de natuurkundige basis van kernenergie. Hij legde uit hoe kernsplijting in uranium‑235 werkt: een neutron wordt ingevangen, de kern splijt in twee lichtere kernen (splijtingsproducten), er komt veel energie vrij en er ontstaan nieuwe neutronen die een kettingreactie mogelijk maken. Om deze kettingreactie te beheersen, wordt gebruikgemaakt van een moderator (bijvoorbeeld water) om neutronen af te remmen en regelstaven om de hoeveelheid neutronen in de kern te sturen.
Hij besprak de natuurlijke isotopenverhouding van uranium: ongeveer 99,3% uranium‑238 (niet of slecht splijtbaar met langzame neutronen) en ongeveer 0,7% uranium‑235 (goed splijtbaar). Omdat voor lichtwaterreactoren een hoger gehalte uranium‑235 nodig is, wordt uranium verrijkt tot ongeveer 3–5% U‑235, een proces waarin Nederland met de verrijkingsfaciliteiten in Almelo internationaal een belangrijke rol speelt.
Een illustratief punt was de energiedichtheid: de energie die vrijkomt bij de splijting van 1 gram U‑235 staat gelijk aan de verbranding van naar orde van grootte 2500 liter benzine of 3000 kilogram kolen. Ook wees hij op het verschil tussen het kleine volume hoogradioactief afval (ongeveer 1 gram per geproduceerde hoeveelheid energie) en de elf ton CO2 die vrijkomt bij fossiele opwekking voor een vergelijkbare hoeveelheid elektriciteit.
Van kernsplijting naar elektriciteit
In het vervolg legde Kloosterman uit hoe kerncentrales deze kernsplijtingsenergie omzetten in elektriciteit. In de reactorkern bevinden zich brandstofstaven, opgebouwd uit splijtstoftabletten met verrijkt uranium, samengevoegd in brandstofelementen. De warmte die in de kern vrijkomt, wordt via een koelmiddel (meestal water) afgevoerd en gebruikt om stoom te maken, die vervolgens een turbine en generator aandrijft.
Hij lichtte de werking van drukwaterreactoren (PWR’s), zoals in Borssele, toe: in een gesloten primair circuit circuleert onder hoge druk water dat in de kern wordt verhit, waarna in een stoomgenerator een secundair watercircuit stoom produceert. Ook kokendwaterreactoren (BWR’s), waarin het koelwater in de reactorkern zelf in stoom overgaat, kwamen kort aan bod. Het rendement van een lichtwaterreactor ligt rond de 35%, vergelijkbaar met klassieke fossiele centrales.
Kloosterman illustreerde de schaal en levensduur van bestaande centrales aan de hand van voorbeelden als Borssele en nieuwere ontwerpen zoals de EPR‑reactoren in Hinkley Point C in het Verenigd Koninkrijk. Daarbij wees hij op de lange ontwerplevensduur van reactorvaten en de uitdagingen die samenhangen met bouwtijd, kostenbeheersing en het voorkomen van ontwerpwijzigingen tijdens de bouw.
Kosten, systeemrol en wereldwijde ontwikkelingen
Een deel van de lezing was gewijd aan de kosten van kernenergie. De totale kosten bestaan grofweg uit drie componenten: bouwkosten, brandstofkosten en kosten voor bedrijf en onderhoud, waarbij de kapitaalkosten (constructie) een groot deel van de totale elektriciteitsprijs bepalen. In studies naar toekomstige energiesystemen blijkt kernenergie, ondanks hoge aanvangsinvesteringen, economisch aantrekkelijk te kunnen zijn in een systeem met veel wind en zon, omdat kerncentrales als stabiele basislast bijdragen aan het beperken van systeemkosten en prijsschommelingen.
Wereldwijd zijn er volgens de door hem aangehaalde cijfers ongeveer 70 kernreactoren in aanbouw, waarvan een aanzienlijk deel in China. Hij liet zien dat veel bestaande reactoren inmiddels een respectabele leeftijd hebben, maar met levensduurverlenging en modernisering nog decennia veilig kunnen blijven draaien.
Nieuwe concepten: SMR’s, MSR’s en HTGR’s
Kloosterman ging uitgebreid in op trends in kernenergie, met de opkomst van kleine modulaire reactoren (SMR’s) en nieuwe reactortechnologieën zoals gesmoltenzoutreactoren (MSR) en hogetemperatuur‑gasgekoelde reactoren (HTGR).
Bij SMR’s wordt hetzelfde principe van lichtwaterreactoren op kleinere schaal toegepast, met als doel gestandaardiseerde fabrieksproductie, kortere bouwtijd en lagere investeringsrisico’s. Voorbeelden die hij noemde zijn:
- NuScale SMR (integral PWR) met circa 77 MWe per module, waarbij meerdere modules gekoppeld kunnen worden en eerste commerciële inzet rond 2030 wordt voorzien.
- Ontwerpen van Rolls‑Royce en de General Electric BWRX‑300, een kokendwater‑SMR van 300 MW met natuurlijke circulatie en een beoogde kostprijs van ongeveer 2250 USD per kW.
Daarnaast besprak hij concepten voor microreactoren, zoals de U‑Battery (een ontwerp waar TU Delft, Manchester University, Urenco en anderen bij betrokken zijn), met ongeveer 10 MW thermisch en 4 MW elektrisch vermogen, bedoeld voor onder meer afgelegen gebieden en industriële toepassingen, met een bedrijfsduur van 5–10 jaar zonder brandstofwissel en inherent veilige eigenschappen.
Gesmoltenzoutreactoren (MSR’s) vormen een andere ontwikkelingslijn, waarbij de splijtstof is opgelost in een circulerend zout. Kloosterman schetste de basis: een primair zoutcircuit in de kern, een secundair circuit voor warmteoverdracht en een systeem voor reiniging en bijvullen van de brandsstofzout. Thorium kan in zulke reactoren worden ingezet in een zogeheten kweekcyclus, waarin thorium‑232 via protactinium‑233 wordt omgezet in splijtbaar uranium‑233. Hij verwees naar historische experimenten zoals de Molten Salt Reactor Experiment in de VS in de jaren zestig en naar onderzoekslijnen aan de TU Delft.
De hogetemperatuur‑gasgekoelde reactor (HTGR) kwam aan bod als voorbeeld van een ontwerp dat zeer hoge koelmiddeltemperaturen mogelijk maakt, wat interessant is voor industriële proceswarmte. China heeft met de HTR‑10 en de grotere HTR‑PM stappen gezet in de praktijk, waarbij Kloosterman onder meer de veiligheidseigenschappen bij verlies van koeling toelichtte.
Ook de samenwerking met bedrijven als Allseas passeerde: microreactoren en HTGR‑concepten bieden perspectief voor toepassingen in maritieme voortstuwing, offshore‑activiteiten, drijvende energie‑eilandjes en autonome schepen.
Onderzoek, onderwijs en Nederlandse positie
Een belangrijk deel van de lezing ging over de rol van de TU Delft en Nederland in het nucleaire veld. Kloosterman noemde het OYSTER‑upgradeproject van het onderzoeksreactorinstituut, waarmee onder meer de prestaties van instrumenten met een factor 50 zijn verbeterd en nieuwe faciliteiten voor neutronenonderzoek beschikbaar zijn gekomen. Neutronen en positronen worden gebruikt voor onderzoek aan materialen, batterijen, magnetisme, voedsel, polymeren, medische toepassingen, cultureel erfgoed, waterstofeconomie, CO2‑opslag en zonne‑energie, waarmee kerntechniek een breder toepassingsveld heeft dan alleen elektriciteitsproductie.
Hij gaf een overzicht van de leerstoelen en onderzoeksgroepen aan de TU Delft die zich bezighouden met kernreactorfysica, thermohydraulica, nucleaire materialen, radiochemie, medische beeldvorming en stralingsveiligheid. Daarnaast is er een groeiende groep promovendi die werken aan onderwerpen als SMR’s, MSR’s, veiligheid, materialen en brandstofcyclus.
Tot slot benadrukte hij het belang van onderwijs en het opbouwen van een nucleaire community in Nederland. Er loopt een initiatief om nucleair onderwijs uit te breiden naar MBO en HBO, om bijscholing te bieden aan overheid en zij‑instromers en om de kennisbasis in Nederland te versterken. Nederland heeft volgens hem een gunstige uitgangspositie: een uitgebreide nucleaire infrastructuur (onderzoek, verrijking, energieproductie, afvalverwerking en medische toepassingen), een ligging aan zee met veel koelwater, en een sterke maritieme en energie‑intensieve industrie.
Over de gehele linie zette Kloosterman een overwegend optimistisch beeld neer van de rol die kernenergie kan spelen in een duurzame energiemix, mits veiligheid, afvalbeheer en maatschappelijke inbedding zorgvuldig worden geborgd en er langdurig wordt geïnvesteerd in innovatie en opleiding.
Vragenronde
Kernfusie en kernsplijting
Professor Kloosterman legde uit dat kernfusie volop in ontwikkeling is, hoewel het vaak minder aandacht krijgt dan kernsplijting. Hij benadrukte dat veel start‑ups wereldwijd, met name in de Verenigde Staten, bezig zijn met innovatieve technologieën op het gebied van kernfusie. De bouw van een kernfusiereactor in Zuid‑Frankrijk noemde hij een voorbeeld van Europa’s bijdrage aan deze technologie.
Voortgang zoutreactoren
Een vraag dieper ingaande op zoutreactoren benadrukte de testfases in China, die vooroplopen in ervaring vanwege hun kleine reactoren. In Europa, echter, blijft veel bij praten vanwege beperkte budgetten, waardoor praktische vooruitgang achterloopt.
Bouwprocessen van reactortechnologieën
Kloosterman besprak de uitdagingen in het reactorbouwproces. Hij wees erop dat voortdurende innovatie tijdens de bouw de kosten en het tijdsbestek significant verhogen. De nadruk werd gelegd op het bevriezen van ontwerpen om kostenoverschrijdingen te beperken, hoewel operationele feedback nieuwe kansen biedt voor verbetering na verloop van tijd.
Rekenmodellen en veiligheidsaspecten
Er werden ook vragen gesteld over veiligheidsprocedures en technische specificaties van kernreactoren, vooral gezien schrikbeelden zoals Fukushima. Kloosterman legde uit dat passieve veiligheidssystemen in moderne reactoren essentieel zijn, en dat de restwarmteproblematiek nog steeds onder controle moet worden gehouden om meltdown‑scenario’s te voorkomen.
Maatschappelijke en milieuaspecten
Kloosterman schreef de trage vooruitgang in de acceptatie van kernenergie deels toe aan politieke besluitvorming en publieke percepties van veiligheid. Het verschil tussen kernenergie en andere koolstofarme energiebronnen lichtte hij toe aan de hand van CO2‑emissie en de effecten op het milieu.
Materialen en thoriumreactor‑discussie
Ten aanzien van thoriumreactoren benadrukte Kloosterman dat substantiële vooruitgang afhangt van technologieontwikkeling op het gebied van metallurgie en chemie. Om thorium op grote schaal te gebruiken, moeten duurzame materialen worden ontwikkeld die bestand zijn tegen langdurige blootstelling aan zout.
Conclusie – toekomst van kernenergie
Tijdens de afsluitende discussie werd de potentie van kernenergie in Nederland belicht, mede in verband met de opwarming van de aarde en de noodzaak voor duurzaam beleid. De noodzaak om te investeren in innovatieve technieken voor een groenere toekomst werd benadrukt, met afscheidstaal die suggereert dat de huidige generatie meer proactief moet zijn om verandering te realiseren.