Jaderná elektrárna

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání
Jaderná elektrárna Three Mile Island v USA, která se stala známou po své havárii.

Jaderná elektrárna je výrobna elektrické energie resp. technologické zařízení, sloužící k přeměně vazebné energie jader těžkých prvků na elektrickou energii. Skládá se obvykle z jaderného reaktoru, parní turbíny s alternátorem a z mnoha dalších pomocných provozů. V principu se jedná o parní elektrárnu, ve které se energie získaná jaderným reaktorem používá k výrobě páry v parogenerátoru. Tato pára pohání parní turbíny, které pohání alternátory pro výrobu elektrické energie.

Někdy používaný pojem atomová elektrárna je chybný, neboť z atomu se energie vyrábí i v elektrárnách na fosilní paliva. Současné jaderné elektrárny využívají jako palivo převážně obohacený uran, což je přírodní uran, v němž byl zvýšen obsah izotopu 235U z původních zhruba 0,7 % na 2 – 5 %.

Podle odhadů geologů a OECD vydrží známé a předpokládané zásoby uranu nejméně 270 let.[1][2][3]

Jaderné elektrárny jsou z energetického hlediska vhodné především pro výrobu elektrické energie v režimu základního zatížení (je vhodné, aby vyráběly energii pokud možno nepřetržitě). Regulace výkonu je sice možná, například v případě Jaderné elektrárny Dukovany byla odzkoušena regulace až na 50 % jmenovitého výkonu,[4] je však neekonomická, protože náklady na palivo tvoří jen malou část výrobních nákladů.

Na konci června 2014 bylo na celém světě v provozu 388 energických jaderných reaktorů, což je o 50 méně než v roce 2002, kdy jejich počet dosáhl maxima.[5]

Schéma[editovat | editovat zdroj]

Schéma nejběžnějšího typu jaderné elektrárny s tlakovodním reaktorem.

Schéma nejběžnějšího typu jaderné elektrárny s tlakovodním reaktorem:

  1. Reaktorová hala, uzavřená v nepropustném kontejnmentu.
  2. Chladicí věž.
  3. Tlakovodní reaktor.
  4. Řídící tyče.
  5. Kompenzátor objemu.
  6. Parogenerátor. V něm horká voda pod vysokým tlakem vyrábí páru v sekundárním okruhu.
  7. Aktivní zóna.
  8. Turbína - vysokotlaký a nízkotlaký stupeň.
  9. Elektrický generátor.
  10. Transformační stanice.
  11. Kondenzátor sekundárního okruhu.
  12. Plynný stav
  13. Kapalný stav
  14. Přívod vzduchu do chladicí věže.
  15. Odvod teplého vzduchu a páry komínovým efektem.
  16. Řeka
  17. Chladící okruh
  18. Primární okruh (voda pouze kapalná pod vysokým tlakem).
  19. Sekundární okruh (červeně značena pára, modře voda).
  20. Oblaka vzniklá kondenzací vypařené chladicí vody.
  21. Pumpa

Historie[editovat | editovat zdroj]

První jaderný reaktor (Chicago Pile-1) byl spuštěn 2. prosince 1942 na univerzitě v Chicagu (USA). Zasloužil se o to tým italského vědce Enrica Fermiho, který tak rozběhl historicky první řízenou štěpnou (řetězovou) jadernou reakci.

20. prosince 1951 byla na 1. experimentálním reaktoru EBR-1 (Idaho, USA) poprvé vyrobena elektřina z jaderné energie - byly rozsvíceny 4 žárovky. Později reaktor dosahoval elektrického výkonu 200 kW.

První elektrárna, která dodávala proud do sítě (výkon 5 MW), byla zprovozněna v Obninsku v bývalém SSSR. Připojena do sítě byla poprvé 26. června 1954. Jednalo se o předchůdce reaktorů černobylského typu (RBMK).

Za první skutečně komerční jadernou elektrárnu je považována elektrárna Calder Hall ve Velké Británii. Ta byla k síti poprvé připojena 27. srpna 1956. Její 4 bloky následně produkovaly elektrický výkon až 4x60 MW. Tato elektrárna současně sloužila i pro vojenské účely (výroba plutonia).

Dalším historickým milníkem je zprovoznění jaderné elektrárny Shippingport (Pennsylvania, USA) na konci roku 1957. Lze ji považovat za první jadernou elektrárnu vybudovanou pouze pro mírové účely (tj. bez snahy vyrábět plutonium). Tento experimentální reaktor o elektrickém výkonu 60 MW měl dvojí účel: prototyp pohonů vojenských plavidel a prototyp dnes nejrozšířenějších typů komerčních jaderných elektráren s tlakovodními reaktory (západní typ s označením PWR, ruský typ s označením VVER).

Protesty a útlum[editovat | editovat zdroj]

Část obyvatelstva v některých vyspělých zemích protestuje proti jaderné energetice a tyto protesty nabyly na intenzitě v poslední čtvrtině 20. století, obzvlášť po černobylské havárii. Podstatou protestů jsou zejména poukazy na rizika spojená s provozem jaderných elektráren, s jejich pořizovací cenou a problémy s jaderným odpadem (resp. použitým jaderným palivem) a těžbou paliva.

V některých zemích existují díky soustavnému tlaku odpůrců jaderné energie plány na odklon od jaderného programu. Příkladem může být Rakousko, kde referendum v roce 1978 50,5 % hlasů rozhodlo o tom, že téměř hotová jaderná elektrárna Zwentendorf nebude uvedena do provozu a stát se od jaderné energie odkloní. Místo jaderné byla postavena klasická elektrárna Dürnrohr, která spaluje polské a české uhlí. Velké protesty, zvláště z rakouské strany, provázely a provázejí i dostavbu a provoz české elektrárny Temelín. Německo má na základě energetické politiky z roku 1998 program útlumu jaderné energetiky, na němž se v roce 2000 dohodla vláda s provozovateli jaderných elektráren. Tento program byl sice v roce 2010 z rozhodnutí vládní koalice částečně[6] zrušen a doba provozu jaderných elektráren prodloužena o 8 až 14 let, po tragédii ve Fukušimě se však Německo vrátilo víceméně k původní dohodě. Jaderné elektrárny budou odstavovány postupně tak, jak budou nahrazovány obnovitelnými zdroji.

Stoupenci[editovat | editovat zdroj]

Proti početným skupinám odpůrců „jaderné energie“ stojí početné skupiny stoupenců[zdroj?], kteří považují jadernou energetiku za jediné možné řešení hrozící energetické krize a globálního oteplování. Vidí jaderné elektrárny jako jedno z mála ekologicky přijatelných a reálných řešení energetických problémů pro 21. století.[zdroj?] Často je zmiňována nutnost co nejrychlejšího vývinu fúzního reaktoru a jaderné elektrárny jsou považovány za jediný přijatelný prostředek, kterým se dá překlenout přechodné období vývoje a zavádění tohoto nového zdroje energie.

Stav ve světě[editovat | editovat zdroj]

Na konci června 2014 bylo na celém světě v provozu 388 energických jaderných reaktorů ve 31 zemích světa, což je o 50 méně než v roce 2002, kdy jejich počet dosáhl maxima.[5] Za rok 2013 vyrobily 2 359 TWh elektřiny, což bylo 10,8 % světové poptávky. (Největší podíl měly v roce 1996, 17,6 %, od té doby podíl jaderné elektřiny sklesá).[5] Dalších 67 reaktorů je ve výstavbě, z toho dvě třetiny (43) v Rusku, Indii a Číně. Z těch 67 rozestavěných je 8 reaktorů rozestavěno 20 a více let. U 49 reaktorů je zpožděna výstavba (o několik měsíců až několik let), zbylé jsou rozestavěny teprve do 5 let nebo ještě reálně nezačala výstavba, takže se nedá určit, je-li výstavba opožděná.[5]

Díky provozu jaderných elektráren ročně nemusí být vypuštěno 1,8 mld. t CO2[7]


Největší podíl elektřiny z jaderných elektráren se vyrábí ve Francii (73 % k roku 2013), Belgii (52 % k roku 2013), Slovensku (52 % k roku 2013) a Maďarsku (50 % k roku 2013). Ve Francii je v provozu 58 reaktorů s celkovou kapacitou 63 000 GWe (k 1. červenci 2014), absolutně nejvíce elektřiny z jaderných elektráren se vyrobí ve Spojených státech amerických, kde 100 reaktorů v provozu má kapacitu 99 000 GWe (k 1. červenci 2014)[5] Před odstavením Ignalinské jaderné elektrárny byl tento podíl největší na Litvě (79,9 % k roku 2003). V Rusku přežívají staré jaderné elektrárny, některé z nich podobného typu jako Černobyl a se zastaralou technologií. K zastavení některých z nich je Rusko tlačeno mezinárodním společenstvím.

V Česku jsou v provozu dvě jaderné elektrárny (Temelín a Dukovany) s celkovým výkonem 3760 MW; pokrývají přibližně 31 %[8] celkové spotřeby elektřiny v Česku.

Odkazy[editovat | editovat zdroj]

Reference[editovat | editovat zdroj]

  1. [1]
  2. http://www.scienceworld.cz/sw.nsf/byzbys/676F57EA7B46EF53C125718D004414D5?OpenDocument&cast=1
  3. http://www.cez.cz/presentation/cze/instance_view.jsp?folder_id=13215&instance_id=96008
  4. Jan KUBICA - Jiří MAREK, ČEZ, a. s., JE Dukovany: Historie projektu úpravy bloku JE Dukovany pro práci v proměnném zatížení, jeho realizace a provozní zkušenosti., Bezpečnost jaderné energie, ročník 12 (Jaderná energie 50), 2004, č. 1/2
  5. a b c d e SCHNEIDER, M., FROGGATT, A.. The World Nuclear Industry Status Report 201 4 [online]. Paris, London , Washington, D.C.,: A Mycle Schneider Consulting Project, červen 2014, [cit. 2014-08-18]. Dostupné online. (anglicky) 
  6. [2]
  7. http://www.volny.cz/casopis.energetika/e_0102_1.html odstavec Způsoby řešení ekologického zásobování energií
  8. http://www.cez.cz/presentation/cze/GetFile?type=FilFile&download=true&version=-2&id=500004588 PDF ke stažení, str.6

Související články[editovat | editovat zdroj]

Externí odkazy[editovat | editovat zdroj]