JADERNÉ ELEKTRÁRNY BUDOUCNOSTI

Pohled do chladícího bazénu.

Dosud jsme se nevěnovali perspektivám a výzkumu samotných jaderných reaktorů pro energetiku. I v této oblasti pokračují rozsáhlé výzkumné a projekční práce, i když jejich rozsah je podstatně menší než dříve. Souvisí to především s mimořádnou finanční náročností podobných úkolů prototyp nově koncipované (tzv. demonstrační) jaderné elektrárny je vždy mnohem dražší a podléhá mnohem přísnějšímu schvalování než standardní typ. Vzhledem k poklesu důvěry části veřejnosti v jadernou energetiku a k momentálnímu dostatku jiných zdrojů energie ve vyspělém světě, především ropy a zemního plynu, je zájem o stavbu prototypů nových jaderných reaktorů minimální. Jaderná energie je však prakticky nevyčerpatelná, a proto se k ní lidé dříve nebo později s nejvyšší pravděpodobností vrátí. Jak tedy mají jaderné elektrárny budoucnosti vypadat?
   U projektů jaderných elektráren se sleduje především co nejvyšší bezpečnost, dále ekonomická výhodnost provozu a vyloučení vojenského zneužití. Zároveň se provádí unifikace (sjednocení) projektů pro více zemí. Všechny projekty přitom počítají v prvé řadě se zvýšením jak inherentní (přirozené), tak pasivní bezpečnosti. Tzv. inherentní bezpečnost předpokládá takové využití základních fyzikálních principů, jaké by co nejvíce vyloučilo možnost havárie. Prvky pasivní bezpečnosti mají zmírnit následky případných havárií a spolu s bariérami zabránit úniku nebezpečných látek i v případě, že by selhala veškerá aktivní bezpečnostní a havarijní technika, tedy technika závislá na dodávce proudu.

Jaderná elektrárna Temelín.

   Typickým příkladem prvku inherentní bezpečnosti je u moderních reaktorů tzv. záporný koeficient reaktivity dojde-li ke zvýšení teploty reaktoru, dojde (v důsledku horšího zpomalování neutronů) k poklesu četnosti štěpení a tím k poklesu množství uvolňované energie. Základním prvkem pasivní bezpečnosti jsou havarijní absorpční tyče. Když dojde k přerušení dodávky proudu a ani jeden z řady záložních zdrojů se nespustí, tyče samovolně (působením zemské tíže) klesnou do reaktoru a zastaví štěpnou reakci. U moderních jaderných elektráren (včetně Temelína) snadno rozeznáme vnější bariéru proti úniku radioaktivních látek, pevnou ocelovou kupoli nad reaktorem nazývanou kontejnment. Kontejnmenty jsou vybaveny ventilem s radiačními filtry, takže po těžké havárii s výpadkem proudu lze přetlakovanou páru vypouštět kontrolovaně do ovzduší s tím, že naprostá většina radioaktivních látek bude zachycena na filtrech.
Většina projektů budoucích jaderných elektráren plynule navazuje na dnešní osvědčené typy, které zpravidla používají tlakovodní reaktory. Některé nové projekty se však snaží o zásadnější zásah do konstrukce jaderné elektrárny, díky které by se ještě výrazněji zvýšila její inherentní bezpečnost. Nové myšlenky jsou sice často velmi přitažlivé, jejich ověření ovšem vždy znamená bezpečnostní komplikace spojené s netradičním experimentálním provozem.

Schéma projektu reaktoru PIUS
s vysokou inherentní bezpečností.

Jako příklady projektů založených na systematickém zdokonalování současného přístupu ke konstrukci tlakovodních reaktorů jmenujme alespoň projekt Evropského tlakovodního reaktoru EPR a projekt AP 600 od americké firmy Westinghouse. Oba projekty se zaměřují především na zjednodušení klíčových konstrukčních prvků, což přinese jak zvýšení spolehlivosti a bezpečnosti, tak snížení ceny. Zásadní význam EPR kromě toho spočívá v ustanovení společného německo-francouzského programu.
Mezi méně tradiční projekty se řadí švédská koncepce reaktoru PIUS. Podle tohoto projektu se reaktor celý nachází v podzemí pod vodou obohacenou bórem, který je silným absorbátorem neutronů. V případě nedostatečného vnějšího chlazení reaktor samovolně nasaje vodu z bazénu. Tak je zajištěno zastavení štěpných reakcí a přirozené chlazení reaktoru po dobu jednoho týdne, i kdyby nefungovala žádná čerpadla. Zvýšené náklady na realizaci podzemního bazénu jsou kompenzovány tím, že není nutná výstavba kontejnmentu.