15:26 26. října 2020
Názory
Získat krátkou URL
4815
Sledujte nás na

RNDr. Vladimír Wagner, CSc., pracuje v Ústavu jaderné fyziky AVČR, v.v.i. v Řeži a učí na Fakultě jaderné a fyzikálně inženýrské ČVUT v Praze. Sputnik se jej zeptal, jak to bylo s černobylskou tragédií a co je to tzv. americký a československý Černobyl. Pan doktor také řekl něco málo o principech práce jaderných elektráren a fúzních reaktorech…

Pane doktore, jaký je základní princip fungování jaderné elektrárny? Prosíme o maximální zjednodušení, abychom na naší laické straně nejprve porozuměli tomu, čím se liší jaderné elektrárny od těch dřívějších…

RNDr. Vladimír Wagner, CSc: Jaderná elektrárna je tepelnou elektrárnou, podobně jako uhelná a plynová elektrárna nebo elektrárna na spalování nafty, nebo biomasy. Liší se jen zdrojem tepla. Tím je u jaderné elektrárny jaderný reaktor, v němž se tepelná energie získává pomocí řetězové štěpné jaderné reakce. Tedy ta část, která pomocí získaného tepla produkuje elektrickou energii, tedy turbína a generátor, jsou stejné. Teď mě jen neberte za slovo, protože turbíny pro jaderné bloky se trochu od těch, pro jiné tepelné bloky, liší. Je to dáno trochu odlišnými parametry získané páry. Rozdíl je také v tom, že jaderné bloky se většinou budují větší než ty tepelné a i turbíny jsou tak pro větší výkon.

Základní rozdíl je, že jaderné elektrárny mají jako zdroj tepla jaderné reakce, při kterých vznikají radioaktivní jádra. V případě havárie se tak můžou dostat radioaktivní materiály do životního prostředí a mohou ohrozit i obyvatelstvo. V rozpadu radioaktivních prvků se produkuje energie, která se mění na teplo. I po odstavení reaktoru tak produkce tepla, i když v řádově menším měřítku, pokračuje a musí se tak zajistit chlazení reaktoru i po odstávce. Další rozdíl je, že se produkuje vysoce radioaktivní odpad. Toho je velmi malý objem; v principu lze v areálu elektrárny skladovat celý objem vyhořelého paliva vyprodukovaného za dobu její životnosti. Dá se také recyklovat. Ale v každém případě je třeba počítat s tím, že je potřeba se o něj postarat.

Pokud fungují správně, jaderné elektrárny by měly být bezpečné. Jak do toho všeho zapadá havárie na jaderných elektrárnách v Černobylu (Ukrajina/SSSR), Three Mile Island (USA), Jaslovských Bohunicích (Slovensko/ČSSR)?

Jako u každého průmyslového zařízení, nelze ani u jaderných elektráren vyloučit možnost havárie. U jaderných elektráren k nim dochází velmi zřídka a díky velkému důrazu na bezpečnost jen velmi výjimečně. Ovšem kvůli možnosti úniku radioaktivity mohou být dopady těchto havárií značné. Proto se bezpečnosti jaderných bloků věnuje neustále extrémní pozornost. I na základě vámi zmiňovaných havárií se změnily konstrukce bloků i přístup personálu, takže by už k nim nyní nedošlo. Při těchto haváriích měl do značné míry vliv lidský faktor. To je i důvod, proč se nyní kromě důrazu na kvalitu personálu stále větší důraz klade na pasivní bezpečnostní prvky.

Pokud by se tyto tři havárie porovnaly, čím si jsou podobné a jakými aspekty se od sebe odlišují?

Tyto havárie se liší hlavně velikostí dopadů havárie. To dokazuje i jejich umístění na stupnici INES, která ukazuje hodnocení závažnosti jaderné havárie. Černobylská jaderná havárie byla ta nejhorší, která může nastat. Základní problém byl, že byla bez ochranné obálky – kontejnmentu. Při destrukci se tak velká část zničené aktivní zóny a radioaktivního materiálu dostala do ovzduší a došlo k obrovské kontaminaci okolí a dopadům na životní prostředí. Na stupnici INES to byl nejvyšší stupeň 7. Reaktor v elektrárně Three Mile Island měl kontejnment. Do ovzduší se tak dostala jen velmi omezená část pouze velmi těkavých radioaktivních prvků. Vliv na okolí byl velmi omezený a krátkodobý. Ovšem destrukce daná téměř úplným roztavením aktivní zóny byla velmi rozsáhlá a dopady v areálu elektrárny a uvnitř kontejnmentu byly velké. Na stupnici INES to byla havárie na stupni 5. V případě bloku A1 elektrárny Jaslovské Bohunice šlo jen o omezené tavení v aktivní zóně. Roztavených bylo jen několik palivových souborů. Dopady na okolí elektrárny, včetně kontaminace, byly zanedbatelné a zůstaly tak omezeny na areál elektrárny. Na stupnici INES šlo tak o nehodu stupně 4.

Z hlediska informačního pokrytí: jak rychle se společnost dovídala o těchto haváriích, tedy v těch letech, kdy se staly? Například v USA vznikl film Čínský syndrom. Proč čínský?

O průběhu havárie elektrárny ve Three Mile Island, která proběhla v USA, se společnost dozvídala velice rychle. To je jeden z rozdílů od havárie elektrárny v Černobylu. Ta byla delší dobu utajována i před vlastní veřejností. V zahraničí se o ní dozvěděli až po detekci radioaktivity ve Švédsku. Pokud jde o film Čínský syndrom, tak to je zajímavá shoda. Film vznikl a začal se promítat v USA dvanáct dní před havárií ve Three Mile Island. Pojednává o havárii jaderné elektrárny a zmiňuje se v něm obava, že roztavená aktivní zóna (korium) protaví betonové základy elektrárny. V nadsázce se tak může protavit a dostat až na druhou stranu zeměkoule, kde je naproti USA Čína. Jev protavení betonové desky pod reaktorem, který hrozí kontaminací spodní vody, se tak označuje právě jako Čínský syndrom.

Jaká opatření se v černobylských dnech konala v ČSSR? Pamatuji si, že nám tehdy lokálně říkali „nevycházejte ven za deště…“

Z dozimetrického a hygienického hlediska nebylo potřeba žádné radikálnější opatření. Hlavní pozornost byla upřena na to, aby se zajistilo, že se do potravin nedostanou radioaktivní látky. Týkalo se to hlavně mléka a radioizotopu jódu 131. Ten se může dostat do mléka, a tím i pak do těla. Tam se koncentruje ve štítné žláze a může způsobit hlavně u dětí nebo mládeže v pozdější době rakovinu štítné žlázy. Poločas rozpadu tohoto radionuklidu je 8 dní. Je tak potřeba, aby se na pár týdnů omezil přístup dobytka k čerstvé píci, která by mohla být kontaminovaná radioaktivním jódem. Je také třeba nepustit případně kontaminované mléko či jiné potraviny k zákazníkům. Tato opatření se tak v Československu v té době udělala. Velikost kontaminace byla u nás v té době, a to je potvrzeno i zpětnou analýzou, taková, že nebyla potřeba nějaká další dramatičtější opatření.

Sanační práce v Jaslovských Bohunicích prý mají nějakým způsobem pokračovat ještě řadu let... Jak je to myšleno? Pokud reaktory v Černobylu obsahovaly konstrukční chybu, jak to, že zbylé reaktory byly odstaveny až po roce 2000?

V Jaslovských Bohunicích probíhá v současné době nejen vyřazování poškozeného bloku A1, ale i vyřazování dvojice dosloužilých reaktorů elektrárny V1. U toho bloku A1 bylo už vyvezeno veškeré palivo, i poškozené palivové soubory. A také proběhla likvidace částí zařízení a dekontaminace různých prostor. Vyřazování u tohoto bloku, které provádí firma JAVYS, by mělo být dokončeno v roce 2035. Tato část areálu pak bude sloužit jako zázemí pro vyřazování jaderné elektrárny V2 v Jaslovských Bohunicích a případně i dalších slovenských jaderných bloků. Také vyřazování jaderné elektrárny V1 v této lokalitě už značně pokročilo. Odstraněny už byly třeba parogenerátory a zdemolovány byly i chladící věže. Ale v principu není příliš velký spěch. Elektrárna V2 ještě nějakou dobu poběží a teprve po jejím odstavení bude možné dokončit vyřazení celého komplexu. (Podrobněji o tom pan Wagner psal na portálu Objective Source E-learning).

Reaktory RBMK fungovaly v Černobylu do roku 2000, pak byly odstaveny. Další reaktory tohoto typu jsou však stále v provozu v Leningradské, Kurské a Smolenské jaderné elektrárně. Vámi zmíněné konstrukční nedostatky byly v těchto reaktorech opraveny. Jednalo se hlavně o konce kontrolních tyčí. Další provoz těchto bloků je tak bezpečný.

Jak to vypadá s vyhlídkou dostavby reaktorů v ČR?

Pokud chce Česko v budoucnu zajistit produkci elektřiny bez emisí oxidu uhličitého, bude muset využívat jaderné bloky. Možnosti vodní energie jsou už z velké části využity. Podmínky pro solární a větrné elektrárny jsou velmi omezené a u těch větrných často v ekologicky cenných partiích krajiny. Využití biomasy pro produkci energie konkuruje výrobě potravin ekologickým funkcím krajiny. Aby se tak zajistila náhrada uhelných bloků a dosluhujících jaderných bloků v elektrárně Dukovany, je potřeba začít s výstavbou nových reaktorů co nejdříve. Ovšem jde o politické rozhodnutí, takže to závisí na politicích a vývoj lze velmi těžko predikovat. V současné době se zdá, že je vláda rozhodnutá a snaží se reálně postupovat ve směru výstavby prvního nového bloku v Dukovanech. Ale další reálný vývoj je s otazníkem.

Dokončila vůbec Firma Westinghouse v poslední době nějaké reaktory? Skoro to vypadá, že ne… Co je na tom pravdy a proč tedy usiluje o zakázky v ČR? Projasníte trochu situaci?

Není to úplně pravda. Čtyři reaktory III. generace AP1000 firmy Westinghouse byly dokončeny v Číně. Dva v elektrárně Chaj-jang a dva v elektrárně San-men. Dva tyto reaktory jsou už v pokročilém stádiu výstavby ve Spojených státech a v nejbližších letech by měly být dokončeny v elektrárně Vogtle. Na druhé straně je pravdou, že firma má s výstavbou nových bloků značné problémy a i z popsaného přehledu je vidět, že staví jen malý počet nových reaktorů. Pochopitelně chce situaci změnit, a i to je důvod, proč se zajímá o možnost výstavby nejen v České republice.

Jak je možné, že se v Černobylu uvolnilo více radiace než při explozi bomby v Hirošimě?

Při výbuchu jaderné zbraně dochází k produkci radioaktivních jader štěpnou jadernou reakcí jen velmi krátkou dobu. Vyprodukuje se jich tak omezené množství, a zároveň jde většinou o ty krátkodobější. U jaderného reaktoru je palivo v něm roky a ve velkém objemu se produkují i dlouhodobé radionuklidy. Proto je kontaminace z výbuchu jaderné zbraně odlišná od kontaminace při havárii jaderné elektrárny.

Jak jsme daleko s fúzními reaktory? Co je to za technologii? Tokamaky prý byly vymyšleny v SSSR. Kdy se dočkáme toho, že palivem pro reaktory bude mořská voda?

Fúzní reaktory jsou založeny na fúzní reakci lehkých prvků. Jde o podobné jevy, které probíhají i na Slunci. Základním problémem je u nich nutnost udržet horkou plazmu při dostatečné teplotě a hustotě po dostatečnou dobu. A právě tokamak je magnetickou nádobou, která pomocí magnetického pole udrží plazmu pohromadě. Opravdu je to zařízení, které bylo vymyšleno v bývalém SSSR. V současné době se buduje demonstrační fúzní reaktor ITER. Jde o jeden z největších mezinárodních vědeckých projektů, který se staví ve Francii. Nejde o elektrárnu, nebude produkovat elektřinu. Jen ukáže to, že tokamak je správnou cestou a vyprodukuje se odpovídající množství energie. Teprve na základě zkušeností s ním by se měla vybudovat demonstrační elektrárna DEMO. Tokamak ITER také ještě neřeší produkci paliva. Tím je jednak deuterium, což je těžký vodík, který se dá získat z vámi zmiňované mořské vody. Ten se ve fúzním reaktoru slučuje s tritiem, tedy radioaktivním ještě těžším vodíkem. Tritium, se bude získávat reakcí neutronů vznikajících při fúzní reakci s lithiem v obalu ve stěně tokamaku. U zařízení ITER se první plazma objeví asi v roce 2025 a fúzní reakce se začnou testovat v třicátých letech. Pak se teprve může začít stavět DEMO. První komerční fúzní elektrárna se tak nejspíše nedá čekat před polovinou tohoto století.

Děkujeme za rozhovor.

Názory vyjádřené v článku se nemusí vždy shodovat s postojem Sputniku.

Více:

„Bez jaderných elektráren by Evropa s ČR zacházela jako s kusem hadru.“ Likvidátor černobylské havárie mluví jasně
Video: Ochranné oděvy ze seriálu Černobyl budou použity v boji s koronavirem
V uzavřené zóně Černobylské jaderné elektrárny pokračuje hašení doutnajících ohnisek
Štítky:
černobylská havárie, Černobyl, Černobylská atomová elektrárna, jaderná elektrárna
Pravidla společenstvíDiskuse
Komentovat pomocí SputnikuKomentovat pomocí Facebooku
  • Komentář