Môj profil 
Predplatné
Pán doktor, aký je základný princíp fungovania jadrovej elektrárne? Prosíme o maximálne zjednodušenie, aby sme na našej laickej strane najprv porozumeli tomu, čím sa líšia jadrové elektrárne od tých predchádzajúcich…
RNDr. Vladimír Wagner, CSc: Jadrová elektráreň je tepelnou elektrárňou, podobne ako uhoľná a plynová elektráreň alebo elektráreň na spaľovanie nafty, alebo biomasy. Líšia sa len zdrojom tepla. Tým je u jadrovej elektrárne jadrový reaktor, v ktorom sa tepelná energia získava pomocou reťazovej štiepnej jadrovej reakcie. Teda tá časť, ktorá pomocou získaného tepla produkuje elektrickú energiu, teda turbína a generátor, sú rovnaké. Teraz ma len neberte za slovo, pretože turbíny pre jadrové bloky sa trochu od tých, pre iné tepelné bloky, líšia. Je to dané trochu odlišnými parametrami získanej pary. Rozdiel je tiež v tom, že jadrové bloky sa väčšinou budujú väčšie ako tie tepelné a aj turbíny sú tak pre väčší výkon.
Základný rozdiel je, že jadrové elektrárne majú ako zdroj tepla jadrové reakcie, pri ktorých vznikajú rádioaktívne jadrá. V prípade havárie sa tak môžu dostať rádioaktívne materiály do životného prostredia a môžu ohroziť aj obyvateľstvo. V rozpade rádioaktívnych prvkov sa produkuje energia, ktorá sa mení na teplo. Aj po odstavení reaktora tak produkcia tepla, aj keď v rádovo menšom meradle, pokračuje a musí sa tak zabezpečiť chladenie reaktora aj po odstávke.
Ďalší rozdiel je, že sa produkuje vysoko rádioaktívny odpad. Toho je veľmi malý objem; v princípe možno v areáli elektrárne skladovať celý objem vyhoreného paliva vyprodukovaného za dobu jej životnosti. Dá sa tiež recyklovať. Ale v každom prípade je potrebné počítať s tým, že je potrebné sa o neho postarať.
Ak fungujú správne, jadrové elektrárne by mali byť bezpečné. Ako do toho všetkého zapadá havária na jadrových elektrárňach v Černobyle (Ukrajina/ZSSR), Three Mile Island (USA), Jaslovských Bohuniciach (Slovensko/ČSSR)?
Ako u každého priemyselného zariadenia, nemožno ani u jadrových elektrární vylúčiť možnosť havárie. Pri jadrových elektrárňach k nim dochádza veľmi zriedka a vďaka veľkému dôrazu na bezpečnosť len veľmi výnimočne. Avšak kvôli možnosti úniku rádioaktivity môžu byť dôsledky takýchto havárií značné. Preto sa bezpečnosti jadrových blokov venuje neustále extrémna pozornosť.
Aj na základe vami spomínaných havárií sa zmenila konštrukcia blokov aj prístup personálu, takže by už k nim teraz nedošlo. Pri týchto haváriách mal do značnej miery vplyv ľudský faktor. To je aj dôvod, prečo sa teraz okrem dôrazu na kvalitu personálu čoraz väčší dôraz kladie na pasívne bezpečnostné prvky.
Ak by sa tieto tri havárie porovnali, čím sú si podobné a akými aspektmi sa od seba odlišujú?
Tieto havárie sa líšia hlavne veľkosťou dopadov havárie. To dokazuje aj ich umiestnenie na stupnici INES, ktorá ukazuje hodnotenie závažnosti jadrovej havárie.
Černobyľská jadrová havária bola tá najhoršia, ktorá môže nastať. Základný problém bol, že bola bez ochrannej obálky – obalu reaktora. Pri deštrukcii sa tak veľká časť zničenej aktívnej zóny a rádioaktívneho materiálu dostala do ovzdušia a došlo k obrovskej kontaminácii okolia a vplyvom na životné prostredie. Na stupnici INES to bol najvyšší stupeň 7.
Reaktor v elektrárni Three Mile Island mal obal reaktora. Do ovzdušia sa tak dostala len veľmi obmedzená časť iba veľmi prchavých rádioaktívnych prvkov. Vplyv na okolie bol veľmi obmedzený a krátkodobý. Avšak deštrukcia daná takmer úplným roztavením aktívnej zóny bola veľmi rozsiahla a dopady v areáli elektrárne a vnútri reaktora boli veľké. Na stupnici INES to bola havária na stupni 5.
V prípade bloku A1 elektrárne Jaslovské Bohunice išlo len o obmedzené tavenie v aktívnej zóne. Roztavených bolo len niekoľko palivových súborov. Vplyvy na okolie elektrárne, vrátane kontaminácie, boli zanedbateľné a zostali tak obmedzené na areál elektrárne. Na stupnici INES išlo tak o nehodu stupňa 4.
Z hľadiska informačného pokrytia: ako rýchlo sa spoločnosť dozvedala o týchto haváriách, teda v tých rokoch, kedy sa stali? Napríklad v USA vznikol film Čínsky syndróm. Prečo čínsky?
O priebehu havárie elektrárne v Three Mile Island, ktorá prebehla v USA, sa spoločnosť dozvedela veľmi rýchlo. To je jeden z rozdielov od havárie elektrárne v Černobyle. Tá bola dlhší čas utajovaná aj pred vlastnou verejnosťou. V zahraničí sa o nej dozvedeli až po detekcii rádioaktivity vo Švédsku.
Pokiaľ ide o film Čínsky syndróm, tak to je zaujímavá zhoda. Film vznikol a začal sa premietať v USA dvanásť dní pred haváriou v Three Mile Island. Pojednáva o havárii jadrovej elektrárne a zmieňuje sa v ňom obava, že roztavená aktívna zóna (korium) pretaví betónové základy elektrárne. Nadnesene sa tak môže pretaviť a dostať až na druhú stranu zemegule, kde je oproti USA Čína. Jav pretavenia betónovej dosky pod reaktorom, ktorý hrozí kontamináciou spodnej vody, sa tak označuje práve ako Čínsky syndróm.
Aké opatrenia sa v černobyľských dňoch konali v ČSSR? Pamätám si, že nám vtedy lokálne hovorili “nevychádzajte von počas dažďa…“
Z dozimetrického a hygienického hľadiska neboli potrebné žiadne radikálnejšie opatrenia. Hlavná pozornosť bola upriamená na to, aby sa zabezpečilo, že sa do potravín nedostanú rádioaktívne látky. Týkalo sa to hlavne mlieka a rádioizotopu jódu 131. Ten sa môže dostať do mlieka, a tým aj potom do tela. Tam sa koncentruje v štítnej žľaze a môže spôsobiť hlavne u detí alebo mládeže v neskoršej dobe rakovinu štítnej žľazy.
Polčas rozpadu tohto rádionuklidu je 8 dní. Je tak potrebné, aby sa na pár týždňov obmedzil prístup dobytka k čerstvej krmovine, ktorá by mohla byť kontaminovaná rádioaktívnym jódom. Je tiež potrebné nepustiť prípadné kontaminované mlieko alebo iné potraviny k zákazníkom. Tieto opatrenia sa tak v Československu v tej dobe urobili. Veľkosť kontaminácie bola u nás v tej dobe, a to je potvrdené aj spätnú analýzou, taká, že neboli potrebné nejaké ďalšie dramatickejšie opatrenia.
Sanačné práce v Jaslovských Bohuniciach vraj majú nejakým spôsobom pokračovať ešte niekoľko rokov… Ako je to myslené? Ak reaktory v Černobyle obsahovali konštrukčnú chybu, ako to, že zvyšné reaktory boli odstavené až po roku 2000?
V Jaslovských Bohuniciach prebieha v súčasnosti nielen vyraďovanie poškodeného bloku A1, ale aj vyraďovanie dvojice doslúžilých reaktorov elektrárne V1. Z bloku A1 bolo už vyvezené všetko palivo, aj poškodené palivové súbory. A tiež prebehla likvidácia častí zariadenia a dekontaminácia rôznych priestorov. Vyraďovanie bloku, ktoré vykonáva firma JAVYS, by malo byť dokončené v roku 2035. Táto časť areálu potom bude slúžiť ako zázemie pre odstavenie jadrovej elektrárne V2 v Jaslovských Bohuniciach a prípadne aj ďalších slovenských jadrových blokov.
Tiež vyraďovanie jadrovej elektrárne V1 v tejto lokalite už značne pokročilo. Odstránené už boli potrebné parné generátory a zdemolované boli aj chladiace veže. Ale v princípe nie je príliš veľký zhon. Elektráreň V2 ešte nejakú dobu pobeží a až po jej odstavení bude možné dokončiť vyradenie celého komplexu. (Podrobnejšie o tom pán Wagner písal na portáli Objective Source E-learning).
Reaktory RBMK fungovali v Černobyle do roku 2000, potom boli odstavené. Ďalšie reaktory tohto typu sú však stále v prevádzke v Leningradskej, Kurskej a Smolenskej jadrovej elektrárni. Vami spomínané konštrukčné nedostatky boli v týchto reaktoroch opravené. Išlo hlavne o konce kontrolných tyčí. Ďalšia prevádzka týchto blokov je tak bezpečná.
Ako to vyzerá s vyhliadkou dostavby reaktorov v ČR?
Ak chce Česko v budúcnosti zabezpečiť produkciu elektrickej energie bez emisií oxidu uhličitého, bude musieť využívať jadrové bloky. Možnosti vodnej energie sú už z veľkej časti využité. Podmienky pre solárne a veterné elektrárne sú veľmi obmedzené a u tých veterných často v ekologicky cenných partiách krajiny. Využitie biomasy pre produkciu energie konkuruje výrobe potravín ekologickým funkciám krajiny. Aby sa tak zaistila náhrada uhoľných blokov a dosluhujúcich jadrových blokov v elektrárni Dukovany, je potrebné začať s výstavbou nových reaktorov čo najskôr. Avšak ide o politické rozhodnutie, takže to závisí na politikoch a vývoj možno veľmi ťažko predikovať. V súčasnej dobe sa zdá, že je vláda rozhodnutá a snaží sa reálne postupovať v smere výstavby prvého nového bloku v Dukovanoch. Ale ďalší reálny vývoj je s otáznikom.
Dokončila vôbec Firma Westinghouse v poslednej dobe nejaké reaktory? Skoro to vyzerá, že nie… Čo je na tom pravdy a prečo teda usiluje o zákazky v ČR? Objasníte trochu situáciu?
Nie je to úplne pravda. Štyri reaktory III. generácie AP1000 firmy Westinghouse boli dokončené v Číne. Dva v elektrárni Chaj–jang a dva v elektrárni San–men. Dva tieto reaktory sú už v pokročilom štádiu výstavby v Spojených štátoch a v najbližších rokoch by mali byť dokončené v elektrárni Vogtle.
Na druhej strane je pravdou, že firma má s výstavbou nových blokov značné problémy a aj z popísaného prehľadu je vidieť, že stavia len malý počet nových reaktorov. Pochopiteľne chce situáciu zmeniť, a aj to je dôvod, prečo sa zaujíma o možnosť výstavby nielen v Českej republike.
Ako je možné, že sa v Černobyle uvoľnilo viac radiácie než pri explózii bomby v Hirošime?
Pri výbuchu jadrové zbrane dochádza k produkcii rádioaktívnych jadier štiepnou jadrovou reakciou len veľmi krátku dobu. Vyprodukuje sa ich tak obmedzené množstvo, a zároveň ide väčšinou o tie krátkodobejšie. U jadrového reaktora je palivo v ňom roky a vo veľkom objeme sa produkujú aj dlhodobé rádionuklidy. Preto je kontaminácia z výbuchu jadrovej zbrane odlišná od kontaminácie pri havárii jadrovej elektrárne.
Ako sme ďaleko s fúznymi reaktormi? Čo je to za technológiu? Tokamaky vraj boli vymyslené v ZSSR. Kedy sa dočkáme toho, že palivom pre reaktory bude morská voda?
Fúzne reaktory sú založené na fúznej reakcii ľahkých prvkov. Ide o podobné javy, ktoré prebiehajú aj na Slnku. Základným problémom je u nich nutnosť udržať horúcu plazmu pri dostatočnej teplote a hustote po dostatočnú dobu. A práve tokamak je magnetickou nádobou, ktorá pomocou magnetického poľa udrží plazmu pohromade. Naozaj je to zariadenie, ktoré bolo vymyslené v bývalom ZSSR.
V súčasnej dobe sa buduje demonštračný fúzny reaktor ITER. Ide o jeden z najväčších medzinárodných vedeckých projektov, ktorý sa stavia vo Francúzsku. Nejde o elektráreň, nebude produkovať elektrinu. Len ukáže to, že tokamak je správnou cestou a vyprodukuje sa zodpovedajúce množstvo energie. Až na základe skúseností s ním by sa mala vybudovať demonštračná elektráreň DEMO.
Tokamak ITER tiež ešte nerieši produkciu paliva. Tým je jednak deutérium, čo je ťažký vodík, ktorý sa dá získať z vami spomínanej morskej vody. Ten sa vo fúznom reaktore zlučuje s tríciom, teda rádioaktívnym ešte ťažším vodíkom. Tritium, sa bude získavať reakciou neutrónov vznikajúcich pri fúznej reakcii s lítiom v obale v stene tokamaku. Pri zariadení ITER sa prvé plazma objaví asi v roku 2025 a fúzne reakcie sa začnú testovať v tridsiatych rokoch. Potom sa ešte len môže začať stavať DEMO. Prvá komerčná fúzna elektráreň sa tak pravdepodobne nedá očakávať pred polovicou tohto storočia.
.JPG)
