Jaderná fyzika a energetika

Článků v rubrice: 347

Zdraví a dlouhá léta (v jaderné energetice)

V současné době se na světě staví více než 70 nových jaderných reaktorů. Přesto se v posledních několika desetiletích nové reaktory stavěly jen sporadicky. Proč? Pro majitele a provozovatele jaderných elektráren je výhodnější provoz stávajících reaktorů optimalizovat, modernizovat je a prodlužovat dobu jejich provozu za původní dobu, kterou stanovil projekt.

Fotogalerie (2)
Jaderná elektrárna Dukovany je už neodmyslitelnou součástí jihomoravské krajiny a starostové z okolí podporují výstavbu pátého bloku (foto: Jan Sucharda)

V mnoha zemích jsme svědky nárůstu zájmu o prodlužování doby provozu jaderných elektráren. Jaderná energetika je v podstatě mladé odvětví – první komerční jaderná elektrárna se spustila právě před 50 lety. Protože při provozu všech jaderných elektráren je vždy na prvním místě bezpečnost, byly i původní odhady odolnosti jednotlivých komponent jaderných zařízení velmi konzervativní – 25 až 30 let. Po několika desetiletích zkušeností, přísných revizí a testů se ukázalo, že zařízení jsou v pořádku, odolná a bezpečná. Vyměnit a nahradit novými, nebo modernizovat, což se již na světě delší dobu praktikuje, lze v podstatě všechna zařízení kromě reaktorové nádoby. Praktikuje se i tzv. žíhání tlakové nádoby, které opraví i nejmenší mikroskopické defekty a prodlouží její technické zdraví a kondici. Zdánlivé ustrnutí ve výstavbě nových reaktorů je tak opravdu jen zdánlivé. Např. Švédsko odstavilo jadernou elektrárnu Barsebäck, ale celkový instalovaný výkon jaderných elektráren ve Švédsku vzrostl – zbývající bloky se totiž zmodernizovaly a jejich výkon se zvýšil.

Růst výkonu jaderných elektráren

V USA se za posledních 15 let díky modernizacím a prodlužování doby provozu zvýšil výkon jaderné energetiky o 19 000 MW. Je to jako kdyby USA postavilo 19 nových temelínských bloků! V celosvětovém měřítku se mezi lety 2006 a 2011 počet provozovaných jaderných reaktorů neměnil, produkce „jaderné“ elektřiny se však zvýšila, jako kdyby se spustilo 30 velkých nových jaderných elektráren. To vše díky optimálnějšímu provozu stávajících bloků. V delší perspektivě, mezi lety 1990 a 2010, vzrostla světová jaderná kapacita – především díky novým přírůstkům i zlepšování stávajících jaderných elektráren – o 57 GW (o 17,75 %) a o 755 miliard kWh (tj. o 40 %) také výroba elektřiny z jaderných zdrojů. Z 36 % k tomu přispěla výstavba nových reaktorů, ze 7 % modernizace a z 57 % vzrůst roční využitelnosti bloků. V letech 2011 a 2012 se kapacita i výroba snížily v důsledku zastavení provozu reaktorů v Japonsku a Německu.

 

Příklady prodlužování provozu jaderných elektráren


USA
Historicky první prodloužení provozu schválil jaderný dozor (NRC) USA v březnu 2000 – pro dva bloky JE Calvert Cliffs šlo o prodloužení na dalších 20 let. Schvalovací procedury, včetně veřejných slyšení a důkladných bezpečnostních prověrek, jsou velmi přísné. V dubnu 2014 prodloužil regulátor NRC licenci 72 provozovaným reaktorům a v prodlužovacím licenčním řízení je dalších 18 bloků. Očekává se dalších 9 žádostí – reaktory v USA jsou totiž většinou ze sedmdesátých let s projektovanou délkou provozu 40 let, která právě nyní dobíhá. Očekává se, že povolení k provozu až na 60 let tedy dostane celá stovka amerických reaktorů. Většina amerických reaktorů je tlakovodních, 56 z nich již nahradilo původní parogenerátory za nové, modernější a trvanlivější. Proces obnovování licence trvá 4 až 6 let a přijde na 16 až 20 milionů dolarů. V průběhu přísných licenčních řízení se ukazuje, že původně navržená délka provozu 40 let vycházela z ekonomických výpočtů amortizace zařízení a návratnosti investice. Technický a bezpečnostní stav zařízení však umožňuje provoz mnohem delší. NRC již nyní zvažuje možnost prodlužovat provozní licenci až na 80 let.

 

Rusko
Ruské reaktory byly většinou licencovány na 30 let. Po roce 2000 Rusko oznámilo plány na prodloužení provozu první generace reaktorů o celkovém instalovaném výkonu 5.7 GW. Stanovilo přitom periodu prodloužení v závislosti na investicích do modernizací a úprav na 15 až 25 let. Reaktory VVER‑440 a některé RBMK získají 15 let, bloky VVER‑1000 25 let. Do konce roku 2011 získalo 15leté prodloužení 17 bloků: Bělojarsk 3, Novovoroněž 3–5, Kursk 1–2, Kola‑1–3, Leningrad‑1–4 a Bilibino 1–4. V roce 2006 Rosatom oznámil, že hodlá modernizovat a prodloužit provoz všem jedenácti provozovaným reaktorům RBMK až na 45 let. První zásadní modernizací prošly elektrárny ihned po havárii v Černobylu a v roce 2011 vyráběly ruské jaderné zdroje 17,5 % elektřiny.

Kanada
Vláda státu Ontario v roce 2005 rozhodla modernizovat všechny 4 nejstarší reaktory v JE Bruce A, každý o výkonu 769 MW. Očekává se prodloužení provozu o 25 let.

Maďarsko
Projektovaná délka provozu reaktorů VVER‑440 v JE Pakš je 30 let. Studie vypracované v letech 2000 a 2005 ukázaly, že je reálné prodloužení na dalších 20 let. V listopadu 2005 parlament záměr odsouhlasil a národní dozor nad jadernou bezpečností (Hungarian Atomic Energy Authority) schválil program pro prodloužení provozu všech čtyř reaktorů. Licenci na dalších 20 let udělil prvnímu z nich v prosinci 2012.

Proč prodloužit provoz Jaderné elektrárny Dukovany

Jaderná elektrárna Dukovany byla uvedena do provozu v roce 1985. Tehdejší ruský projekt jí naplánoval délku provozu na 30 let, provozovatel však již nyní připravuje vše pro prodloužení provozu na další léta. Elektrárna je totiž technicky i personálně ve velmi dobrém stavu a pod stálým přísným a odborným drobnohledem Státního úřadu pro jadernou bezpečnost i pravidelných mezinárodních misí MAAE (Mezinárodní agentura pro atomovou energii) a WANO (Světové sdružení provozovatelů jaderných elektráren). Všechna zařízení elektrárny se trvale obměňují a modernizují podle světových trendů a požadavků. Od uvedení do provozu se na průběžné modernizace celkem vynaložil stejný objem finančních prostředků, jaký se investoval do jejího vybudování. Elektrárna se přitom už několikrát „zaplatila“ a na výrobě elektřiny několikanásobně vynaložené prostředky vrátila.

 

Řízení elektrárny se po celou dobu orientuje na dlouhodobou provozovatelnost všech, a to i těch nejmenších součástek. Výsledkem je aktuální výborný technický stav, který se trvale monitoruje. Provozní výsledky řadí elektrárnu mezi nejlépe provozované elektrárny na světě.

Elektrárna představuje velmi významnou podporu zaměstnanosti a sociálního života obyvatel v širokém okolí elektrárny. Podpora provozu elektrárny širokou veřejností proto dlouhodobě dosahuje 80 %. Provoz elektrárny nemá významný negativní vliv na životní prostředí, vyrobená energie je prakticky bez CO2 stopy, tj. množství těchto emisí se prakticky rovná nule. Skladovací kapacity pro použité palivo i pro uložení středně a nízko radioaktivních odpadů v areálu elektrárny jsou dostatečné i na dalších 30 let provozu.

Je to jako v životě člověka

Pokud nepečujete o své zdraví a devastujete ho, nebudete mít pravděpodobně radostné stáří. Totéž platí i pro jadernou elektrárnu. Pokud se ale ke „zdraví“ chováte zodpovědně, pečujete o ně a nezanedbáváte prevenci, jste po 30 letech v té nejlepší kondici. A to je i aktuální případ Jaderné elektrárny Dukovany.

 

Jak se Dukovany připravují
Aby mohla být elektrárna provozována i po roce 2015 v době, kdy končí projektovaná doba provozu jejího prvního bloku, byl schválen projekt Program LTO (Long Term Operation). Projekt vytvoří předpoklady pro bezpečný a spolehlivý chod elektrárny minimálně do roku 2025 a současně připraví podmínky pro prodloužení provozu až na 60 let. Jeho součástí je i projekt „Obnova personálu“; ten se zaměřuje nejen na udržení kvalifikovaných odborníků, ale i na jejich postupnou náhradu a přenos praxí získaných provozních zkušeností. Personál, který většinou stál už při spouštění elektrárny, bude totiž postupně odcházet do důchodu. V současné době pracuje v Jaderné elektrárně Dukovany 710 vlastních zaměstnanců, působí zde však – zejména v dobách odstávek – i další pracovníci zejména z dodavatelských firem. Celkem se v areálu elektrárny pohybuje 2 až 3 tisíce pracovníků. Kdyby se tedy (hypoteticky) elektrárna zavřela, neodejde jenom 710 vlastních zaměstnanců, ale v dané chvíli až 2 500 pracovníků. A o práci by přišli i další lidé v navazujících službách.

MAAE pomáhá provozovatelům

V reakci na žádosti členských států MAAE spustila program „Inženýrská a manažerská podpora pro konkurenční jadernou energetiku". Program se zabývá řízením životního cyklu jaderných elektráren s cílem zvýšit schopnost zúčastněných členských států udržovat konkurenceschopnost jaderné energetiky. Jeho hlavními částmi jsou:

 

 

  • identifikace komponent klíčových pro bezpečný provoz,

  • zjištění mechanizmů, které způsobují stárnutí,

  • posouzení důsledků alternativního provozu a údržbové praxe,

  • finanční optimalizace plánů řízeného stárnutí.


K tématu prodlužování provozu jaderných elektráren vydává MAAE dokumenty a studie a pro své členské státy pořádá semináře.

 

 

Zdroje

World Nuclear Association:
http://www.world‑nuclear.org

 

IAEA:
http://www‑pub.iaea.org/MTCD/publications/PDF/Pub1340_web.pdf
http://www.iaea.org/NuclearPower/PLIM‑LTO

Marie Dufková
Poslat odkaz na článek

Opište prosím text z obrázku

Nejnovější články

Centrální solenoid ITER

Který magnet tokamaku je nejdůležitější? Bez magnetů toroidálního pole vám plazma uteče na stěny komory, bez magnetů pole poloidálního nedosáhnete potřebného tvaru plazmového provazce, bez magnetů centrálního solenoidu nebude žádné plazma…Stop!

Dolivo - Dobrovolskij a počátky přenosu elektrické energie

Před sto lety zemřel dnes již málo známý ruský fyzik, elektrotechnik a vynálezce M. O. Dolivo-Dobrovolskij. Jako jeden z prvních fyziků a techniků teoreticky i prakticky odhalil možnosti využití trojfázového střídavého proudu.

Výletů do vesmíru se nebojíme, ale auto si raději budeme řídit sami

Mladí by chtěli profitovat z vědeckého pokroku okamžitě, starší generace se dívá spíše na jeho pozitivní vliv do budoucna, vyplývá z průzkumu 3M o postojích veřejnosti k vědě (State of Science Index).

Výroba vakuové nádoby ITER

Práce na staveništi tokamaku ITER pokročily a množí se zprávy o dokončených komponentách vlastního reaktoru tokamaku ITER, o jejich transportu z výrobních závodů na staveniště a jejich instalaci.

Proti znečistění ovzduší se dá bojovat i jednoduchým nástrojem za dolar

Jednoduché nové zařízení, které přijde na méně než 1 USD, by mohlo pomoci celosvětovému úsilí o snížení škodlivého znečištění ovzduší emisemi amoniaku. A zároveň zlepšit produkci potravin! Malý plastový nástroj navrhli brazilští vědci ve spolupráci s ...

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