Přečtěte si: Konference Smart city v praxi III: česko-slovenské zkušenosti, smart city a smart regiony, nové technologie a nejistá budoucnost investičních dotací




Pozvánky na akce


Stalo se













Nápověda k článkům 1

Víte, jak funguje jaderná elektrárna?

15.2.2013 Pro porozumění základnímu principu fungování jaderné elektrárny si nejprve stručně ukážeme, jak probíhá výroba elektřiny v uhelné elektrárně:

Spalováním rozdrceného uhlí v kotli vzniká teplo, které ohřívá vodu a ta se mění na páru o teplotě až 500 stupňů Celsia. Tato pára roztáčí lopatky turbíny. Turbína pohání generátor vyrábějící elektrickou energii, která je dodávána do přenosové sítě. Pára z turbíny prochází přes kondenzátor, kde se vysráží; část putuje zpět a část do chladicích věží, kde se odpaří.

Nahraďme nyní teplo spalovaného uhlí jiným teplem – teplem ze štěpné jaderné reakce.

Při této reakci na radioaktivním prvku – uranu – pronikne volný neutron do atomového jádra jiného atomu, které se rozpadne na dvě přibližně stejně těžké části. Při tom dojde k uvolnění 2 až 3 volných neutronů, které mohou dále štěpit další atomy uranu. Jaderná energie se při této reakci uvolňuje jako teplo, které vzniká zabrzděním rozštěpených jader. Toto teplo lze – stejně jako při spalování uhlí – využít k výrobě páry pro pohon turbíny s generátorem. Část energie se však uvolňuje jako jaderné záření (hlavně tok neutronů), které je životu nebezpečné a je nutno před ním chránit okolí.

Reakce probíhá v reaktoru – velké zavřené kovové nádobě. Reaktor je umístěn v reaktorové hale, uzavřené v nepropustné betonové stavbě – kontainmentu (též kontejnmentu, z anglického containment).

Jaderné palivo, na němž probíhá jaderná reakce, má formu palivových tyčí, kazet, případně koulí, a obsahuje zpravidla přírodní uran uměle obohacený o větší množství radioaktivního izotopu (tj. látky s odlišným počten neutronů v atomovém jádru). Palivo je ponořeno nebo zasunuto v moderátoru – látky, která zpomaluje rychlost volných neutronů. Moderátorem může být voda, různé roztoky nebo například grafit.

Reakci lze řídit, tj. brzdit nebo naopak zesilovat, pomocí zasouvání nebo vysouvání řídicích tyčí z prvku, který pohlcuje volné neutrony, nejčastěji kadmia nebo hafnia.

Teplo vzniklé při reakci ohřívá kapalinu nebo plyn zvané chladivo. Chladivo buď přímo pohání turbínu (jednookruhová elektrárna) nebo předává svoje teplo ve výměníku – parogenerátoru – vodě, která se tak mění na páru a pohání turbínu s generátorem (dvouokruhová elektrárna). Dvouokruhová elektrárna tedy obsahuje primární okruh (radioaktivní) a sekundární okruh (neradioaktivní).

Existuje více typů jaderných elektráren. Rozpoznávají se zejména podle druhů chladiva a moderátoru použitých v reaktoru a podle toho, zda jsou jedno- nebo dvouokruhové. Z popisu je zřejmé, že dvouokruhová elektrárna bude mít v porovnání s jednookruhovým menší účinnost, ale bude bezpečnější.

Kromě jaderných elektráren se lze s jadernými reaktory setkat například na jaderných ponorkách nebo lodích. Parní turbína zde kromě generátoru pohání přes převody také lodní šroub.

Nejběžnějším typem jaderné elektrárny je elektrárna s tlakovodním reaktorem. Tento typ se používá i u dvou českých jaderných elektráren, Dukovany a Temelín. Tlakovodní elektrárna je dvouokruhová. Chladivem v primárním okruhu je stlačená voda zahřátá na cca 300 °C. Protože je stlačená, nemění se ani při této teplotě v páru, a může tak ve výměníku předat své teplo vodě v sekundárním okruhu. Ta se přemění na páru pohánějící turbínu s generátorem. Voda v tomto typu reaktoru slouží také jako moderátor.

Schéma tlakovodní jaderné elektrárny ukazuje obrázek zde.

Po jisté době, obvykle několika let, je již palivo „otráveno“ produkty štěpení, neboli je vyhořelé. Přitom je stále velmi radioaktivní. Nemůže tedy být v této podobě již použito, může však být chemicky přepracováno na jiné palivo nebo trvale uloženo na bezpečné místo, kde jeho záření neškodí. Dokud vyhořelé palivo nevyzáří pronikanou a velmi nebezpečnou radiaci (řádově měsíce nebo roky), je uloženo v radioaktivní zóně elektrárny pod ochrannou vrstvou vody. Odtud je poté převezeno do meziskladu, kde zůstává do přepracování nebo trvalého uložení.

Životnost celé jaderné elektrárny rovněž není neomezená. Po uplynutí plánované délky života (řádově desítky let) je elektrárna buďto postupně vyřazena z provozu a zlikvidována, nebo je její životnost po rekonstrukcích a důkladném prověření prodloužena.

Jaderné elektrárny jsou z energetického hlediska vhodné především pro výrobu elektrické energie v režimu základního zatížení (je vhodné, aby vyráběly energii pokud možno nepřetržitě, neboť regulace jejich výkonu je poměrně omezená.


Celkový instalovaný výkon jaderných elektráren ve světě činil na počátku roku 2013 celkem 373,7 tisíc MW a podílelo se na něm celkem 435 reaktorů. Nejvíce jaderných zdrojů stojí v USA (104), ve Francii (58), Japonsku (50), Rusku (33), Jižní Koreji (23), Indii (20), Kanadě (18) a Velké Británii (16). V EU z jaderných elektráren pochází přibližně jedna třetina vyrobené elektřiny (podobně je tomu i v ČR), například ve Francii je to ale téměř 85 %.

Jadernou bezpečnost hlídají národní i mezinárodní instituce. V ČR je to Státní úřad pro jadernou bezpečnost (SÚJB) a na mezinárodní úrovni Mezinárodní agentura pro atomovou energii (IAAE nebo též česky MAAE). Sledují přitom technické i organizační otázky provozování jaderných elektráren. Nejzávažnější havárii jaderné elektrárny, jíž byla v roce 1986 katastrofa v Černobylu na Ukrajině (bývalý Sovětský svaz), způsobila série lidských chyb a vědomého porušování bezpečnostních pravidel.

Jaderné palivo nelze v pravém smyslu považovat za obnovitelný zdroj energie, protože zásoby uranu jsou konečné. Podle odborných odhadů ovšem vydrží známé a předpokládané zásoby uranu ještě téměř 300 let. Mezi tím jsou vyvíjeny technologie, jak pro potřebu jaderných elektráren zužitkovat již vyhořelé palivo. Při svém fungování nicméně jaderné elektrárny neprodukují skleníkové plyny. Jadernou energii lze tedy stručně označit za neobnovitelný, ale ekologický zdroj elektrické energie.

Nezávisle na tom se jaderné elektrárny stávají předmětem politických bojů, jejichž terčem nejčastěji bývá jaderná bezpečnost nebo otázka úložišť vyhořelého jaderného paliva. Tyto politické boje pracují s lidskými emocemi spíše než s prokázanými skutečnostmi; s technickým a organizačním řešením bezpečné a trvale udržitelné energetiky obvykle souvisejí pouze okrajově.

redakce Proelektrotechniky.cz

Bonus: Vtip o jaderné elektrárně

Přečtěte si také:

Transuranové palivo pro větší efektivnost jaderných elektráren

8.9.2014 Jedním z problémů jaderných elektráren je nutnost dlouhodobého skladování použitého paliva po velmi dlouhou dobu, až několik tisíc let. Příčinou jsou umělé produkty štěpení na uranovém palivu – plutonium, curium, neptunium a americium – souhrnně označované jako transurany (v Mendělejevově periodické soustavě prvků následují za uranem) s mimořádně dlouhým poločasem rozpadu.  


Jaderné a obnovitelné zdroje elektřiny pomohou zlepšit kvalitu ovzduší v Polsku

28.8.2014 Současná výroba elektřiny v Polsku o ročním objemu cca 160 TWh je z téměř 90 % pokryta výrobou v uhelných elektrárnách. S přihlédnutím k používaným technologiím se tak Polsko řadí k zemím s nejhorší kvalitou ovzduší v EU. Podle European Environment Agency koncentrace pevných částic v ovzduší, působících kardiovaskulární a dýchací choroby, běžně přesahuje v městských aglomeracích denní a roční limity. 


Moorside: nová jaderná elektrárna pro Velkou Británii

2.7.2014 Moorside je připravovaná nová jaderná elektrárna energetické společnosti NuGeneration Ltd. (NuGen) na severozápadním pobřeží Anglie, v regionu West Cumbria. Svým charakterem půjde o největší jednorázový projekt vybudování jaderného energetického zdroje v Evropě. Dohodou o financování mezi vlastníky NuGen, japonskou Toshibou a francouzskou společností GDF Suez, na konci června 2014 byl učiněn první krok k realizaci tohoto projektu. 


MIT představil novou koncepci plovoucí jaderné elektrárny

23.4.2014 Americký Massachusetts Institute of Technology (MIT) představil v polovině dubna 2014 odborné veřejnosti svůj inovativní koncept plovoucí jaderné elektrárny o výkonu 200 MWe a více. Plovoucí jaderná elektrárna obecně nabízí přímořským zemím řadu výhod. Lze ji například umístit v blízkosti území s velkou poptávkou po elektřině, aniž by bylo nutno zabírat půdu 


Strukturální změny energetiky v Německu zvyšují emise skleníkových plynů

26.3.2014 Strukturální změny v německé energetice, označované pojmem „Energiewende“, jejichž charakteristickým rysem je odklon od jaderné energetiky, mají prozatím nečekaný důsledek: Emise skleníkových plynů v posledních letech rostou. Podle německé Spolkové agentury pro životní prostředí (UBA) bylo v roce 2013 v Německu vyprodukováno 834 miliónů tun skleníkových plynů. 


Alfred: nový evropský reaktor IV. generace

6.1.2014 Krátce před Vánoci 2013 bylo v Bukurešti podepsáno memorandum o spolupráci mezi italskou Národní agenturou pro nové technologie, energetiku a životní prostředí (ENEA), společností Ansaldo Nucleare a rumunským Institutem pro jaderný výzkum (ICN) na výstavbu demonstračního olovem chlazeného rychlého reaktoru, označovaného akronymem Alfred (Advanced Lead Fast Reactor European Demonstrator). Tento reaktor bude umístěn v areálu ICN v Mioveni, poblíž Pitesti v jižním Rumunsku, kde funguje závod na výrobu jaderného paliva. Výstavba by mohla začít v roce 2017 a provoz v roce 2025. 


Fukushima: Strach škodí víc než radiace

6.9.2013 Na internetových stránkách japonského ministerského předsedy a jeho kabinetu byly zveřejněn dopisy mezinárodních zdravotnických odborníků obyvatelům Japonska. Sděluje se v nich zcela otevřeně, že možné zdravotní dopady úniku radiace při havárii jaderné elektrárny Fukushima jsou zanedbatelné oproti prokazatelným zdravotním následkům stresu a stigmatizace tamních obyvatel. Největším efektem havárie totiž byla evakuace velké oblasti kolem epicentra a zákaz rybolovu a některých druhů zemědělství, což mělo vážné dopady na život tamních obyvatel. 


Malé reaktory: významný trend v jaderné energetice

17.5.2013 Vedle reaktorů 4. generace (viz článek Reaktory 4. generace: společný výzkum ČR a USA v rubrice Výroba a přenos) jsou důležitým současným trendem v rozvoji jaderné energetiky také tzv. malé reaktory. Jejich principy a vývojové směry ukázal 15. května 2013 na odborné konferenci Očekávaný vývoj odvětví energetiky Ing. Aleš John, MBA, Generální ředitel společnosti ÚJV Řež, a. s. 




Státy EU obhajují ekologickou důležitost jaderné energie

13.3.2013 Dvanáct států EU – Bulharsko, Česká republika, Finsko, Francie, Maďarsko, Litva, Nizozemí, Polsko, Rumunsko, Slovensko, Španělsko a Velká Británie – ve svém komuniké z 12. března 2013 vyzvalo Evropskou unii k „neutralitě technologií“ při dosahování cílů ve snižování emisí skleníkových plynů a v této souvislosti zdůraznilo důležitou roli jaderné energetiky. 


WHO: Zdravotní rizika z Fukushimy jsou minimální

6.3.2013 Světová zdravotnická organizace (WHO) zveřejnila koncem února 2013 závěry k radiačním rizikům nehody v jaderné elektrárně Fukushima v březnu 2011. Podle ní je japonské obyvatelstvo vystaveno jen malému riziku z radiace. Ve vztahu k veškerému japonskému obyvatelstvu se nepředpokládá dopad v takové míře, aby jej bylo vůbec možno objektivně vysledovat. 


Naše tipy
















Copyright © 2012 – 2017 Ing. Jakub Slavík, MBA – Consulting Services