Kateřina Demjančuková – odbornice na seismiku jaderných elektráren

Seismicita v oblasti jaderných elektráren zajímá Kateřinu od dob jejích vysokoškolských studií. Má za sebou řadu zahraničních stáží, které jí umožnily dobře se v oboru zorientovat a připravit se na start ke skvělé profesní kariéře. Naše otázky směřovaly nejen k seismicitě, ale i obecně k problematice bezpečnosti jaderných elektráren.

Kateřino, jste druhým rokem v doktorském studiu na katedře energetických strojů a zařízení na ZČU v Plzni. Jaké je téma Vaší dizertační práce?

V dizertaci řeším „Vliv seismické události na redefinici havárie se ztrátou chladiva“. Současně spolupracuji s paní docentkou Danou Procházkovou z Fakulty dopravní ČVUT na projektu „Metodika přípravy vstupních dat pro seismické hodnocení energetických systémů“. Podílím se také na výuce předmětu „Člověk a energie“ a spolupracuji na inovaci předmětů „Technické vlastnosti reaktoru“ a „Vybrané statě o teple a proudění“. Další mé aktivity souvisejí s evropskými projekty, které katedra v současnosti řeší.

Na nedávné konferenci Evropského fóra mladé generace (ENYGF) v Praze jste vystoupila s příspěvkem k odolnosti jaderných elektráren vůči zemětřesení. Jsou podle vás stávající jaderná zařízení v Evropě seismicky dostatečně odolná?

Oficiální stanoviska a hodnocení z pohledu ČR samozřejmě mohou vyjadřovat pouze odpovědné orgány, tedy SÚJB nebo ČEZ. Podle mého názoru jaderná zařízení v Evropě seismicky patřičně odolná jsou. Existují parametry pro maximální výpočtová zemětřesení, kterým musí zařízení I. kategorie seismické odolnosti v konkrétní lokalitě odolat. Do I. kategorie seismické odolnosti patří budova, ve které je umístěn reaktor, kontejnment, budova s dieselgenerátory, reaktor a další hlavní zařízení technologie včetně potrubí, kabelů, bezpečnostních systémů a systémů souvisejících s jadernou bezpečností.

Jsou tedy tzv. „stress testy“ jaderných elektráren nutné?

Testování nyní prováděné v EU prověří bezpečnost při nejnepravděpodobnějších událostech kumulace různých vlivů. Z hlediska ochrany lidí a dalších veřejných zájmů je zcela na místě. Jejich hlavní přínos vidím především v uklidnění názorů veřejnosti. Pro jadernou energetiku to bude znamenat finanční náklady, nicméně pro podporu dalšího uplatnění jaderných zdrojů po událostech ve Fukušimě to bude prospěšné.

Vaše přednáška se týkala aktuálního tématu havárie v japonské elektrárně Fukušima, která byla iniciována právě zemětřesením. Myslíte, že bylo správné stavět jaderné zařízení právě v dané lokalitě?

Japonsko se nachází v seismicky velmi aktivní oblasti zvané Pacifický ohnivý kruh. Důvodem, proč se země soustředila na jadernou energetiku, je nedostupnost jiných klasických zdrojů energie. V Japonsku mají se seismicitou velké zkušenosti a Japonci jsou světovou špičkou v konstrukci seismicky odolných staveb – ať civilních nebo průmyslových. Japonské jaderné elektrárny jsou zásadně umístěny na skalním podloží a jsou navrhovány většinou jako velmi tuhé stavby. Zesílení seismického buzení do vyšších podlaží se tak minimalizuje. Tento princip je odlišný od evropského a amerického přístupu.

Co bylo příčinou havárie fukušimské elektrárny?

Japonská elektrárna Fukušima se při zemětřesení chovala tak, jak se očekávalo, a jak byla projektována. Odstavení elektrárny proběhlo podle předem daných scénářů. K neočekávaným problémům došlo asi půl hodiny po zemětřesení, kdy elektrárnu zaplavila až 18 metrů vysoká vlna cunami. Pro případ zemětřesení o maximální síle se očekávala vlna vysoká pouze 6,5 m a ochranná zeď kolem elektrárny byla proto vysoká jen 10 m. Problém nastal ve chvíli přerušení dodávek vody a elektřiny pro vlastní spotřebu a odvod zbytkového výkonu reaktoru.

Události ve Fukušimě potvrdily, že příroda dokáže zasáhnout silněji, než předpokládáme. Je vůbec technicky a konstrukčně možné postavit jaderné zařízení, které by odolalo jakémukoliv zemětřesení, vlně cunami, záplavám a jiným živelním pohromám?

Otázka mi připomněla dotaz moderátora České televize, který se v diskuzních pořadech v prvních dnech po havárii ptal odborníka sedícího ve studiu: „Jak je možné, že zařízení jako jaderná elektrárna není stoprocentně bezpečné?!“ Odpovědí by snad mohla být protiotázka: „Co v lidském životě je stoprocentně bezpečné?“

Uvědomme si, jak složitou úlohou je projekt stavby odolné vůči extrémním jevům. Za prvé, vždy v praxi hledáme to nejekonomičtější řešení, které splní požadovanou seismickou bezpečnost, tzv. přijatelné riziko. Za druhé řešíme problém vstupních dat. Kvůli časové a prostorové proměnnosti procesů, jejichž výsledkem jsou zemětřesení, musíme zvažovat i historická data, protože vstupní údaje používáme na prognózy zemětřesení, které se vyskytne jednou za deset tisíc let.

Českým jaderným elektrárnám samozřejmě nehrozí, že by jimi otřáslo zemětřesení nebo je zaplavila cunami. V této souvislosti se však někteří obávají rizika v podobě pádu letadla. Jak byste jejich obavy vyvrátila?

Na konferenci v Acapulcu v roce 1996 se konstatovalo, že je třeba zajistit odolnost jaderných elektráren kromě seismicity i vůči cunami, pádu letadla, teroristickému útoku, vnější explozi apod. Odolnost vůči pádu letadla se u nás počítala již v roce 1986 a k dispozici je matematický model nárazu stíhacího letadla do kontejnmentu temelínské elektrárny. Z něj také vycházejí příslušná bezpečnostní opatření.

Jak hodnotíte letošní setkání ENYGF?

ENYGF bylo perfektně připravené fórum, na němž jsem ocenila především možnost setkat se s mnoha mladými odborníky z českých i zahraničních univerzit, výzkumných organizací i průmyslu. Přínos vidím především ve vzájemné podpoře a v potvrzení toho, že obor, kterému se věnujeme, má svou budoucnost. Řešíme samozřejmě často velmi odlišné problémy související s jadernou energetikou. ENYGF pomohlo všem získat přehled o šíři oboru jaderné energetiky a také pocit jisté sounáležitosti se světovou mladou nukleární společností.

Vaše odborná činnost okolo seismicity Vám určitě zabere spoustu času. Nicméně, co děláte ve volném čase?

Snažím se utéct z města pěšky nebo na kole a cestou obejmout několik stromů. Protože jsem z Plzně, ráda posedím u piva, ale ani víno mi není cizí. S kamarády z Liberce a Ostravy, které jsem získala díky jednomu z projektů naší katedry, občas hrajeme bowling. Ale mým největším koníčkem je hudba. Poslouchám vše od klasiky přes swing, jazz a folk po moderní hudbu. V souboru UNIVERSE hraji na akordeon.

Léto končí. Nemáte náhodou nějaký tip na výlet, který by souvisel s energetikou?

Vloni se nám podařilo uspořádat jeden seminář v Srní. Naučná stezka Povydří potěší nejen turisty, ale zájemce o malé vodní elektrárny – můžete například navštívit elektrárnu Čeňkova Pila nebo Expozici Šumavská energie. Na trase je seismická stanice v Kašperských Horách.

---

Kateřina je absolventkou Fakulty aplikovaných věd ZČU v Plzni obor Aplikovaná mechanika. Tam se poprvé setkala s problematikou jaderného reaktoru, když psala u prof. Ing. Vladimíra Zemana, DrSc., diplomovou práci na téma Seismická odolnost reaktoru VVER 1000. Během studia strávila šest měsíců na stáži v Ecole Centrale de Marseille ve Francii, v roce 2010 absolvovala Letní školu jaderného inženýrství CENEN. V současné době studuje v prezenčním doktorském studiu na Katedře energetických strojů a zařízení (KKE) Fakulty strojní ZČU v Plzni a zároveň pracuje na částečný úvazek ve firmě Stevenson and Associates jako výpočtář. V současné době se podílí na zpracování projektu přehodnocení seismické odolnosti jaderné elektrárny Leibstadt ve Švýcarsku, a dále na projektu JHR (Jules Horowitz Reactor).