Hedendaagse Maritieme Nucleaire Aandrijving

HOGERE ZEEVAARTSCHOOL ANTWERPEN

ONDERWIJSEENHEID 3 - TOEGEPASTE WETENSCHAPPEN

Hedendaagse maritieme nucleaire aandrijving

Amaury Mortier

Scriptie voorgedragen tot het behalen van de graad master in de Nautische Wetenschappen.

Promotor: Ing. Tim Cools

Academiejaar: 2010-2011

HOGERE ZEEVAARTSCHOOL ANTWERPEN

ONDERWIJSEENHEID 3 - TOEGEPASTE WETENSCHAPPEN

Hedendaagse maritieme nucleaire aandrijving

Amaury Mortier

Scriptie voorgedragen tot het behalen van de graad master in de Nautische Wetenschappen.

Promotor: Ing. Tim Cools

Academiejaar: 2010-2011

Voorwoord

Vooraf wil ik graag eenieder bedanken die mij geholpen heeft met het schrijven van deze masterscriptie, in het bijzonder mijn promotor, Ing. Cools voor de steun en hulp die hij mij gegeven heeft. Ik wil ook graag Llyod's Register danken voor de informatie over nucleair onderzoek.

De nood aan een nieuwe toekomstige energiebron is groot aangezien de grootste energiebron, olie, de komende decennia uitgeput zal geraken. Het is dan ook belangrijk dat mensen bewust worden van nieuwe alternatieve energiebronnen. Kernenergie is een dergelijke energiebron met grote capaciteiten.

In 1905 werd te Nazareth mijn overgrootoom Commodore Gaston de Groote geboren. Na studies aan de Hogere Zeevaartschool te Antwerpen was hij officier op Belgische, Nederlandse en Amerikaanse schepen en kwam in 1926 in de Verenigde Staten aan waar hij jaren kapitein was op luxejachten. In 1947 trad hij in dienst van de rederij States Marine Lines in Manhattan, de welke een contract verwierf met de Amerikaanse regering om op experimentele basis een koopvaardijschip met kernenergie te gaan exploiteren.

Figuur 1: Commodore Gaston de Groote

Bron: National Geographic (Augustus 1962)

Dit schip, de NS Savannah werd in 1959 in Camden, New Yersey te water gelaten. Zes officieren kregen een driejarige opleiding om ermee te leren varen. Het bevel over het schip viel uiteindelijk te beurt aan mijn overgrootoom Gaston de Groote.

Bij het uitvaren van de NS Savannah op vrijdag 23 maart 1962 uit de haven van Yorktown, Virginia zei mijn overgrootoom:" No one will ever be able to do that again. This is history."

Dit bracht mij op het idee om het in mijn masterscriptie te hebben over nucleaire voortstuwing.

Met trots en als eerbetoon aan mijn overgrootoom Commodore Gaston De Groote draag ik dan ook dit werk aan hem op.

Inhoudstabel

Voorwoord 4

Inhoudstabel 6

Lijst van figuren 8

Lijst van tabellen 10

Inleiding 11

1 Geschiedenis 13

1.1 Geschiedenis van nucleaire technologie 13

1.2 Nucleaire schepen van vroeger tot nu 16

1.2.1 Marine 16

1.2.2 Koopvaardij 18

2 Werking 22

2.1 Algemeen 22

2.2 Kernfissie vs. Kernfusie 25

2.2.1 Principe van Kernfissie 25

2.2.2 Principe van Kernfusie 28

2.3 Kernreactoren 34

2.3.1 Algemeen 34

2.3.2 Types kernreactoren 36

3 Maritieme nucleaire propulsie in de praktijk 48

3.1 Verschil energiecentrale en maritieme reactoren 48

3.2 Thermodynamische cyclus 51

4 Overzicht van alle nucleaire schepen en hun type reactoren 54

4.1 Verenigde Staten 54

4.1.1 Onderzeeërs 54

4.1.2 Kruisers (allen non-actief) 58

4.1.3 Vliegdekschepen (allen actief) 59

4.1.4 Niet-militair 60

4.2 Rusland 61

4.2.1 Onderzeeërs 62

4.2.2 Kruisers 66

4.2.3 Communicatie schip 66

4.2.4 Ijsbrekers 66

4.2.5 Containerschip/ijsbreker 66

4.3 Verenigd Koninkrijk 67

4.3.1 Onderzeeërs 67

4.4 Frankrijk 68

4.4.1 Onderzeeërs 68

4.4.2 Vliegdekschepen 69

4.5 China 69

4.5.1 Onderzeeërs 69

4.6 India 70

4.6.1 Onderzeeërs 70

4.7 Duitsland 71

4.7.1 Cargo Schip 71

4.8 Japan 71

4.9 Algemeen overzicht van actieve nucleaire schepen 72

5 Vervuiling 73

5.1 Het CO2 probleem 73

5.2 Radioactief afval 78

5.2.1 Algemeen 78

5.2.2 Soorten 80

5.2.3 Verwerking 81

5.3 Nucleaire rampen 83