Působení JE na okolí

V jaderné elektrárně probíhají dva procesy, které vedou ke tvorbě radionuklidů, a to štěpný proces a proces aktivace. Během normálního provozu reaktoru vznikají v jaderném palivu, které obsahuje U 235, štěpné produkty a transurany. Většina těchto štěpných produktů a transuranů zůstává v palivu a je z reaktoru odstraňována společně s vyhořelým jaderným palivem.

 

Vznik radionuklidů

V jaderné elektrárně probíhají dva procesy, které vedou ke tvorbě radionuklidů, a to štěpný proces a proces aktivace. Během normálního provozu reaktoru vznikají v jaderném palivu, které obsahuje U 235, štěpné produkty a transurany. Většina těchto štěpných produktů a transuranů zůstává v palivu a je z reaktoru odstraňována společně s vyhořelým jaderným palivem. Avšak část štěpných produktů prochází mikroskopickými trhlinami nebo netěsnostmi vnějšího obalu proutků jaderného paliva až do chladiva aktivní zóny. Tyto štěpné produkty aktivují korozní produkty konstrukčních materiálů primárního okruhu a materiály reaktorového chladiva z nečistot a chemických přísad v chladivu.

Mezi nejvýznamnější radionuklidy, které vznikají při provozu jaderné elektrárny, patří:

štěpné produkty, tj. vzácné plyny 85Kr a 133Xe, izotopy jódu 131I a 133I, 90Sr, 134Cs a 137Cs, aktivační korozní produkty, tj. 51Cr, 55Fe, 57Mn, 60Co, 59Ni, 65Zn, aktivační produkty chladiva, tj. 3H, 14C, transurany, a to zejména 239Pu. Radionuklidy, které se nacházejí v chladivu a v technologických systémech jaderné elektrárny, je nutno z technologických, ale zejména z bezpečnostních důvodů během provozu průběžně anebo periodicky odstraňovat (speciální čisticí stanice vod). Při různých technologických, regeneračních a dekontaminačních procesech, kterými se čistí kontaminované předměty, vznikají radioaktivní odpady.

Při normálním provozu vznikají v jaderné elektrárně převážně nízkoaktivní, příp. středně aktivní odpady a vyhořelé jaderné palivo. Pro orientaci uvádíme, že vyhořelé palivo představuje cca 95 % všech zdrojů aktivity v jaderné elektrárně. Protože vyhořelé jaderné palivo lze po přepracování (což je proces odstranění štěpných produktů) znovu použít jako jaderné palivo, není považováno za radioaktivní odpad. Zbytek po přepracování vyhořelého jaderného paliva tvoří vysoce aktivní odpad, který je nutno bezpečně uložit.

Vyhořelé palivo může být prohlášeno za vysoce aktivní odpad jen příslušným právním úkonem. Dle atomového zákona pro nakládání s vyhořelým jaderným palivem platí, kromě dalších specifických předpisů, také předpisy jako pro nakládání s radioaktivními odpady. Protože vyhořelé jaderné palivo a radioaktivní odpady představují potenciální nebezpečí ozáření pracovníků jaderné elektrárny, popř. obyvatelstva a životního prostředí v okolí jaderné elektrárny, je nakládání s nimi přesně stanoveno a kontrolováno provozovatelem jaderné elektrárny i státním dozorem.

Výpusti radioaktivních látek

Plynné výpusti do ovzduší

Zpracování plynných radioaktivních odpadů znamená odloučení radioaktivních látek filtrací tak, aby se jejich aktivita snížila na co možná nejnižší úroveň. V případě, že úroveň aktivity zpracovaných plynných radioaktivních odpadů je nižší než limit, lze plynné radioaktivní odpady vypustit do ovzduší; v opačném případě je nutno pokračovat v procesu dekontaminace.

Ventilační komíny hlavních výrobních bloků
Ventilační komíny hlavních výrobních bloků

Plynné výpusti do ovzduší se vypouští ventilačním komínem na hlavním výrobním bloku. Do něj ústí systém ventilace kontejnmentu (kde je během provozu reaktoru udržován podtlak s cílem zabránit šíření radioaktivních látek) a systémy odvzdušnění aktivních technologických zařízení. Největším zdrojem aktivity plynných radioaktivních odpadů je ventilace odplyňovače vody primárního okruhu. Pro její přečištění slouží speciální čisticí stanice, která je tvořena zejména zpožďovacími uhlovými filtry, ve kterých dochází k rozpadu izotopů xenonu Xe, kryptonu Kr a jódu I. Aktivita vyčištěného odpadu závisí na době zadržení izotopů na filtru (pro Xe max. 700 hodin, pro Kr max. 70 hodin pro I max 10 hodin). Během normálního provozu je provozní kapacita ventilačního komínu 90 000 m3/hodin.

Výpusti do ovzduší se spojitě monitorují, aby nedošlo k ohrožení zdraví lidí a životního prostředí. Monitorování se provádí podle mezinárodních norem a zejména se sledují aerosoly, izotopy jódu, vzácné plyny, tritium, uhlík 14. Z důvodů ochrany obyvatelstva a životního prostředí se sleduje i rozložení aerosolů podle velikosti částic.

Pro vypouštění látek obsahujících radionuklidy do ovzduší jsou stanoveny tzv. autorizované limity, které jsou specifické pro JE Temelín. Efektivní dávky, které jsou způsobené těmito výpustěmi, jsou podstatně nižší než 200 mikrosievertů (µSv) ročně. Uvedená limitní hodnota je daná vyhláškou SÚJB číslo 184/1997 Sb., "O požadavcích na zajištění radiační ochrany".

Veškeré informace k hodnotám výpustí naleznete ve výroční zprávě SÚJB za rok 2005, kterou lze stáhnout či zobrazit ZDE.

Kapalné výpusti

Hlavním zdrojem aktivity kapalných odpadů je voda z primárního okruhu. Zpracování kapalných odpadů označuje proces snížení jejich aktivity a provádí se tak, že se aktivita koncentruje do co nejmenšího objemu. Tím vzniká relativně malý objem radioaktivního odpadu a velký objem dekontaminované kapaliny, která se buď vypustí do životního prostředí nebo se vrátí do primárního okruhu.

Voda z primárního okruhu, která obsahuje radionuklidy, se čistí v šesti speciálních čistírnách odpadních vod. Hlavní procesy, kterými se provádí úprava radioaktivní vody, jsou destilace a čištění na ionexových filtrech. Vyčištěná voda se vrací zpět do technologických okruhů. Pouze část vzniklého kapalného kondenzátu z čisticí stanice aktivních odpadních vod se vypouští do životního prostředí. Než se tato voda vypustí z kontrolovaného pásma, odvede se do kontrolních nádrží, ve kterých se provádí její radiochemická analýza. Pokud výsledky analýzy:

  • vyhoví příslušné normě, využije se vzniklý kondenzát opět v elektrárně a nebo se přes jímku odpadních vod, ve které se smíchá s odpadními vodami technologickými a splaškovými, vypustí do kanalizace. Pro představu je třeba uvést, že množství kondenzátu, který přichází do jímky odpadních vod, představuje jen malou část z celkového objemu odpadních vod, 
  • nevyhoví příslušné normě, kondenzát se přečerpá zpět do nádrží aktivních vod a znovu se upravuje dříve popsaným procesem.

Zbytky z čisticího procesu, tj. koncentrované kapalné radioaktivní odpady a použité ionexové filtry, budou fixovány do bitumenové matrice ve 200 litrových sudech a ukládány v úložišti na JE Dukovany. Ročně se bude ukládat asi 1000 sudů.

Mezní hodnoty kapalných výpustí z JE Temelín jsou závazně stanoveny v rozhodnutí, které vydal Okresní úřad v Českých Budějovicích podle §8 zákona č.138/73 Sb., o vodách, při respektování požadavků SÚJB. Na základě údajů v projektu lze konstatovat, že nebudou překročeny žádné ukazatele znečištění, které jsou stanoveny nařízením vlády č. 171/92 Sb.

Jediný radionuklid, který nelze z radioaktivních vod oddělit, je izotop vodíku 3H - tritium. Fyzikální a chemické vlastnosti tritiové vody jsou téměř stejné jako vlastnosti obyčejné destilované vody, a proto neexistuje způsob na oddělení obyčejné vody od tritia. Z tohoto důvodu tritium je zdrojem převážné části aktivity ve vyčištěných kapalných odpadech z jaderných elektráren obecně. Z hlediska radiační ochrany pracovníků elektrárny je potřeba, aby koncentrace tritia ve vodě primárního okruhu nepřekročila stanovenou hladinu.

Průměrná vypočtená koncentrace vypouštěného tritia na kontrolním profilu Kořensko je při nejnižším průtoku 9,47 m3/s - 118 Bq/l. Při průměrném průtoku vody 50 m3/s je pak objemová aktivita tritia v Kořensku přibližně pětkrát nižší. U velkého vodárenského objektu v Praze - Podolí dosáhne maximální hodnoty 12 Bq/l. To je méně než 2 % přípustného stupně znečištění, které je stanoveno pro vodárenské toky nařízením vlády č. 171/92 Sb.

I kdyby se konzumovala pouze voda z Vltavy s aktivitou tritia 118 Bq/l, byl by roční příjem tritia u jedince 118 kBq, což je dávka tisíckrát nižší, než je limit, který je stanoven vyhláškou SÚJB č.184/97 Sb.

Pro představu si je třeba uvědomit, že ozáření od přírodních zdrojů je více než tisíckrát vyšší než uvedená hodnota. Ovlivnění vody v řece Vltava na základě výpustí kapalných radioaktivních odpadních vod demonstruje následující tabulka.

Průběh hodnot obsahu tritia ve vodě Vltavy mezi profily Kořenska a Prahy - Podolí

Průběh hodnot obsahu tritia ve vodě Vltavy mezi profily Kořenska a Prahy - Podolí

Pevné radioaktivní odpady

K uvádění pevných radioaktivních odpadů do životního prostředí nedochází. Pevné odpady, které se seberou uvnitř kontrolovaného pásma elektrárny, se konzervativně považují za radioaktivní, ačkoliv tomu tak ve všech případech není. Pevné odpady jsou fragmentovány a slisovány při malém tlaku. Potom jsou ve 200 litrových sudech odváženy k uložení do úložiště radioaktivního odpadu, které je umístěno v areálu Jaderné elektrárny Dukovany. Předpokládaná produkce pevných radioaktivních odpadů je asi 200 m3, což po fragmentaci a nízkotlakém lisování představuje asi 350 sudů určených k uložení. U většiny pevných odpadů se předpokládá, že se provede ještě jedna redukce objemu, a to vysokotlakým slisováním přímo v areálu úložiště.

Některé druhy odpadů, jako zbytky obalů, papíru nebo kovů nejsou vždy radioaktivní. V případě, že se měřením prokáže splnění podmínek vyhlášky SÚJB č. 184/1997 Sb., pro uvedení odpadu do životního prostředí, lze s touto danou částí odpadů dále nakládat jako s neaktivními odpady podle režimu zákona 125/1997 Sb., o odpadech. Ze zkušeností z elektráren obdobného typu předpokládáme, že množství odpadů tohoto typu bude až 40 % z celkového množství pevných odpadů, které vznikají v kontrolovaném pásmu, což představuje asi 80 m3 za rok.Radiační zátěž okolí

Záření vysílané radioaktivními látkami je korpuskulární (tok částic) a vlnové (elektromagnetické záření). Oba typy záření mají energii, kterou předávají okolnímu prostředí (ty s větší energií předají energie více). Jednotkou, kterou se měří absorpce záření v látce, je Gray (Gy).

Rozsah předprovozního monitorování radiační situace v JE Temelín

Z hlediska zajištění zdraví lidí a ochrany životního prostředí je nutno posuzovat účinky záření na tyto subjekty. Jednotliv& #233; druhy záření působí na buňky živého organismu různě. Např. alfa částice a neutrony způsobí poškození zhruba desetkrát větší než beta částice nebo elektromagnetické záření. Proto se v praxi používá veličina, která umožňuje porovnávat záření podle jejich biologického účinku, tj. zavádí se tzv. efektivní dávka, která se udává v jednotkách Sievert (Sv).

Pro určení srovnávací hladiny a pro hodnocení radiační zátěže v důsledku provozu jaderné elektrárny je okolí jaderné elektrárny pečlivě monitorováno již od roku 1988. Sleduje se úroveň radiace a obsah radioaktivních látek v životním prostředí. Je hodnocena celá řada složek životního prostředí, jako jsou povrchová voda, podzemní voda, mléko, zemědělské a lesní produkty, ryby, spady, aerosoly a půda.

Při provozu elektrárny jsou výpusti z ventilačního komínu do atmosféry a výpusti odpadních vod do vodotečí monitorovány. Jak bylo zmíněno výše, jsou podmínky pro vypouštění přesně stanoveny právním dokumentem a jejich dodržování je kontrolováno. Okolí jaderné elektrárny je pak monitorováno specializovaným na JE nezávislým pracovištěm, ve kterém se analyzují:

  • dávkové ekvivalenty naměřené v okolí JE Temelín,
  • úrovně objemových aktivit radioaktivních plynů, aerosolů a jódů v ovzduší,
  • úrovně objemových aktivit, měrných a plošných aktivit vzorků životního prostředí,
  • radioaktivní spady z atmosféry,
  • objemové aktivity spodních vod v areálu JE Temelín.

V příloze naleznete rozsah předprovozního monitorování radiační situace v JE Temelín.

 

Monitorování radioaktivních výpustí

Monitorování výpustí z elektrárny je zabezpečováno centralizovaným monitorovacím a informačním systémem radiační kontroly.

Monitorování kapalných výpustí

Systém radiační kontroly zajišťuje, aby se v kontrolních nádržích přečištěných vod nevyskytly radioaktivní látky v nepřípustných koncentracích. Zabezpečuje, aby v případě překročení stanovených limitů nedošlo k vypuštění těchto nádrží do odpadního kanálu a odtud do životního prostředí. Systém dále zabezpečuje, aby se provádělo monitorování a odběry vzorků ve sběrné jímce technologických a splaškových vod, která je umístěna na výtoku vody z areálu JE. Tímto se prověřuje účinnost a dodržování předchozích bezpečnostních opatření a sleduje se celková bilance látek, které jsou vypouštěny do vodotečí. Výsledky měření jsou hlavním podkladem pro hodnocení vlivu provozu jaderné elektrárny na životní prostředí.

Monitorování odpadních vod na výstupu z areálu JE Temelín:

  • má zabudovanou signalizaci, která se spustí při převýšení povolené úrovně aktivity vypouštěných vod a zařízení, které zamezení úniku radioaktivních látek do životního prostředí,
  •  zajišťuje další doplňující informace pro bilancování vypouštěné aktivity. Provádí kontinuální odběr vzorků odpadních vod pro komplexní laboratorní analýzu, přičemž množství vzorku je úměrné okamžitému průtoku v odpadním kanále.

Monitorování plynných výpustí

Obdobně jako v případě kapalných výpustí z elektrárny je i v případě plynných výpustí zajištěno monitorování, kterým se sleduje výskyt radioaktivních látek v pracovním prostředí, následně pak ve vybraných vzduchotechnických systémech a nakonec na společném výstupu do ventilačních komínů.

Monitorování vypouštěných plynných odpadů z komínů výrobního bloku JE Temelín zajišťuje:

  • kontinuální měření objemové aktivity aerosolů, jódů a vzácných plynů,
  • kontinuální odběr aerosolů a jódů na pevném filtru pro následnou analýzu v laboratořích,
  • periodický odběr vzácných plynů do tlakových láhví pro následnou analýzu v laboratořích,
  • kontinuální odběr jódů na jódovou "patronu" pro následnou analýzu v laboratořích,
  • kontinuální odběr 3H a 14C na "patronu" s náplní silikagelu pro záchyt 3H a na promývačku pro záchyt 14C a pro následnou analýzu v laboratořích,
  • on-line gamaspektrometrie vypouštěných plynů.

 

Působení JE na klimatické poměry

Odpadní teplo a voda působí na klimatické, popř. meteorologické podmínky v okolí JE. Množství odpadního tepla je závislé na výkonu elektrárny. Tepelný výkon jednoho bloku JE Temelín je 3000 MW a na elektrickou energii se přemění 981 MW. Při provozu dvou bloků přejde přes chladicí věže do atmosféry ve formě odpadního tepla v průměru 4000 MW.

Chladicí věže
Chladící věže

K výpočtu vlivu elektrárny na klimatické poměry byla využita data z dlouhodobého sledování základních klimatických prvků na meteorologických stanicích v okolí elektrárny a údaje z projektu. Při stanovení vlivu se provedlo hodnocení pro plochu 10 x 10 km s výjimkou úhrnu srážek, u kterých se hodnotí plocha 2,1 x 2,1 km v okolí elektrárny. Analýza získaných výpočtů ukázala, že po uvedení elektrárny s elektrickým výkonem 2000 MW do provozu budou změny vlhkosti ovzduší, průměrné teploty, množství srážek, počtu dnů s mlhou a námrazou zanedbatelné. Ve většině případů jsou totiž vypočtené změny meteorologických parametrů menší než roční klimatické změny, tj. změny mezi hodnotami pro jednotlivé roky. Výsledky výpočtu jsou srovnatelné s vlivem elektráren stejných výkonů v Německu, Švýcarsku a Rakousku. Očekávané globální oteplení Země je daleko vyšší.

Změny základních meteorologických parametrů v důsledku provozu elektrárny 2000 MW
Meteorologický parametr Roční průměrná hodnota Průměrná hodnota ovlivnění % dlouhodobého průměru
Vlhkost (g/m3) 7,35 - 0,37 0,03 0,4
Teplota (°C) 7,94 - 0,88 0,03 0,4
Mlha (h/rok) 318 - 77 2,4 0,75
Námraza (h/rok) 258 - 154 6,6 2,55
Úhrn ( Úhrn mm/rok) 554 - 58 0,17 0,06

 

Ovlivnění Vltavy

Na základě běžné praxe bylo při hodnocení kapalných výpustí do Vltavy sledováno tepelné znečištění a obsah vypouštěného fosforu. Obavy, že vypouštěný fosfor významně zvýší eutrofizaci vodní nádrže Orlík a tím následně zhorší upravitelnost vody pro vodárenské účely, se nepotvrdily. Byla provedena bilance přísunu fosforu do nádrže Orlík z celého povodí, která ukázala, že v současné době je celkový přísun fosforu okolo 400 t / rok a příspěvek elektrárny bude činit pouze 1 t / rok.

Teplota vody ve Vltavě se v Kořensku zvýší o 0,1 - 0,55 °C, což je nižší než meziroční změna teplot. Teplotní změny vyvolané JE v nádrži Orlík a po celé Vltavě dále po proudu byly stanoveny pomocí matematických modelů. Vstupní údaje pro tyto modely byly získány pomocí podhladinových měřičů, které automaticky zaznamenávaly potřebné ukazatele (teplotu, tlak, rychlost, směr proudu apod.). Z analýzy naměřených a vypočtených výsledků vyplynulo, že tepelné znečištění řeky Vltavy vlivem provozu JE Temelín bude zanedbatelné.

Soutok Vltavy a Lužnice těsně nad vodní nádrží Kořensko
Soutok Vltavy a Lužnice těsně nad vodní nádrží Kořensko

 

Ostatní hlediska

Hluk a vibrace

Analýza možných zdrojů hluku a vibrací ukázala, že elektrárna není zdrojem nadměrného hluku a vibrací. Požadavky všech hygienických předpisů na ochranu proti hluku jsou bezpečně dodrženy. Ani při provozu se neočekávají neúměrně zvýšené hodnoty hluku. Analýzy i měření rovněž ukázaly, že elektrárna nepůsobí ani při stavbě ani při provozu vibrace, které by mohly ovlivňovat její okolí.

Spalovací zařízení

Zátěž lokality emisemi obvyklých škodlivin z jaderné elektrárny je nepatrná. Je zde pouze pomocná plynová kotelna, která je vybavena 5 parními kotly, které spalují zemní plyn. Spaliny jsou odváděny do tří ocelových komínů. Po zahájení provozu obou bloků bude trvalý provoz plynové kotelny ukončen a kotelna bude ponechána jako záložní zdroj.