16.10.2021

Dnes slavíme smutné výročí jaderné energetiky, výročí havárie Černobylské jaderné elektrárny, ke které došlo 26. dubna 1986. Co změnila? Jak postupuje likvidace elektrárny? Jak přispěla k rozvoji technologií?

3. a 4. blok Černobylské elektrárny po havárii. (Zdroj: CHNPP.gov.ua)
3. a 4. blok Černobylské elektrárny po havárii. (Zdroj: CHNPP.gov.ua)

Rozšíření mezinárodní spolupráce

O příčinách havárie toho bylo napsáno hodně, ať už jde o technologii, lidský faktor nebo politiku. Jisté je to, že Černobyl nepřinesl konec reaktorů RBMK, ve kterých ihned po havárii proběhly velké úpravy a modernizace a které jsou dodnes bezpečně provozovány. Přinesl však výrazné změny v kultuře bezpečnosti, bezpečnostních systémech a dalších oblastech, a to v celosvětovém měřítku.

Nejmarkantnějším důsledkem Černobylské havárie (kromě strachu z radiace) je rozšíření mezinárodní spolupráce v otázkách provozování jaderných elektráren a jejich bezpečnosti. Zvětšila se spolupráce v rámci Mezinárodní agentury pro atomovou energii, která stanovuje doporučení pro zvyšování bezpečnosti jaderných bloků, a vznikla zcela nová organizace WANO (Světová asociace provozovatelů jaderných elektráren).

Jejím cílem je to, aby provozovatelé z celého světa sdíleli své zkušenosti a společně tak zvyšovali bezpečnost a spolehlivost svých jaderných elektráren. V rámci partnerských prověrek navštěvují jaderné bloky mezinárodní týmy odborníků na jadernou bezpečnost a hledají oblasti, ve kterých je možné kulturu bezpečnosti a jadernou bezpečnost dále posilovat.

Kontrola organizace WANO v Kolské jaderné elektrárně. (Zdroj: Rosatom)
Kontrola organizace WANO v Kolské jaderné elektrárně. (Zdroj: Rosatom)

Nová bezpečnostní opatření

S bezpečností jsou spojeny i nové bezpečnostní systémy. V Černobylu došlo k roztavení aktivní zóny a vzniklá tavenina se protavila do spodních pater bloku a hrozilo, že z elektrárny unikne a kontaminuje spodní vodu. Aby se to nestalo, byly pod 4. blokem vyhloubeny tunely, které měly být zabetonovány a vytvořit tak dodatečnou vrstvu, která zabrání úniku radioaktivních látek.

Moderní bloky generace III/III+ se této situaci snaží předcházet už v samotném projektu a bývají vybaveny tzv. lapačem taveniny. Ruské bloky VVER používají ocelový lapač vyplněný obětním materiálem, který zajistí chlazení taveniny a zabrání samovolnému rozběhnutí řetězové štěpné reakce. Francouzské bloky EPR na to jdou jinou cestou a tavenina steče do speciálního vybetonovaného prostoru, kde se rozlije do větší plochy. Pak je chlazena a nedojde k jejímu nekontrolovatelnému protavení ven z elektrárny.

Jiné bloky, jako například americké AP1000, lapač nemají a sázejí na preventivní opatření, která zabrání úniku taveniny ze samotného reaktoru.

Lapač taveniny reaktoru EPR (Zdroj: EDF)
Lapač taveniny reaktoru EPR (reactor pit with melt plug = reaktorová šachta s tavnou zátkou; core catcher = lapač taveniny; melt discharge channel = kanál pro průtok taveniny; passive flooding line incl. valve = kanál pro pasivní zalití taveniny vodou, vč. ventilu) (Zdroj: EDF)
Lapač taveniny pro blok VVER-1000 indického Kudankulamu. (Zdroj: Rosatom)
Lapač taveniny pro blok VVER-1000 indického Kudankulamu. (Zdroj: Rosatom)

Pokrok v likvidaci 4. bloku v Černobylu

Nejdůležitější novinkou z posledních několika let je zprovoznění nového sarkofágu, který zakrývá poškozený čtvrtý blok v Černobylu. V dubnu 2019 byl nový sarkofág utěsněn a byly uvedeny do provozu všechny jeho systémy. Kvůli minimalizování radiační zátěže pracovníků při jeho stavbě bylo rozhodnuto, že se postaví vedle 4. bloku a pak se po kolejnicích posune nad starý sarkofág. S délkou 162 metrů, šířkou 257 metrů, výškou 108 metrů a hmotností 36 tisíc tun jde o největší pozemní pohyblivý objekt na světě. Náklady na budovu se stoletou životností, která byla financována Evropskou bankou pro obnovu a rozvoj, se vyšplhaly na celkových 1,5 miliardy eur (v přepočtu 39 miliard korun).

Uvnitř starého sarkofágu se stále ještě nachází roztavená aktivní zóna 4. bloku a podle odhadů zhruba 200 tun vysoceaktivních materiálů. Vzhledem k tomu, že tato železobetonová konstrukce vznikala narychlo a měla omezenou životnost, je po 35 letech její stabilita riziková. Její západní stěna byla v minulých letech vyztužena dodatečnou konstrukcí, která částečně nese hmotnost střechy, čímž se podařilo životnost prodloužit. I tak ji v nadcházejících letech čeká rozebrání a likvidace.

Demontáž starého sarkofágu bude řízena dálkově a půjde o velmi komplikovanou činnost. Vzhledem ke stavu budovy bude před odebráním každé části nutné zbývající konstrukci vyztužit, aby se předešlo jejímu zhroucení. Jednotlivé části budou uvnitř nového sarkofágu rozřezány na menší díly a vloženy do přepravních kontejnerů. Podle míry jejich kontaminace potom budou tříděny k recyklaci nebo k uložení do úložiště.

Stavba nového sarkofágu proběhla vedle poškozeného bloku. (Zdroj: CHNPP.gov.ua)
Stavba nového sarkofágu proběhla vedle poškozeného bloku. (Zdroj: CHNPP.gov.ua)

Nový sarkofág zakrývá budovy poškozeného 4. bloku. (Zdroj: ICE.org.uk)
Nový sarkofág zakrývá budovy poškozeného 4. bloku. (Zdroj: ICE.org.uk)

Práce uvnitř nového sarkofágu. (Zdroj: CHNPP.gov.ua)
Práce uvnitř nového sarkofágu. (Zdroj: CHNPP.gov.ua)

Robotika v Černobylu

Vzhledem k radiaci jsou pro provedení těchto prací nezbytné robotické technologie. Hlavní jeřáb pro nový sarkofág dodala společnost PAR systems, která se zabývá dálkově řízenými a robotickými stroji. s délkou 96 metrů jde o největší robotický jeřáb na světě. Jeho úkolem bude rozebírat starou konstrukci sarkofágu a manipulovat s vysoceaktivními odpady.

Robotika byla při likvidaci následků havárie Černobylské elektrárny klíčová už od počátku. Krátce po havárii byli nasazeni dálkově řízení roboti, kteří byli vyvinuti pro potřeby jaderného průmyslu. Velkým impulzem pro rozvoj robotiky totiž byla havárie americké jaderné elektrárny Three Mile Island.

Při vývoji nových robotů potom ruští vědci a univerzity využili také zkušenosti z vesmírného programu. Jedním z typů nasazených v Černobylu byl STR-1, který nápadně připomíná měsíční vozítko a který odklízel radioaktivní trosky ze střechy reaktorové budovy. Kromě robotů domácí produkce se používali i roboti z Německa a dalších zemí, avšak v tehdejší době trpěly problémy s řízením, takže velká část práce stále zůstávala na lidech.

Dalším robotem byl ruský Mobot, který kromě čištění střechy 4. bloku pomáhal i s betonováním sarkofágu.

Použití robotů v Černobylu pokračuje i v dnešní době. Například malá bezpilotní letadla slouží k monitorování radiace v okolí elektrárny, což je důležité pro jeho dekontaminaci.

Robot STR-1 vznikl úpravou projektu měsíčního vozítka. (Zdroj: 360carmuseum.com)
Robot STR-1 vznikl úpravou projektu měsíčního vozítka. (Zdroj: 360carmuseum.com)

Dálkově řízený buldozer v Černobylu. (Zdroj: CHNPP.gov.ua)
Dálkově řízený buldozer v Černobylu. (Zdroj: CHNPP.gov.ua)

Mobot vyvinutý Moskevskou státní technickou univerzitou speciálně pro odklízený radioaktivních trosek v Černobylu. (Zdroj: 360carmuseum.com)
Mobot vyvinutý Moskevskou státní technickou univerzitou speciálně pro odklízený radioaktivních trosek v Černobylu. (Zdroj: 360carmuseum.com)

Nový sklad paliva

Další novinkou je nový sklad použitého jaderného paliva z Černobylských bloků, který byl nedávno uveden do provozu. Palivo ze 4. bloku a ze zbývajících tří, z nichž poslední byl uzavřen v roce 2000, je zatím uloženo ve starém bazénovém skladu, který ale není určen pro dlouhodobé skladování. Ještě v rámci Sovětského svazu se počítalo s odvozem použitého paliva k přepracování do Ruska, ale po rozpadu Východního bloku palivo zůstalo na Ukrajině. Celkově jde o více jak 21 tisíc palivových kazet z bloků RBMK-1000.

V minulých letech byl proto poblíž Černobylské elektrárny postaven nový sklad paliva, který umožňuje jeho dlouhodobé skladování. Americká společnost Holtec, která nový sklad stavěla, jej popisuje jako nejkomplexnější suchý sklad jaderného paliva s řadou unikátních rysů. Mezi ně paří například dvojitá stěna skladovacích kontejnerů, která zabraňuje jakémukoliv úniku radiace, a plynný vysoušeč pro absorpci veškeré vlhkosti, která v palivových souborech zůstala.

První kontejner s 93 palivovými kazetami byl do skladu umístěn v listopadu 2020.

Nový sklad použitého paliva z bloků RBMK-1000 Černobylské elektrárny. (Zdroj: CHNPP.gov.ua)
Nový sklad použitého paliva z bloků RBMK-1000 Černobylské elektrárny. (Zdroj: CHNPP.gov.ua)

Vkládání prvního kontejneru s palivem do skladu v Černobylu. (Zdroj: Holtec)
Vkládání prvního kontejneru s palivem do skladu v Černobylu. (Zdroj: Holtec)

Vyřazování bloků 1 až 3

Kromě likvidace 4. bloku je podstatný i postup při vyřazování zbývajících tří černobylských bloků z provozu. V roce 2018 byl z reaktoru 1. bloku zkušebně vyjmut jeden palivový kanál společně s kanálem řízení a ochrany. Reaktory RBMK mají aktivní zónu tvořenou palivovými kanály, ve kterých jsou palivové kazety a kterými obíhá chladicí voda. V každém reaktoru je přes 1600 palivových kanálů a 227 kanálů řízení a ochrany. Odladění procesu vyjímání, fragmentace a balení palivových kanálů do obalových souborů je tak klíčovou etapou vyřazování bloků z provozu. Podle plánu by tato práce měla být ve všech třech blocích hotová do konce roku 2028.

Prázdné reaktory a nejkontaminovanější zařízení pak budou zapečetěny a do roku 2045 se bude čekat na to, až radiace díky přirozenému rozpadu poklesne na nižší úroveň, která umožní další práce. Do roku 2064 by měla pokračovat demontáž zařízení a budov a výsledkem bude čistá lokalita.

Strojovna 1. bloku během demontážních prací. (Zdroj: CHNPP.gov.ua)
Strojovna 1. bloku během demontážních prací. (Zdroj: CHNPP.gov.ua)

Schéma palivových kanálů v reaktoru RBMK. (Zdroj: Estimation of the inventory of 14 C and other key radionuclides in irradiated RBMK-1500 graphite based on limited measurements and full 3D core modeling)
Schéma palivových kanálů v reaktoru RBMK. (Zdroj: Estimation of the inventory of 14 C and other key radionuclides in irradiated RBMK-1500 graphite based on limited measurements and full 3D core modeling)

Vyjímání palivového kanálu v 1. bloku. (Zdroj: CHNPP.gov.ua)
Vyjímání palivového kanálu v 1. bloku. (Zdroj: CHNPP.gov.ua)

Zdroje: World-nuclear.org, World-nuclear-news.org, CHNPP.gov.ua, PAR.com, Electronicspecifier.com, Power-technology.com, Chernobyladventure.com, HoltecInternational.com, WANO.info

O autorovi

admin

jaderná energie - The Edge z U2 pro jádro - Životní prostředí (the edge 2016 iheart live billboard 1548 compressed) 2
Následující článek

Leave a Reply

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

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