Jaderná fyzika a energetika

Článků v rubrice: 339

Jaderné reaktory na Severní mořské cestě

Z plavidel poháněných jaderným reaktorem se v minulosti osvědčily jen vojenské lodě a ponorky, z civilní sféry snad jen ledoborce. Proč jaderný reaktor našel na palubách civilních lodí uplatnění právě jen na chladném severu? Jak vypadá ruská flotila jaderných ledoborců?

Fotogalerie (13)
Uvítání ledoborce Sibir pracovníky výzkumné stanice SP-27, které z toho místa evakuoval (zdroj: Wikipedia.org)

Severní mořská cesta

Námořní trasa podél celého severního a východního pobřeží Ruska je známa už od 16. století, kdy se hledala cesta do Číny, s níž evropské země stále více obchodovaly. Navíc byla do té doby nejvýhodnější cesta okolo Afriky obsazena Portugalci, což zbytek evropských zemí donutilo hledat jinou trasu. Průzkum ale brzdily arktické ledy a mnoha obchodním lodím jejich osud zpečetily navždy. Část této trasy je navíc během poloviny roku neprůjezdná a i v létě vyžaduje údržbu pomocí ledoborců.

V souvislosti s politickým napětím v afrických zemích a na Blízkém Východě její význam dnes roste. Výhodou severní trasy je její kratší délka a odpadající poplatky za průjezd Suezským průplavem i zde běžné časové prodlevy. Srovnáme-li délku cesty mezi Hamburkem a Tokijem, získáme tato čísla: Severomořskou cestou přes Behringovu úžinu – 12 456 km, nejkratší cestou Suezským průplavem – 19 932 km, Atlantikem přes Panamský průplav – 22 356 km a Kapskou cestou přes Indický oceán – 26 176 km.

S rozvojem Severní mořské cesty v současné době souvisí hledání nových nalezišť ropy a nerostných surovin. Přepravě těchto surovin z bohatých nalezišť ale brání silné vrstvy sněhu a ledu. Dalším problémem je řídké osídlení i otázka zásobování těžařských stanic energiemi a potravinami, popř. i problematická dostupnost lékařské péče.

Většinu těchto potíží mohou částečně pomoci vyřešit jaderné ledoborce, které mají oproti klasickým ledoborcům mnoho výhod. Používají například palivo s vysokou hustotou energie, což jim umožňuje vydržet na vodě mnoho měsíců. Díky malému objemu reaktoru a paliva mají více prostoru pro zásoby a materiál. Není neobvyklé, aby se jaderný ledoborec vrátil do přístavu pro zásoby až téměř za rok. Časté doplňování paliva v arktických přístavech je pro ledoborce s klasickými motory velkou nevýhodou. Díky velkému výkonu jaderného reaktoru lze navíc lámat výrazně silnější led, některá jaderná plavidla zvládají až 2,9 m silnou ledovou pokrývku.

Jaderné ledoborce

Prvním jaderným ledoborcem v historii byl Lenin, který zahájil svůj provoz v roce 1959. Stal se tak prvním civilním jaderným plavidlem na světě. V plavbě pokračoval až do roku 1989. Díky svým schopnostem stál u zrodu nového odvětví lodního stavitelství. Mezi lety 1975 až 2006 vzniklo dalších osm ledoborců a jeden námořní nákladní člun Sevmorput. O pohon těchto plavidel se starají jaderné reaktory společnosti OKBM Afrikantov, která vyvinula celkem pět typů: OK-150, OK-900, OK-900A, KLT-40 a KLT-40M. Brzy jistě přibude i RITM-200.

Ledoborec Lenin

Jaderný ledoborec Lenin byl 134 metrů dlouhá a 27,6 metrů široká loď o výtlaku 16 000 tun. Posádku tvořilo 240 mužů a pohon obstarávaly tři jaderné reaktory OK-150, každý s tepelným výkonem 90 MWt. Zajímavé je, že nikdy neběžely všechny tři najednou. Při tvorbě projektu nového plavidla přišli konstruktéři na to, že k pohonu by plně stačily pouze dva reaktory OK-150, ale kdyby přidali jeden navíc, nijak by se požadavky na stínění reaktorů a rozměry reaktorového oddílu nezměnily. Jediné, v čem by byla přítomnost třetího reaktoru vidět, by tak byla hmotnost. Proto se konstruktéři rozhodli umístit na palubu tři reaktory a prodloužit tak pobyt plavidla na vodě a dobu mezi výměnami paliva.

S jaderným ledoborcem Lenin jsou spojeny dvě události většího významu. První je z roku 1965, kdy při údržbě a výměně paliva došlo k zdeformování některých palivových tyčí. Pozdější vyšetřování ukázalo, že šlo o chybu obsluhy, která vypustila chladicí vodu před tím, než vytáhla všechny palivové kazety. Týkalo se to druhého reaktoru, v němž se vzpříčilo asi 60 % palivových kazet. Rozhodlo se proto z reaktoru palivové tyče vyjmout; ty se poté umístily do speciálního kontejneru, který je dva roky skladoval. Nakonec se kontejner „uložil“ na dno zátoky poblíž Nové Země.

K druhé události došlo v roce 1967, kdy ve smyčce primárního okruhu vznikla trhlina. Aby mohli pracovníci místo úniku najít, museli se probít palicemi přes stínění reaktorů. Přitom reaktor a jeho součásti nevratně poškodili. V té době byl téměř dokončen vývoj nového námořního reaktoru OK-900, a proto se rozhodlo, že původní reaktory se vyjmou a tento nový typ je nahradí. Reaktor a další zařízení včetně parogenerátorů se z trupu vyřezaly a shodily do vody, opět u břehů Nové Země. Celkem šlo o 3 500 tun materiálu.

Do roku 1970 pak probíhala montáž a testy nových reaktorů. Na palubě už byly jen dva, každý o tepelném výkonu 159 MWt. Od tohoto okamžiku ledoborec Lenin sloužil bez problémů až do roku 1989, kdy byl z provozu vyřazen a natrvalo zakotven v Murmansku. Zde od roku 2005 slouží jako muzeum. Během provozu doprovázel ledovými poli Arktického oceánu celkem 3 700 plavidel.

Arktika (třída Arktika)

Jaderný ledoborec Arktika byl prvním ledoborcem stejnojmenné třídy se sesterskými loděmi Sibir, Rossija, Sovetskij Sojuz, Jamal a 50 Let Pobedy. Jeho stavba začala v roce 1971 v petrohradských loděnicích a skončila úspěšnými testy v roce 1975. Byl vybaven dvěma modernizovanými reaktory OK-900A s výkonem 171 MWt, které poskytovaly lodnímu šroubu 54 MW výkonu. Jedná se o 147,9 m dlouhé a 29,9 m široké plavidlo s výtlakem 23 460 tun.

Toto plavidlo dokázalo vytvořit několik rekordů a překvapit svou spolehlivostí a výdrží. V roce 1977 dosáhla Arktika jako první hladinová loď severního pólu a v roce 2000 strávila na moři bez přistání přesně rok. V devadesátých letech minulého století byla Arktika na několik let odstavena a prošla rozsáhlou údržbou a modernizací. Nakonec odpracovala celkem 175 000 hodin, přičemž reaktor byl původně projektován na 100 000 provozních hodin. Během svého působení urazila přes milion námořních mil (tj. přes 1,8 milionu km) a v provozu byla celkem 25 let. Po vyřazení z provozu v roce 2008 opět posloužila vědcům pro zkoumání dalšího prodlužování životnosti jaderných ledoborců. Její další osud je nejasný a rozhoduje se mezi sešrotováním a zřízením muzea, podobně jako v případě ledoborce Lenin.

Ledoborec Arktika zažil jak slavné období jaderných ledoborců, kdy slavil úspěch při prvním dosažení pólu, tak jako období úpadku zájmu o tuto oblast, k němuž došlo v devadesátých letech. Během jeho provozu došlo jen k jedné výjimečné události, a to v roce 2007 kdy požár poškodil několik kabin posádky. Toto neštěstí se obešlo bez ztrát na životech a bez radiačního ohrožení.

Sibir (třída Arktika)

Ani život tohoto ledoborce nepostrádal zajímavé momenty, a to jak v kladném, tak záporném slova smyslu. Do provozu šel v roce 1977 a hned rok poté vykonal významnou plavbu, kdy doprovázel nákladní loď Kapitan Myševskij po celé trase Severní mořské cesty. V roce 1987 dobyl severní pól. To ale nebylo jeho cílem – smyslem bylo vzít na palubu personál z výzkumné stanice SP-27, která na své kře začala driftovat k severu a musela být evakuována. Umožnil pak umístění nové výzkumné stanice SP-29.

Mezi neradostné události patřilo poškození parogenerátoru, které se ukázalo jako neopravitelné. Od roku 1992 byl tedy ledoborec Sibir zakotven a čekal na svůj další osud. V roce 2012 se objevily zprávy o tom, že by ledoborce Arktika, Sibir a Rossija měly být sešrotovány. Boj o zachránění Arktiky a zřízení muzea na její palubě trvá dodnes.

Rossija (třída Arktika)

Osud tohoto ledoborce nebyl od svého spuštění na vodu v roce 1985 příliš zajímavý. Jednou ze dvou výjimečných událostí byla v roce 1990 doprava prvních turistů na severní pól. Od této doby v létě podobné cesty zajišťovaly ledoborce Sovetskij Soyuz, Jamal a 50 Let Pobedy. V roce 1994 ledoborec Rossija pomáhal konvoji lodí uvězněnému v ledu.

A na závěr ještě jednu technickou zajímavost: trupy ledoborců třídy Arktika jsou dvojité. Vnější je tlustý 2,5 cm a v části, která láme led, je zesílený na dvojnásobek. Mezi stěny trupů je možné napustit přítěž vody, která v některých situacích usnadňuje lámání ledu. Díky tomu dokáží ledoborce třídy Arktika lámat až 2,8 m silný led!

Aktuální informace o jaderných ledoborcích (a jiných jaderných oborech) najdete na webu Atominfo.cz.

3pól o tématu psal v: http://www.3pol.cz/cz/rubriky/jaderna-energetika/502-treti-generace-jadernych-ledoborcu

Článek převzat se svolením www.atominfo.cz.

Vladislav Větrovec
Poslat odkaz na článek

Opište prosím text z obrázku

Nejnovější články

Už zase našli Atlantidu!

Před 2 400 lety popsal filozof Plato mocný stát disponující nevídanou technologií, neslýchaným množstvím vozů, slonů a býků a nepředstavitelným bohatstvím. Nazval ji Atlantida a nechal ji v přírodní katastrofě zmizet v moři.

Naše první slova

Původ řeči je jednou z největších záhad lidstva. „Na začátku bylo slovo...“ praví Bible. Ale jaké? Minimálně od biblických časů jsme se snažili rozluštit původ lidské řeči. Je to konec konců jedna z charakteristik, která nás odlišuje od jiných živočichů.

Černá smrt gumy a jak jí čelit

Guma je jedním z neopěvovaných velkých hrdinů průmyslové revoluce. Kromě jejích obvyklých aplikací, jako jsou pneumatiky, kondomy, elastické spodní prádlo, apod., představuje základní složku asi ve 40 000 výrobcích, včetně absorbérů nárazu, hadic, lékařských nástrojů, těsnění, atd.

Z historie i současnosti vynálezů a jejich ochrany

Vynálezy a objevy často přicházejí na svět klikatými cestičkami. Jednou to vypadá, jako by se na ně čekalo tak netrpělivě, že se zrodí hned v několika hlavách v různých koutech světa, jindy je náhodou nebo omylem objeveno něco, s čím si nikdo neví rady.

Jak vyčíslit ekonomické přínosy jádra? A co na to evropský jaderný průmysl?

Společnost Deloitte vypracovala pro Euratom studii o přínosech jaderné energetiky v roce 2019 a 2050. V současné době je v provozu ve 14 zemích EU 126 komerčních reaktorů o výkonu 118 GWe. Do roku 2050 by měl jejich výkon stoupnout na 150 GWe, budou se ale muset snížit investiční náklady.

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