Jaderná fyzika a energetika

Článků v rubrice: 381

Náměty do globální diskuse o energetice

World Nuclear Association ve své informační knihovně shromáždila fakta a argumenty, které bychom měli mít na zřeteli, diskutujeme-li o energetické budoucnosti. Změna klimatu není zdaleka jediným hlediskem.

Fotogalerie (1)
Jaderná elektrárna Dukovany (foto Sucharda, zdroj www.svetenergie.cz)

Změna klimatu

Výroba elektřiny a tepla je největším zdrojem antropogenních emisí CO2. Je to ale zároveň sektor průmyslu, který lze nejsnáze dekarbonizovat. V roce 2015 se 66 % elektřiny ve světě vyrábělo spalováním fosilních paliv. O deset let dříve to bylo 66,5 %. Aby bylo možné udržet vzrůst globální teploty pod 2 °C, muselo by se do roku 2050 minimálně 80 % světové elektřiny vyrábět z nízkouhlíkových zdrojů. To vyžaduje růst podílu všech dostupných čistých energetických technologií. Nejnižší emise CO2 ze všech zdrojů používaných k výrobě elektřiny mají jaderná energie a větrné elektrárny na pevnině. Jaderná energie je osvědčený a dostupný energetický zdroj, který se může rychle rozvíjet a stát se samozřejmou součástí řešení problémů souvisejících se změnami klimatu.

Ekonomika

Téměř všechny jaderné reaktory, které jsou dnes v provozu, byly vybudovány ve státem kontrolovaných tržních podmínkách. Výstavba nových jaderných reaktorů, které představují vysoce investičně náročné dlouhodobé projekty, se neobejde bez politické podpory. Podobně, jako je tomu u různých forem obnovitelných zdrojů energie, jedná se většinou o počáteční kapitálové výdaje. Jaderné elektrárny mohou být provozovány dlouhá desetiletí. V USA se uvažuje o provozní životnosti až 80 let. Během celé této doby jsou provozní náklady všeobecně velmi nízké. Z hlediska celkové životnosti projektů patří jaderné elektrárny mezi nejlacinější formy výroby nízkouhlíkové elektřiny.

Bezpečnost

Všechny rozsáhlé světové studie dospěly k závěru, že jaderná energie je výjimečně bezpečný způsob výroby elektřiny v průmyslovém měřítku. Jaderná energie má zdaleka nejnižší počet úmrtí na kilowatthodinu vyrobené elektřiny ze všech hlavních zdrojů energie: například stokrát méně než u vodní energie a zkapalněného zemního plynu. Závažné jaderné havárie jsou velmi vzácné a nejsou obzvláště nebezpečné. Černobylská jaderná havárie na Ukrajině v dubnu 1986 je jedinou jadernou havárií, která zaznamenala měřitelné zdravotní účinky: smrtelných případů bylo 31 a u radiačně zasažených dětí se později vyskytlo na 4 000 (vesměs dobře léčitelných) případů rakoviny štítné žlázy. Havárie jaderné elektrárny Fukušima v březnu 2011 nezpůsobila žádné bezprostřední zdravotní účinky a podle United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation (UNSCEAR) není pravděpodobné, že by vznikly nějaké v budoucnosti.

Odpady

Všechny formy výroby elektřiny produkují určité množství odpadů. Jaderná energetika je jediné průmyslové odvětví energetiky, které je vysoce odpovědné za hospodaření se všemi svými odpady a mohlo by jít jiným druhům energetiky za příklad. Po celou dobu trvání existence jaderné energetiky (60 let) nedošlo během manipulace s jadernými civilními odpady k většímu úniku radioaktivních látek do životního prostředí. Na rozdíl od některých jiných toxických odpadů, například těžkých kovů, které jsou nebezpečné trvale, hlavní nebezpečí jaderných odpadů spočívá v radioaktivitě, která se postupně přirozeným procesem snižuje. Podle úrovně radioaktivity se jaderné odpady člení na nízko aktivní, středně aktivní a vysoce aktivní. Dnes jsou v provozu konečná úložiště nízko a středně aktivních odpadů. Většinu vysoce aktivních odpadů (jejichž podíl na celkovém množství radioaktivních odpadů činí cca 1 %) tvoří použité palivo. Množství reaktorového paliva, které vyžaduje uložení, je relativně malé. Například celkové množství použitého paliva, které vyprodukovaly americké jaderné elektrárny (103 reaktorů) za posledních 40 let, by zakrylo jediné fotbalové hřiště do výšky asi 7 metrů. Mezinárodní vědecké instituce se shodujjí, že by se vysoce aktivní odpady měly uložit hluboko do geologických úložišť. První takové úložiště se má otevřít ve Finsku.

Nešíření jaderných zbraní

Jaderné záruky (safeguards) jsou efektivní a jaderný energetický průmysl riziko šíření jaderných zbraní nezvyšuje. Severní Korea vyvíjí jaderné zbraně, ale nikdy nevyráběla elektřinu z jaderných elektráren. Více než 30 zemí na světě má energetické reaktory, ale pouze 8 z nich má jaderné zbraně. Ve většině těchto zemí se nejdříve vyvíjely vojenské jaderné programy. Jaderné záruky MAAE jsou efektivním opatřením k zamezení zneužití jaderných provozů. Jaderné elektrárny mohou pomoci při odstraňování vojenských jaderných hlavic. V rámci již ukončeného programu „Megawatty za megatuny“, který probíhal mezi lety 1999 a 2013, byly ruské a americké zásoby jaderných materiálů pro 20 000 atomových bomb přeměněny na jaderné palivo, které se rovnalo globální potřebě uranu ve výši až 19 %.

Vliv na životní prostředí

Jaderné elektrárny mají malou ekologickou stopu a udržují čistý vzduch. Vyžadují jen malé množství paliva ve srovnání se zemním plynem nebo uhlím a zabírají jen malý prostor, ve srovnání s větrnými a slunečními farmami. Vláda Spojeného království odhaduje, že budovaná jaderná elektrárna Hinkley Point C, která bude produkovat 7 % elektřiny pro tuto zemi (dnes je to 24,5 TWh/rok) po dobu 60 let, vyžaduje plochu méně než 2 km2. Naproti tomu větrná farma London Arrey offshore farm se 175 větrnými turbínami, vyrobila v roce 2015 pouhých 2,5 TWh a vyžaduje plochu přes 100 km2. Na jednotku plochy bude JE Hinkley Point C vyrábět 500× více elektřiny, než tato největší větrná farma na světě. Tím, že zamezuje emisím škodlivých látek z jiných zdrojů, jaderná energie až do této doby zamezila 2 milionům úmrtí v důsledku znečištění ovzduší. Je pravděpodobné, že by se do roku 2050 toto číslo zvýšilo o dalších 7 milionů.

Záření

Záření se běžně vyskytuje v přírodě. Umělé záření (man-made radiation) se od přírodní radiace v podstatě neliší. Zatímco vysoké dávky záření jsou nebezpečné, neexistují důkazy o škodlivých účincích na zdraví u nízkých dávek. Záření může být prospěšně využito např. při stanovení diagnóz v lékařství, pomáhá a zdokonaluje různé průmyslové a zemědělské provozy a pomáhá získat více znalostí o přírodě i kosmu. Jaderné elektrárny emitují velmi nepatrné úrovně záření. Jaderný průmysl je zodpovědný za méně než 0,1 % záření, kterému je většina lidstva každodenně vystavena. Ve vyspělých zemích, z nichž většina vyrábí elektřinu z jaderných elektráren, pochází 75 % průměrné radiační dávky na obyvatelstvo z lékařských aplikací - expozic rentgenovým paprskům, diagnostickému zobrazování a léčení rakoviny.

Diverzifikace dodávek elektřiny

Veškeré formy nízkouhlíkové výroby elektřiny budou muset výrazně růst, má-li svět mít pod kontrolou emise skleníkových plynů, které souvisejí s lidskou činností. Zejména obnovitelné zdroje energie, hlavně sluneční a větrná energie, budou hrát velkou úlohu. Nestanou se ale celkovým řešením. Klíčovými faktory pro energetické politiky států se stane energetická hustota a problém přerušované dodávky energie.

Energetická hustota: Slunce a vítr jsou rozptýlenými zdroji energie. Zásobování stále rostoucích měst jen obnovitelnými zdroji energie by vyžadovalo mnohosetkrát více prostoru, než by to bylo v případě fosilních paliv nebo jaderné energie.

Přetržitá výroba: Slunce a vítr jsou nestabilní zdroje energie, které vyžadují záložní zdroje. Výpočet dodatečných nákladů na integraci obnovitelných zdrojů elektřiny do energetického systému je složité. Integrace malého podílu obnovitelné energie sice sníží náklady, ale bude to na úkor nelineárního růstu nákladů, jestliže tento podíl poroste a bude třeba podstatně zvýšit záložní výkony nebo zavést skladování elektřiny.

V současné době je jediným nízkouhlíkovým zdrojem schopným pracovat nepřetržitým způsobem a vyrábět energii ve velkém měřítku pouze jaderná energie.

Zdroj: World Nuclear Association – The nuclear debate – updated April 2018

https ://www.world-nuclear.org/information-library/current-and -future-generation/the- nuclear-debate.aspx

 

Václav Vaněk
Poslat odkaz na článek

Opište prosím text z obrázku

Nejnovější články

Praha počítá se vznikem vodních ploch a výsadbou stromů

Praha nepodceňuje přípravu na extrémní sucho, které v následujících měsících předpovídají meteorologové. Rada města počítá s rozsáhlými revitalizačními projekty. V ulicích tak bude zeleň zavlažována průsakovou vodou z kolektorů (psali jsme v článku https://www.

Termojaderná fúze na rozcestí

Kdy už je termojaderné zařízení ziskové? To nám prozradí Lawsonovo kritérium: součin hustoty plazmatu a doby jeho udržení (stability) musí být dost velký, zhruba 1020 s.m-3. Pro spojitou činnost udržujeme plazma v omezeném prostoru silným magnetickým ...

Existuje hypotetická částice X 17?

Fyzika nás učí, že existují 4 základní interakce, tedy přírodní síly, které vše ovládají a vysvětlují konstrukci světa dle současného stavu poznání - gravitace, elektromagnetická síla, slabá a silná interakce. Zdá se, že vědci jsou na stopě páté fundamentální přírodní síly.

Proč komáři koušou zrovna vás

Někteří lidé mohou sedět venku celé léto a komáři na ně takzvaně „nejdou“. Jiní se objeví za letního večera venku a okamžitě si musejí škrábat komáří kousance, přestože se koupali v repelentu. Co s tím? Důvodem je většinou neviditelná chemická clona ve vzduchu kolem nás.

Náměty do globální diskuse o energetice

World Nuclear Association ve své informační knihovně shromáždila fakta a argumenty, které bychom měli mít na zřeteli, diskutujeme-li o energetické budoucnosti. Změna klimatu není zdaleka jediným hlediskem.

Nejnovější video

Bez jaderné energie se ve vesmíru daleko nedostaneme

Krátké výstižné video z dílny Mezinárodní agentury pro atomovou energii ve Vídni ukazuje využití jaderné energie a jaderných technologií při výzkumu vesmíru. Ne každý ví, že jádro pohání vesmírné sondy už po desetiletí. Zopakujme si to. (Film je v angličtině.)

close
detail