Čtvrtek, 1 října
Shadow

HN: Georgij Tošinskij: Nové reaktory musí odolat i lidské chybě

Profesor Georgij Iljič Tošinskij je i ve svých 85 letech stále činným vědcem. (Zdroj: Atominfo.ru)
Profesor Georgij Iljič Tošinskij je i ve svých 85 letech stále činným vědcem. (Zdroj: Atominfo.ru)

V Hospodářských novinách se objevil zajímavý rozhovor s profesorem Georgijem Iljičem Tošinským. Protože by byla škoda o rozhovor s touto osobností přijít, přejímáme ho pro naše čtenáře.

Ruská společnost AKME-engineering vlastněná Rosatomem a oligarchou Olegem Děripaskou vyvíjí v Rusku projekt, který – pokud se uskuteční – má změnit pohled na jadernou bezpečnost. Malý jaderný reaktor SVBR-100 má být poprvé uveden do provozu v roce 2018. Jeden ze zakladatelů ruské jaderné fyziky Georgij Tošinskij, který se na vývoji reaktoru podílí, přesvědčuje, že je tento typ reaktoru přelomový, protože u něj nemůže dojít k výbuchu a úniku radioaktivity. Reaktor je totiž chlazen směsí olova a bismutu s velmi vysokou teplotou varu namísto vody, kterou jsou chlazeny dnešní klasické reaktory. „Může se roztavit korpus i aktivní zóna, ale žádná exploze nenastane. Není zde žádná vnitřní síla, která by vymetla tuto radioaktivitu do okolního prostředí a vyvolala globální znečištění, jako tomu bylo v Černobylu,“ říká Tošinskij. Společnost plánuje prodávat tyto malé reaktory o výkonu sto megawattů ve světě ve velkém.

 

Působíte v jaderné energetice mnoho desetiletí. Jakým vývojem z hlediska bezpečnosti tento obor od padesátých let minulého století prošel?

Když jsem ukončil vysokou školu, spouštěla se v roce 1954 v Obninsku první jaderná elektrárna na světě. Pak se jaderná energetika začala rozvíjet. Nejdříve se objevily reaktory typu VVER s výkonem 200 megawattů, pak 300 a 440 megawattů a nakonec i s výkonem tisíc megawattů. A když nejvyšší státní vedení nařídilo vysoké tempo rozvoje jaderné energetiky v Sovětském svazu, zjistilo se, že existuje jen jeden nebo dva závody, které by mohly vyrábět silnostěnné korpusy pro tyto reaktory. Tehdy byl navržen reaktor, který nevyžaduje silnostěnný korpus. A to byl reaktor typu RBMK. Jenže tyto reaktory se chladily studenou vodou. Nesnášejí dehydrataci, a když se z nich odpaří voda, začínají zrychlovat, a to je velmi nebezpečná vlastnost. Proto byly podniknuty veškeré kroky, aby k tomu nedošlo. Když se začaly vyrábět civilní reaktory, vše bylo složitější, protože voda, která z nich pod tlakem vycházela, neměla teplotu nižší než 100 stupňů, ale 270 stupňů. V té době jaderné elektrárny spadaly pod ministerstvo strojírenství, v němž panovala díky vedení Lavrentijem Berijou (ministr vnitra SSSR za stalinské éry, pozn. red.) taková disciplína, že nikoho ani nenapadlo porušit nějaké nařízení. Všichni věděli, že by za to skončili ve vězení.

Tento systém fungoval do černobylské havárie?

Několik let před Černobylem se nejvyšší vedení rozhodlo, že je naprosto bezpečné předat jaderné elektrárny do správy ministerstva energetiky a elektrifikace, které se zabývalo výstavbou a provozem vodních a tepelných elektráren. Jak se později zjistilo, bylo to chybné rozhodnutí. Protože personál, který obsluhoval elektrárnu, neprocházel celým žebříčkem pracovních pozic. Z těchto lidí se začal vytvářet personál pro jaderné elektrárny, který tuto školu strachu z porušení předpisů nezažil. K tomu začal sovětský systém poněkud zahnívat. Mnozí známí činitelé říkali, že Černobyl byl důvodem rozpadu Sovětského svazu. Zkrátka, rozjeli se na červenou. Už měli svůj princip, že když se něco nesmí, ale vy to moc chcete, tak můžete. Nejvíce šokující ale bylo, že na rozdíl od Fukušimy a havárie americké elektrárny Three Mile Island, v nichž se jednalo o technické závady, byla havárie v Černobylu způsobena lidským zaviněním, přičemž veškeré zařízení bylo v naprostém pořádku. Jen někdo mačkal tlačítka, aniž by věděl, co dělá, odpojil všechny bezpečnostní systémy a doufal, že se nic hrozného nestane. Teprve později nám došlo, že nelze stavět takové reaktory, kde vinou neprofesionality a nesprávného zacházení může dojít k havárii. Dnes už to všechno velmi dobře chápeme a takové reaktory již neexistují. Obzvlášť dnešní doba je neklidná, hrozba teroristických útoků stále stoupá a jaderné elektrárny jsou potenciálním cílem pro teroristy.

Je to například jeden z argumentů Německa pro odchod od jádra.

Jistě. Bývalý generální ředitel Mezinárodní agentury pro atomovou energii Muhammad Baradej napsal speciální zprávu, že je potřeba se připravovat a vypracovat plány na odvrácení teroristických hrozeb. My na tyto hrozby reagujeme novým zařízením, které je vyvíjeno v rámci programu vypracovaného Rosatomem a schváleného ruskou vládou. Tento program má velmi mnoho cílů, mezi nimiž je i uzavření jaderného palivového cyklu, jelikož problém nakládání s vyhořelým jaderným palivem není v dnešní době nikde uspokojivě vyřešen. Skladiště se neustále zvětšují, i když jsou vcelku kompaktní. Nicméně tento problém je stále větší a vyřešit ho lze pouze tak, že se spustí rychlé reaktory, které mohou v uzavřeném palivovém cyklu toto vyhořelé palivo zužitkovat. V programu Rosatomu je velmi těžké vybrat nejlepší a nejbezpečnější ze tří reaktorů, které jsou vyvíjeny. Nejprve je třeba reaktor postavit, získat zkušenosti a teprve pak říci, jestli funguje a jaké má bezpečnostní charakteristiky.

Takže dnes vyvíjíte současně tři projekty?

Ano, tři typy rychlých reaktorů. Přičemž ve dvou z nich se využívají chladicí média z těžkých tekutých kovů. Jedním je reaktor SVBR-100, kde je chladicím médiem slitina olova a bismutu, která se u nás používala na jaderných ponorkách. Druhým je reaktor s čistým olovem, které má své výhody, ale i nedostatky. V přírodě neexistuje ideální chladicí médium, aby mělo samé klady a žádné zápory. U každého se něco najde. Voda má dobré využití, ale má vysoký tlak. Sodík skvěle vede teplo, ale při kontaktu se vzduchem hoří a tak dále. Avšak těžké tekuté kovy se liší od ostatních chladicích médií tím, že v sobě nemají nahromaděnou potenciální energii, která může způsobit explozi reaktoru, a to za žádných okolností.

Jak je hrozba výbuchu eliminována?

Těžké tekuté kovy mají velmi vysokou teplotu varu. Tyto kovy se vaří při teplotě přibližně 1700 stupňů Celsia. A pracovní teplota v reaktoru je 500 stupňů. To znamená, že i když teplota dosáhne 1000 stupňů, stejně nevznikne žádný přebytečný tlak. Může se roztavit korpus i aktivní zóna, ale k žádné explozi nedojde. Není zde žádná vnitřní síla, která by vyhodila tuto radioaktivitu do okolního prostředí a vyvolala globální znečištění, jako tomu bylo v Černobylu. Ale ti, kteří tyto reaktory vyvíjejí a obsluhují, musí vycházet z presumpce nebezpečí jakéhokoli reaktoru. Atomová energetika je nejhorší, kvůli své radioaktivitě. Byl bych šťastný, kdyby radioaktivita nebyla. Měli bychom energii, a kdyby došlo náhodou někdy k nějaké explozi, tak by se jednalo pouze o lokální záležitost. Radioaktivita je velmi nepříjemnou vlastností jaderné energetiky, ale zůstává pravdou, že nic lepšího zatím lidstvo nevymyslelo. Je sice velmi hezké, že v Německu využívají vítr, slunce, příliv, odliv a tak dále, to ale může pokrýt spotřebu maximálně z patnácti procent. Jaderná energetika je seriózní, ale potenciálně nebezpečná technologie, a v žádném případě by se neměla rozvíjet na dvě stě let, pokud nelze vymyslet taková zařízení, která nebudou schopna explodovat zevnitř a nebudou omezena vyhořelým palivem.

Co soudíte o americkém projektu Hyperion, který je podobný vašemu projektu?

Z toho nic nebude. Projekt prošel několika modifikacemi. Internetová reklamní kampaň byla úžasná, byla tam fotografie fronty asi stovky lidí. Nejdřív to byl ale nějaký naprosto prapodivný reaktor, a tak se něj velmi rychle upustilo. Pak přišli na to, že udělají reaktor o výkonu 25 megawattů se slitinou olova a bismutu. Je ale lehčí to říci než to udělat. Ve Spojených státech s tím neměli žádné zkušenosti, žádné odborníky. Takže ze začátku s tím nadělali hodně humbuku, ale dnes už ten projekt v podstatě neexistuje.

Vývoj vašeho reaktoru začal v souvislosti s jadernými ponorkami. Není na škodu, že rozvoj civilní jaderné energetiky závisel na spěšném vývoji vojenských jaderných technologií v období studené války? Nemá to negativní vliv na dnešní civilní jadernou energetiku?

Historii nelze vrátit zpět. A pokud analyzujete veškeré vynálezy v oblasti civilních technologií, zjistíte, že téměř všechny byly původně využívány ve vojenství. Radioelektronika se začala rozvíjet především k vojenským účelům. A to samé platí i u obohaceného uranu. Rozdělení izotopů bylo rozvinuto za účelem konstrukce atomové bomby, ale dnes bez něj nemůže fungovat žádný civilní reaktor.

Zdá se, že budoucnost jaderné energetiky je v některých zemích, například v Německu, mrtvá. Má podle vás jaderná energetika budoucnost?

Citlivým tématem v jaderné energetice je její bezpečnost. Dnes nikdy nezískáte povolení ke stavbě jaderné elektrárny, pokud budou obyvatelé z okolí v referendu hlasovat proti. Rozvoj jaderné energetiky je úzce spojen se souhlasem veřejnosti. A pokud ho společnost nepodporuje, jaderná energetika se rozvíjet nebude. Politici totiž velmi citlivě vnímají hlas veřejného mínění. A když se blíží volby, je jim jasné, že mají šanci zelení, kteří jsou proti jaderné energetice. A proto pokud chce politik vyhrát ve volbách, musí jít touto cestou. Ale tohle je jen konjunkturní, krátkodobé řešení. Politik byl zvolen na čtyři roky, ale energie musí být vždy. Zabezpečení cenově dostupné a čisté energie pro obyvatele své země, to je úkol politiků. Neúprosně se blíží doba, kdy plyn a ropa budou stále dražší. A cena elektrické energie je ze sedmdesáti procent tvořena cenou paliva. V USA sice začali využívat břidlicový plyn, který je levný, ale jeho zásoby vystačí jen na deset, možná dvacet let, rozhodně ne na století.

Všechny reaktory mají nějaké nedostatky. Jaké nedostatky mají reaktory, které vyvíjíte?

Reaktor, který vyvíjíme my, pracuje s jiným chladicím médiem, které nevyžaduje vysoký tlak. Tím se eliminoval hlavní faktor nebezpečí.

Jsou tam jiné faktory nebezpečí?

Faktorů nebezpečí je všeobecně mnoho.

Setkali jste se s některými z nich při vývoji tohoto systému?

Samozřejmě. Specifika různých reaktorů spočívají v chladicím médiu. Všude jsou pumpy, parní generátory, obvody. Ale v závislosti na tom, jaké médium použijete, získáte různé generátory s různými vlastnostmi, včetně bezpečnostních charakteristik. Když jsme začínali na tomto systému v padesátých letech pracovat, bylo toto chladicí médium naprosto neznámé. Naproti tomu voda, kterou používali v jaderných ponorkách, se už půl století využívala jako chladicí médium v tepelné energetice. Existovaly normy kvality vody, protože všem bylo jasné, že se do parního kotle nesmí nalít mořská voda nebo voda z kohoutku. Když se na chladicích elementech reaktoru vytvoří usazeniny jako na varné konvici, reaktor shoří. Proto byly vyvinuty velmi přísné normy kvality vody a sestrojeny přístroje, kterými se tato kvalita měřila. Všechno je to vyzkoušené, dobře to funguje, a proto zde nejsou žádné problémy. Ale když jsme začínali pracovat se slitinou olova a bismutu, nebyly s ní žádné zkušenosti ani u nás, ani ve světě. Byli jsme průkopníci.

Můžeme zaměňovat materiály, měnit chladicí média, zvyšovat výkon. V jakých technologiích je potenciál přechodu na zcela jiné zdroje energie?

Nejsem futurolog. Ale všeobecně vzato, veškeré energetické technologie jsou velmi setrvačné. Například parní turbína existovala již před sto lety. Fungovala, funguje a bude i nadále fungovat ještě dalších sto let, ale ne věčně. V termodynamice je druhý zákon, Carnotův cyklus, který nedovoluje přeměnit na elektrickou či mechanickou energii veškerou tepelnou energii. Spálíte jednu tunu uhlí a získáte určité množství tepla. Můžete to převést na kilowatthodiny tepelné energie. Ovšem elektrické energie z toho získáte jen jednu třetinu, maximálně polovinu, a druhou polovinu musíte vypouštět do atmosféry. Když se podíváte na okolí jakékoliv elektrárny, stojí tam chladicí věže a vychází z nich pára. To se vypouští do atmosféry nevyužité teplo termodynamického cyklu.

Pokud to řekneme velmi zjednodušeně, základem dnešní energetiky jsou parní turbíny z 19. století.

Ano, my jsme pouze zaměnili zdroj páry. Dříve byl parní kotel, dnes je jaderný, který místo ropy, plynu a uhlí spaluje uran. Jeho energetický potenciál stokrát převyšuje zásoby ropy a plynu a vystačí na deset tisíc let. Při myslitelném rozvoji jaderné energetiky budou tyto zdroje stačit. A to vůbec nemluvím o tom, že je uran ve velmi malých množstvích obsažen v mořské vodě. Zdroje jsou tedy naprosto neomezené. Dnes je ale tento uran velmi drahý. Když je uranu hodně a je levný, nevyžaduje ekonomika přechod na jiný zdroj, protože by to bylo nákladné. A hlavní úkol vývojářů spočívá v tom, aby postavili rychlý reaktor, který nebude dražší než tepelný. Pak to ekonomika dovolí.

Je možné říci, o kolik je váš reaktor levnější než klasický jaderný?

Nechtěl bych si tu teď vymýšlet, protože dokud reaktor není postavený, je velmi těžké určit jeho cenu na papíře. Ale když se počítá přibližná cena, vychází to o dvacet procent levněji. Pokud se vám podaří o deset procent snížit výrobní cenu kilowatthodiny, dvakrát tím zvýšíte zisk. A pokud se dvakrát zvýší zisk, dvakrát se sníží doba návratnosti kapitálu.

Na které trhy se chcete s těmito reaktory zaměřit?

Společnost AKME-engineering už podepsala více než desítku memorand o záměrech některých zemí, jež chtějí postavit tyto reaktory. Tento projekt ale v současné době není připravený pro export, i když podle základních propočtů je trh malé energetiky obrovský. Abychom si byli sami jisti v bezpečnostních i ekonomických otázkách, musíme projekt nejprve vyzkoušet u sebe. Teprve když bude v Dimitrovgradu postaven výzkumný průmyslový energoblok a bude se využívat tři roky, pak se nejspíš vytvoří skutečná fronta zájemců, protože takové charakteristiky bezpečnosti nemohou být dosaženy u žádného jiného reaktoru. A co se týče ekonomiky, když si vezmete turbínu o výkonu jednoho gigawattu a dvě turbíny o výkonu pěti set megawattů, dvě turbíny s menším výkonem budou vždy dražší. To samé platí i u reaktorových zařízení. To znamená, že když snižujete výkon, poměrné náklady budou vyšší. Tyto ztráty lze kompenzovat sériovou výrobou. Kdyby se vytvořila pásová výroba SVBR s produkcí jednoho reaktoru měsíčně, jejich cena by prudce klesla.

Spuštění reaktoru plánujete na rok 2017?

Dnes se to už odhaduje na rok 2018.

Jak si můžete být tímto datem jisti? Říkáte, že technologie pro civilní energetiku se vyvíjejí již od počátku devadesátých let. Může se stát, že poskytnutí projektu ke komerčním účelům se opět zdrží.

Nejsem Pánbůh. Jde o to, že i když říkáme, že vývoj začal už na začátku devadesátých let, skutečné financování začalo v roce 2009, kdy se do výzkumu zapojil soukromý investor Oleg Děripaska. A když došlo k podpisu dohody mezi Děripaskou a generálním ředitelem Rosatomu Sergejem Kirijenkem, byla vytvořena akciová společnost, v níž polovinu vlastní stát a druhou polovinu soukromý investor. Fakticky projekt funguje a skutečně se rozvíjí teprve čtvrtým rokem. Zatím nemáme žádné problémy s financemi, všechno máme od soukromého investora. Ale když cena poroste, pak bude muset soukromý investor něco přidávat. Pro něj je to jen malá částka z celého podnikání, nicméně je to velmi prestižní a důležitý projekt.

V Česku se řeší otázka, zda se má dostavět Temelín. Pokud vyvinete reaktor SVBR v roce 2018 a bude levnější, nemělo by cenu počkat a postavit elektrárnu levněji?

To záleží na tom, jakou má stát poptávku po elektřině. Pokud potřebuje elektřinu, vzniká otázka, kde tuto energii vzít. Naše reaktory zaostávají z hlediska připravenosti ke komerčnímu využití za těmi chlazenými vodou přibližně o deset let. Za deset let, když bude reaktor vyzkoušený, nebudou žádné problémy a mohou být uskutečněny projekty, jelikož výhoda SVBR spočívá v tom, že je to modulový reaktor a je možné z něj vytvořit energoblok o výkonu až tisíc megawattů.

Mohly by tyto reaktory nahradit Dukovany?

Přesně tak. Myslím si, že využití této technologie je fakticky výměna reaktorového zařízení bez nutnosti výstavby nové elektrárny. Například v Novovoroněži jsou dva bloky VVER-440. Jeden bude zastaven v roce 2020, druhý v roce 2025. Opustit je nemůžeme. Proto byl na základě objednávky Rosatomu proveden výzkum, při němž bylo zjištěno, že v místnosti, kde jsou dnes parní generátory, je možné umístit reaktory SVBR, které budou vyrábět takové množství páry s takovými parametry, jaké produkovalo jedno reaktorové zařízení VVER-440.

Pomáhají čeští fyzici a firmy při výrobě SVBR-100?

Pomáhají strojírenské komplexy. AKME-Engineering podepsal v Česku dohody se třinácti společnostmi, které se zavazují zhotovit celou řadu vybavení ve svých strojírenských závodech. Zatím se ale jedná pouze o výzkumný blok v Dimitrovgradu. Jiná situace nastane, pokud bude zapotřebí 24 reaktorů pro Dukovany. A když bude systém fungovat, pro české firmy to bude znamenat obrovskou průmyslovou zakázku. Česko se skutečně může ocitnout na prvních pozicích ve výrobě.

 

***

Georgij Iljič Tošinskij (85) je ruský fyzik, doktor technických věd, profesor, nositel řady vědeckých ocenění. Vedoucí výzkumu a poradce generálního ředitele Státního výzkumného centra Ruské federace – Fyzikálně-energetického institutu A. Lejpunského. Je absolventem Moskevského energetického institutu (MEI). Jeho diplomová práce byla zaměřena na konstrukci tlakovodních reaktorů. Systém, postavený podle jím navrženého schématu, byl zařazen do výzbroje ruského válečného námořnictva a dodnes funguje na řadě plavidel, zejména ponorek, ruské flotily. V současnosti Tošinskij pracuje na vývoji reaktoru čtvrté generace SVBR-100, který vzniká v ruské společnosti AKME-engeneering. Projekt z poloviny vlastní stát prostřednictvím společnosti Rosatom, druhou polovinu ovládá ruský oligarcha Oleg Děripaska, který zajišťuje i financování projektu. Reaktor SVBR-100 by měl být uveden do provozu v roce 2018.

 

Zdroj: Hospodářské noviny

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Tato stránka používá Akismet k omezení spamu. Podívejte se, jak vaše data z komentářů zpracováváme..