De kern van het klimaatprobleem, deel 2: historische ontwikkelingen van kernsplijtingsenergie

Om de huidige staat van kernenergie goed te begrijpen moeten we eerst terug naar het begin van de vorige eeuw. Zoals wij later zullen zien, heeft de parallelle ontwikkeling van kernwapens en kernenergie namelijk tot bepaalde ontwerp- en onderzoekskeuzes geleid, die vandaag de dag nog steeds consequenties hebben voor de huidige technologische en maatschappelijke staat van kernenergie.

Frédéric Joliot-Curie

Begin jaren 30 ontdekte Ernst Rutherford dat het splijten van lithiumatomen flink wat energie vrijmaakt. Het duurde niet lang totdat natuurkundigen realiseerde dat dit soort splijtingsreacties de potentie hadden om zelfvoorzienende kettingreacties te vormen. Deze kettingreacties werden experimenteel bevestigd door Frédéric Joliot-Curie, de schoonzoon van de pioniers van radioactiviteit Marie en Pierre Curie. Het was toen april 1939, het beruchte jaar dat beter bekend is om het begin van de Tweede Wereldoorlog.

De betrokken natuurkundigen waren zich destijds pijnlijk bewust van het feit dat hun ontdekkingen ook voor kwaadaardige doeleinden gebruikt konden worden. De gevluchte Hongaarse natuurkundige Leo Szilard drong bij Frédéric Joliot-Curie aan om zijn bevindingen niet te publiceren, uit vrees dat de nazi's deze kennis zouden misbruiken om bommen van tot dan toe ongekende destructiviteit te maken. Waar andere natuurkundigen, zoals Enrico Fermi, gehoor gaven aan deze oproep, besloot Joliot-Curie toch te publiceren.

Ondanks dat Joliot-Curie, uit principiële redenen, ervoor koos om toch te publiceren, was hij zich wel degelijk bewust van de destructieve potentie van zijn onderzoek. In januari van 1939 schreef Joliot-Curie, een uitgesproken communist, een brief naar zijn Sovjet collega Abram Ioffe. In deze brief waarschuwde hij voor het feit dat ook de Duitse natuurkundigen succesvolle experiment hadden ondernomen met kernsplijting. Na de nazi-invasie van Frankrijk smokkelde hij zijn onderzoeksdocumenten en materialen naar Engeland. Hijzelf bleef achter, om een actieve rol in te nemen in het Franse verzet. Zo maakte hij, tijdens de Parijse opstand in augustus 1944 molotovcocktails voor zijn mede-opstandelingen.

Vanwege de ‘rode dreiging’ werd Joliot-Curie, net als vele andere communisten, na de oorlog ontheven van vrijwel al zijn functies, en bleef zijn rol in de geschiedenis en het verzet (in het westen) onderbelicht. Vandaar dan ook dat we hier even wat langer stil hebben gestaan bij Frédéric Joliot-Curie, een belangrijke natuurkundige in de kernwetenschap, én een Franse communistische verzetsheld, die niets minder dan een standbeeld verdient, maar dit om politieke redenen (in het westen) nooit heeft gekregen.

Kernwapens en de Blitzkrieg

De dag dat de nazi’s Polen binnenvielen, 1 september 1939, was ook de dag van oprichting van de (tweede) Uranverein, de Duitse vereniging voor kernonderzoek. Dit toont dat de zorgen van Szilard niet geheel onterecht waren, echter hebben de nazi’s nooit serieus ingezet op atoomwapens. Een van de leden van de Uranverein was Werner Heisenberg. Hij schrijft dat de natuurkundigen bij de tweede bijeenkomst van de Uranverein zeiden dat “in principe kan een atoombom gemaakt worden … het zal jaren duren … niet eerder dan vijf”. Zelf zegt hij hierover:

Ik gaf dit niet door aan de Führer tot twee weken daarna, en erg terloops omdat ik niet wilde dat de Führer dusdanig geïnteresseerd zou zijn dat hij meteen bevel zou geven voor grote inspanningen richting het maken van een atoombom. Speer vond dat het beter was om de hele zaak te laten vallen en de Führer reageerde ook zo.

Het vertrouwen van de nazi’s in een snelle overwinning maakte dat het lange ontwikkeltraject van een atoombom als onnuttig werd gezien. Daarnaast vertrouwden ze erop dat de Amerikanen ook nog ver van een atoombom verwijderd waren. Bovendien stonden de nazi’s in de race voor een atoomwapen sowieso al 1-0 achter. In april 1933 voerde de nazi’s namelijk de ‘wet tot herstel van de beroepsambtenarij’ in, deze wet stelden dat niet-ariërs en communisten per direct ontslagen diende te worden uit publieke functies. Dit had als direct gevolg dat vele wetenschappers het land ontvluchten.

Dit kwam bovenop de nationalistische ondertonen waar de Duitse wetenschap al langer onder leed, deze kwamen onder de nazi’s tot uiting in het onderscheid tussen Deutsche Physik en Jüdische Physik. ‘Joodse wetenschap’ zoals die van Albert Einstein en Niels Bohr werd gecensureerd en als slechte wetenschap afgeschilderd. Dit leidde ook onder de overgebleven Duitse wetenschappers tot heftiger confrontaties. Zo werd Heisenberg heftig aangevallen door Himmler omdat hij Relativiteitstheorie onderwees.

De nazi’s hadden dus in het begin van de oorlog geen serieuze ambities voor kernwapens, en de beperkte pogingen die zijn gedaan waren gedoemd te mislukken. Desondanks werd er nog wel onderzoek gedaan naar kernenergie, onder ander voor onderzeeërs. En na de invasie van Noorwegen hadden de nazi’s ook nog eens beschikking tot de zwaar water fabrieken die daar al gebouwd waren. Zwaar water is water dat bestaat uit het zwaardere isotoop van waterstof, en het is een handige moderator (=neutronenremmer) voor gebruik in kernreactoren. Daarnaast hadden de nazi’s toegang tot de uraniummijnen in Tsjechië, en hadden ze eerder al de commerciële verkoop van de daar gewonnen uranium aan banden gelegd. Voor Szilard, en vele anderen, was er dus voldoende reden om zich zorgen te maken over een potentieel nazi-atoomwapen.

De stempel van het Manhattanproject

Deze zorgen zette Szilard aan om verdere actie te ondernemen. Op 12 juli 1939, ging Szilard samen met zijn, ook Hongaarse, college natuurkundige Eugene Wigner, op bezoek bij Albert Einstein. Szilard sprak met Einstein over zijn zorgen, en Einstein stemde in om hierover een brief te ondertekenen naar de Belgische Ambassadeur in de VS. Het toenmalige Belgisch Congo was destijds namelijk de beste bron van uraniumerts, en Einstein kende de Belgische koninklijke familie persoonlijk.

Deze eerste brief waarschuwde de Belgen voor een mogelijke motivatie voor de nazi’s om Belgisch Congo in te nemen, echter was om de VS aan te zetten tot concrete actie een tweede brief nodig. Deze brief, persoonlijk geadresseerd aan de toenmalige president van de VS Franklin Roosevelt, zal later bekend komen te staan als de Einstein–Szilard brief, de brief. In deze brief, ondertekend door Einstein, waarschuwen Szilard en Einstein voor de mogelijkheid van een nazi-atoomwapen.

Deze brief had als direct gevolg de oprichting van het ‘Adviserend Comité voor Uranium’, en een significante investering in de experimenten van Szilard en Fermi. In januari 1942 zette vergelijkbare initiatieven in het VK (de MAUD rapporten) Roosevelt aan tot het autoriseren van een volledig ontwikkelingsplan voor kernwapens. Wat in juni van datzelfde jaar, nadat het project officieel in handen kwam van het Amerikaanse leger, zou leiden tot de start van het beruchte Manhattan project.

En zo kwam het dat op 2 december 1942 middenin Chicago de allereerste kernreactor operationeel werd. Niet met als doel om de bevolking van energie te voorzien, maar expliciet voor de productie van kernwapens.

Al vrij snel hierna volgde in 1943 de eerste volledige industriële plutonium productie reactor aan de Colorado rivier bij Hanford. Met het plutonium dat hier geproduceerd werd, kwam op 16 juli 1945 de eerste atoombom ter ontploffing in de woestijn van New Mexico. En op 9 augustus 1945 was het dit plutonium dat, in de geschiedkundige climax van de atoombom, Nagasaki met de grond gelijk maakte.

Figuur 3: eerste Amerikaanse atoombom

De koude oorlog

Ik denk dat de bombardementen van Hiroshima en Nagasaki het heel moeilijk voor ons maakten om na de oorlog de positie in te nemen dat we van de atoombommen af wilden omdat het immoreel zou zijn om ze tegen de burgerbevolking te gebruiken. We verloren het morele argument waarmee we, net na de oorlog, misschien van de bom waren afgekomen.

Laat me alleen dit zeggen over de relevante morele kwestie: Stel dat [nazi]Duitsland twee [atoom]bommen had ontwikkeld voordat wij bommen hadden. En stel dat Duitsland een bom had laten vallen, op bijvoorbeeld Rochester en de andere op Buffalo, om dan vervolgens zonder bommen te zitten en de oorlog te verliezen. Kan iemand er dan aan twijfelen dat we het laten vallen van atoombommen op steden als een oorlogsmisdaad hadden gedefinieerd, en dat we de Duitsers die zich aan deze misdaad schuldig hadden gemaakt in Neurenberg ter dood zouden hebben veroordeeld en opgehangen?

Maar nogmaals, begrijp me niet verkeerd. De enige conclusie die we kunnen trekken is dat regeringen die in een crisis handelen, worden geleid door vraagstukken van opportunisme, en morele overwegingen worden erg weinig gewicht toegekend, en dat Amerika in dit opzicht niet verschilt van elk ander land.

Dit zegt Szilard in een interview met U.S. News & World Report getiteld ‘President Truman begreep het niet’. De atoombombardementen op Japan mochten dan op immorele wijze een einde hebben gebracht aan een oorlog, ze vormden ook de directe aanleiding voor de Sovjet Unie om hun atoomprojecten in een stroomversnelling te brengen. Met een gespannen wapenwedloop tot gevolg.

In april 1942 was de Sovjet Unie al begonnen aan een atoombom project, nadat de Russische natuurkundige Georgy Flyorov opmerkten dat de Duitsers, Britten en Amerikanen waren gestopt met papers publiceren over kernwetenschap. Vanwege de oorlog op eigen grondgebied lagen de prioriteiten echter elders, en liep het project niet heel snel. Echter, na de atoombombardementen, nam het Politbureau van de Communistische Partij van de Sovjet-Unie meteen directe en volledige controle over het project. Iets meer dan een jaar later, op 25 oktober 1946, resulteerde dit in de eerste Sovjet kernreactor nabij Moskou. En op 29 augustus 1949 kwam ook in de Sovjet Unie hun eerste atoombom ter ontploffing.

Figuur 4: eerste Sovjet atoombom RDS-1

Hiermee startte een heftige wapenwedloop, waarbij de destructieve capaciteit van de bommen steeds groter werd. Dit leidde ertoe dat bij vrijwel elk technologisch of wetenschappelijk vraagstuk, de doorslaggevende factor de toepasbaarheid in de kernwapens was. De gestelde vragen werden “hoe maken we zoveel mogelijk kapot” in plaats van “hoe voorzien we zoveel mogelijk mensen efficiënt en veilig van elektriciteit”. Met als gevolgd dat de huidige technologische staat van kernenergie volledig geoptimaliseerd is voor de productie van kernwapens. Zoals we in deel 3 en 4 zullen zien zijn er bepaalde keuzes gemaakt, die anders waren gemaakt als militaire toepassingen niet onderdeel van de afweging waren geweest.

Waardeer je dit gratis artikel? Steun me met een eenmalige donatie of abonneer je zodat je alle content ziet. Dankjewel!