Jaderná fyzika a energetika

Článků v rubrice: 550

31. března 2011

Temelín a Fukušima

Obrázky z posledního Japonského zemětřesení – a hlavně z následných událostí, s nimiž se potýkala jaderná elektrárna Fukušima – vyvolaly otázky: jsou naše jaderné elektrárny zabezpečené pro případ podobné kombinované události? Cunami u nás asi nebude, i největší povodeň v roce 2002 přestál Temelín bez problémů. Může však nastat zemětřesení a výpadek proudu.

Fotogalerie (3)

Bezpečnostní systémy; v legendě je uvedeno, kolikrát jsou zálohované

Česká republika, a s ní Temelín i Dukovany, jsou v seizmicky klidných zónách. Obě jaderné elektrárny jsou postavené tak, aby odolaly zemětřesení 100krát silnějšímu, než bylo nejsilnější zemětřesení zaznamenané v ČR.

Koncepce bezpečnosti reaktorů VVER

Pasivní opatření, tedy taková, která nepotřebují k svému fungování dodávat energii zvnějšku. Fungují na principu fyzikálních zákonů, samočinně:

Pasivní bezpečnostní systém lokalizace úniků – hermetická obálka
3 nezávislé divize aktivních bezpečnostních systémů s trojitou 100% zálohou
Princip odolnosti proti jednoduché poruše
- Ztráta schopnosti některého prvku vykonávat stanovenou funkci nezpůsobí ztrátu schopnosti systému vykonávat bezpečnostní funkci
Princip ochrany do hloubky
- Použití vícenásobných fyzických bariér proti šíření ionizujícího záření a radionuklidů
- použití systému technických (zařízení) a organizačních (dokumentace,
  výcvik personálu)
- opatření pro zachování účinnosti těchto bariér

Aktivní opatření:

Akční členy bezpečnostních systémů
Havarijní chlazení aktivní zóny (vysokotlaké a nízkotlaké havarijní doplňování chladiva pro odvod tepla z paliva v aktivní zóně)
Potlačení tlaku v kontejnmentu (sprchování kontejnmentu s cílem snížit tlak a zachytit případné radioaktivní částice)
Havarijní napájení parogenerátorů (zabezpečení sekundárního odvodu tepla)
Systémy pro snížení tlaku v primárním okruhu a parogenerátorech (odlehčovací a pojistné ventily pro snížení tlaku při jeho poruchovém nárůstu)
Ochranné systémy
Kontrolní a řídicí systémy pro automatické přerušení štěpné řetězové reakce v reaktoru
Kontrolní a řídicí systémy pro spuštění a řízení bezpečnostních systémů v závislosti na existujících podmínkách

Podpůrná opatření:

Systémy elektrického napájení
Vnější napájení 400 kV, 110 kV
Bezpečnostní dieselgenerátory, každý pro nepřetržitý provoz 48 hod
Akubaterie, každá s kapacitou minimálně 30 minut, reálně 2 hodiny
V případě „Station blackout“ (úplné ztráty elektrického napájení) možnost přivedení nouzového napájení z vodní elektrárny (v Dukovanech z Dalešic a Vranova, v Temelíně z Lipna nebo Hněvkovic)
Systémy chlazení
Záloha technické vody důležité pro dlouhodobý odvod tepla z aktivní zóny a bezpečnostních systémů
Provoz bez doplňování systémů chlazení je zabezpečen po dobu 30 dní.

Odolnost bloků českých jaderných elektráren se periodicky posuzuje

Posuzuje se pro nejrůznější vnější události. Posuzování musí buď analyticky vyloučit dopad na bezpečnost bloků , nebo musejí být přijata odpovídající opatření. Elektrárny pravidelně prověřuje nejen český jaderný dozor, ale i mezinárodní organizace. Jen pro příklad: na Temelíně už od roku 1990 proběhlo 14 mezinárodních kontrolních misí IAEA (Mezinárodní agentura pro atomovou energii), OSART (Operational Safety Review Team) a WANO (Světová asociace operátorů jaderných elektráren). Na Dukovanech probíhají podobné kontrolní mise od roku 1989.

Spolehlivost našich elektráren je nad světovým standardem a stále se zvyšuje.

Například po celou dobu (za 10 let) provozu Jaderné elektrárny Temelín ani za 25 let provozu Jaderné elektrárny Dukovany nedošlo k události, kterou by mezinárodní osmistupňová stupnice INES hodnotila jako poruchu či havárii.

Blackout

Pokud dojde k nouzovému odstavení reaktoru, jsou bezpečnostní systémy napájeny z vnější sítě – na našich jaderných elektrárnách jsou to pracovní 400kV linie a záložní 110kV linka. Pokud by se stalo, že nebudou tyto linky pod napětím (nastane lokální nebo celostátní blackout, tj. úplný výpadek proudu), startují dieselgenerátory; ty zajistí potřebný příkon pro bezpečnostní systémy. Jediný dieselagregát stačí na bezpečné uchlazení jednoho reaktorového bloku, jsou však několikanásobně zálohované. Na Temelíně je např. celkem 8 dieselgenerátorů. V záloze jsou pak i baterie.

Cvičí se 4–5× ročně

Podle bezpečnostních plánů se cvičí nejrůznější situace. Větší i menší cvičení probíhají několikrát ročně, některá dokonce ve spolupráci s krajskými záchrannými útvary a krizovými centry,. V roce 2007 například probíhalo v Dukovanech cvičení havarijní připravenosti se scénářem velmi podobným současným událostem ve Fukušimě:

Prasknutí velkého potrubí s radioaktivní vodou, která vytéká dovnitř ochranné obálky (kontejnmentu) v množství cca 7 000 tun/hod (na takovou událost je zařízení elektrárny projektováno a připraveno a s velkou rezervou by ji zvládlo).
Proto po hodině dojde k dalšímu zkomplikování a další nezávislé události - ke ztrátě elektrického napájení (blackoutu) poškozeného 3. bloku.
To znamená, že všech pět nezávislých způsobů napájení naráz cvičně vypoví službu a havarovaný blok je bez napájení a bez chlazení.
Teplota v reaktoru imaginárně stoupá, na horkém obalu paliva vzniká pára a vodík a hrozí nebezpečí, že ochranná obálka nevydrží, poruší se a radioaktivita porušenou obálkou unikne do okolí.
To je signál k vyhlášení mimořádné události nejvyššího, třetího stupně - signál k ukrytí personálu a posléze i jeho evakuaci, neboť hrozí únik radioaktivity do okolí.
Krizový štáb pracuje na zprovoznění dvou z pěti způsobů náhradního elektrického napájení.
Po obnovení elektronapájení havarijních systémů cvičení skončí.
V elektrárně bylo v době cvičení na 1 200 lidí. Z nich se ukrývalo na tisíc zaměstnanců, zbývajících 200 zabezpečovalo normální nepřetržitý provoz elektrárny nebo pracovalo jako pozorovatelé cvičení.

Temelínští operátoři cvičili „blackout“ naposledy 3. a 4. února 2011.

Těžko na cvičišti, lehko na bojišti

V roce 3. 8. 2006 nastal v české elektrické soustavě problém. Po signálu ochran linek vysokého napětí 400 kV v 14:51 došlo k odpojení rozvoden elektrické energie Slavětice a Čebín od zbytku republiky. Rozvodny a k nim připojené zdroje Jaderná elektrárna Dukovany a Vodní elektrárna Dalešice zůstaly několik desítek minut v tzv. ostrovním režimu. To mělo za následek rychlé automatické snížení výkonu Dukovan na 25 %. Pokud není síť schopná odebírat elektřinu vůbec, tak se bloky od sítě odpojí a sníží výkon jen na úroveň své vlastní spotřeby (elektrických cca 5 %). Rychlé snížení výkonu bloku ze 100 % na vlastní spotřebu může proběhnout na všech 4 reaktorech současně.

Personál zvládl situaci bezpečně, žádná havárie se nekonala.

Srovnání Japonska a Česka z hlediska seizmické aktivity

Oba regiony jsou zcela nesrovnatelné. Zatímco Japonsko je situováno v mimořádně seizmicky aktivní oblasti na rozhraní zemských desek, Česká republika leží uvnitř euroasijské desky a patří celosvětově k místům s nejnižší seizmickou aktivitou. Temelín leží na nejstarší a nejpevnější části Českého masivu. Seizmicita je jedním z důležitých kritérií, která se posuzují při výběru lokality pro jadernou elektrárnu a hodnotí se až do okolí 300 km od elektrárny. Temelín je projektován tak, aby byl s jistotou seizmicky odolný do úrovně zrychlení kmitání zemského povrchu 1 m/s², což by mohlo vyvolat blízké zemětřesení o síle 5,5 stupně. Temelín je podle projektu konstruován tak, aby byla zajištěna jaderná bezpečnost při seizmické události až do úrovně maximálního výpočtového zemětřesení včetně pádu či nárazu letadla a tlakové vlny. Pro stavební objekty, konstrukce a technologická zařízení je stanovena 1. kategorie seizmické odolnosti, která dává předpoklad provozování jaderného zařízení až do úrovně projektového zemětřesení bez přerušení dodávky elektrické energie do elektrizační soustavy. Pro zemětřesení vyšší úrovně, než je projektové zemětřesení, by byly oba bloky odstaveny a o jejich znovuuvedení do provozu by rozhodla až odborná technická inspekce. Od roku 1991 je seizmická aktivita v okolí elektrárny Temelín nepřetržitě monitorována lokální seizmologickou sítí.