Novákoviny

Exploze v japonských jaderných elektrárnách a následná evakuace až dvou set tisíc lidí chtě nechtě vyvolává asociace s Černobylem. Jsou obavy z radioaktivního mraku putujícího nad kontinenty oprávněné? Události v Japonsku se stále dramaticky vyvíjejí, navíc společnost, která elektrárny vlastní, to s objektivním informováním moc nepřehání - a totéž se dá říci i o mediálních prohlášeních odborníků spojených s energetickými kolosy. Některá fakta jsou ale daná.

K objektivní odpovědi je možná jen jediná cesta: podívat se, co se vlastně v havarovaných japonských elektrárnách stalo a jak se liší navzájem mezi sebou,  i od těch, které jsou v provozu.

 

Na konci životnosti

 

Jadernou elektrárnu Fukušima 1 známou také jako Daiči začala společnost TEPCO stavět už roku 1966, provoz začal o 5 let později, patří tedy k z nejstarším na světě. V souvislosti se současnou situací není bez zajímavosti, že první z jejích reaktorů měl ukončit činnost začátkem letošního roku. V únoru ale japonské úřady povolily prodloužení provozu na dalších 10 let. Byl to právě ten reaktor u něhož došlo k první explozi...

V současnosti má Daiči 6 reaktorů s celkovým výkonem 4,7 gigawattu, což ji řadí do skupiny pětadvaceti největších jaderných elektráren na světě.

 

 

obr: Lehkovodní varný reaktor pouze s primárním okruhem. Ve Fukušimě se voda nechladí ve věži ale pro výměník chlazení se odebírá z moře

 

 

 

Všechny stávající reaktory navrhla společnost General Electric. V pěti se používá nízko obohacený uran, jen reaktor číslo 3 od září loňského roku jede na palivo známé pod odznačením MOX (mixed-oxide - směs kysličníků). Jde o směs izotopů plutonia a uranu, která se získává z již vyhořelých článků, takže je levnější. V případě exploze reaktoru ale oproti uranu představují vyšší riziko, protože plutonium je vysoce jedovaté. Reaktor číslo 3 je právě ten, jehož budova explodovala v pondělí.

 

Všechny reaktory v Daiči patří k typu, který se označuje jako lekovodní, varný a mají pouze primární okruh. Znamená to, že teplo uvolňované jaderným rozpadem v palivových článcích mění vodu v páru a ta přímo roztáčí turbinu generátoru. Voda a pára tohoto okruhu jsou radioaktivní.

Některé jiné elektrárny mají i takzvaný sekundární okruh. U nich pára primárního okruhu proudí do výměníku (parogenerátoru), kde své teplo odevzdá vodě sekundárního okruhu. Teprve ta pohání generátor vyrábějící elektřinu. Voda a pára druhého okruhu už radioaktivní není. I proto je toto řešení bezpečnější - ale také složitější a dražší.

 

Špinavá jaderná bomba

Laická veřejnost se jaderných elektráren obvykle bojí proto, že je spojuje s jadernými zbraněmi. K jaderné explozi v pravém slova smyslu v nich nemůže dojít. Izotopy uranu nebo plutonia k explozivnímu štěpení není jednoduché ani v bombě - a prostorové uspořádání reaktoru to přímo vylučuje.

Pokud se ovšem štěpná reakce vymkne kontrole, může uvolněné teplo poškodit konstrukci reaktoru. Pak explodují jiné látky a vymrští do ovzduší i radioaktivní materiál z palivových tyčí. Reaktor se tak stává tím, čemu se říká špinavá jaderná bomba.

 

 

obr: Schéma uspořádání jednoho z fukušimských reaktorů

 

Aby k tomu nedošlo, jsou reaktory vybavené řadou bezpečnostních mechanismů. K těm nejdůležitějším patří havarijní tyče z materiálu pohlcujícího neutrony. Ty se v případě problémů automaticky zasouvají do aktivní zóny a ukončí štěpnou reakci.

Propagátoři jaderné energetiky často tvrdí, že tím jsou všechna rizika ošetřená. Není to ale pravda: ke všem velkým nehodám došlo buď proto, že se havarijní tyče nepodařilo spustit, nebo dokonce v důsledku jevů, k nimž došlo až po jejich spuštění.

 

 

 

S vlnou nikdo nepočítal

V okamžiku zemětřesení ve Fukušimě I pracovaly jen reaktory 1, 2 a 3, ostatní byly mimo provoz kvůli běžným prohlídkám. Mimořádně silný otřes zřejmě přečkaly bez větších škod, navíc se v té chvíli automaticky spustily havarijní tyče. Generátory přestaly vyrábět elektřinu, takže elektrárna měla přejít na zásobování z vnějších zdrojů. Žádné ale nebyly - zemětřesení rozrušilo energetickou síť. Pořád ještě ale nebylo nic ztraceno: naskočily nouzové dieselagregáty. Vzápětí ale k pobřeží dorazila vlna tsunami a zaplavila budovu, kde jsou umístěné.

Pak už to šlo ráz na ráz. Reaktor uvolňuje teplo i po spuštění havarijních tyčí - a chlazení páry mořskou vodou selhávalo.

 

obr: Hořící Fukušima I 

 

Pracovníci elektrárny se sice snažili zapojit další zdroje elektřiny, poškozené rozvody jim to ale ztěžovaly. Teplota i tlak uvnitř reaktoru rostly. Voda se patrně dostala do kontaktu s rozžhavenými palivovými tyčemi a rozkládala se přitom na vodík a kyslík. Když pracovníci elektrárny upouštěli páru z obálky reaktoru, aby snížili tlak a tím i riziko jeho poškození, vodík explodoval. Totéž pak postihlo i reaktory 2 a 3.

 

Do podobných problémů se dostala i elektrárna Fukušima II známá jako Dani. Zde chladící systémy selhaly u tří ze čtyř reaktorů a úřady zahájily evakuaci obyvatel z okolí. Také v tomto případě jde o varné lehkovodní reaktory pouze s jedním okruhem. Japonské problémy zatím odborníci hodnotí stupněm 4, což je stejné jako nehoda v Jaslovských Bohunicích, k níž došlo roku 1977 v tehdejším Československu.

 

 

Srovnání s Černobylem a Three Mile Island

 

Černobylská jaderná katastrofa se od současných událostí v Japonsku ve všech ohledech liší. Zatímco jaderné reaktory ve Fukušimě používají k moderování (zpomalování neutronů pro štěpnou reakci) vodu, na Ukrajině to byl grafit. Ten sám o sobě představuje rizikový prvek, protože dobře hoří. Černobylský reaktor byl typu, kterému se říká RBMK (kanálový reaktor vysokého výkonu). Původně měly být stavěny bez kontejnmentu (ochranné obálky), po americké havárii na Three Mile Island se začalo v projektech počítat alespoň s částečnou ochranou před únikem radioaktivity při menších haváriích. To k čemu došlo 26. dubna 1986 ale nikdo nečekal.

Reaktor byl toho dne v režimu odstavování a jeho operátoři se rozhodli prosvést experiment, nad kterým zůstává rozum stát. Odpojili jej od zdroje proudu, aby zjistili, jestli jej půjde napájet jen z turbíny dobíhající setrvačností. Nakupením celé řady dalších chyb se reaktor dostal do nestabilního stavu. Havarijní tyče se už nepodařilo zasunout, protože žár poškodil jejich vedení. To co následovalo, je všeobecně známé: odborníci závažnost ohodnotili stupněm 7 na sedmibodové stupnici.

 

 

obr: Černobylský reaktor po explozi 

Současnému japonskému scénáři se víc podobá nehoda v americké jaderné elektrárně Three Mile Island v březnu 1979. Šlo o tlakovodní reaktor s primárním i sekundárním okruhem, což je stejné řešení jako v Temelíně.

 

Prvotní příčinou bylo porucha čerpadla chladícího okruhu. Kontrolní tyče se automaticky spustily, následně se ale zablokoval pojistný ventil chladícího potrubí v otevřené poloze. Nezkušená obsluha se pak dopustila řady chyb, mimo jiné omylem odpojila i záložní chladící systém. Reaktor se začal tavit a do okolí ve velkém unikaly radioaktivní látky. Závažnost byla ohodnocena stupněm 5, ve skutečnosti se ale radiační zamoření nepodařilo přesně stanovit, protože některé záznamy se "záhadně" ztratily."

Nehody ukazují, že zastavit běžící reaktor za určitých okolností nemusí být tak snadné. Kritickým místek jaderných elektráren zjevně je chlazení - a obsluha.

 

obr: Pravděpodobný postup radioaktivního mraku z Fukušimy

 

Japonské zemětřesení je výjimečný případ, ale i ten zřejmě ukáže, že za dodržování přísných bezpečnostních opatření je havárie černobylského typu málo pravděpodobná. Současně ale vrhá nové světlo na ekonomiku provozu: Japonsko bude muset odepsat řadu reaktorů a současně do budoucna přijmout mnoho drahých opatření. Ty se budou týkat i dalších zemí. A odpor veřejnosti proti jaderné energetice pochopitelně vzroste také.

 

 

Jan A. Novák

 

Psáno pro Hospodářské noviny

 

 

přílohové texty

Mezinárodní stupnice jaderných událostí

O - Odchylka bez vlivu na bezpečnost

1 - Odchylka

2- Porucha

3 - Vážná porucha

4 - Havárie v jaderném zařízení

5 - Havárie s účinkem ne okolí

6 - Závažná havárie

7 - Velká havárie

 

You have no rights to post comments