Jak chladne Fukušima a proč by se situace měla uklidňovat

aktualizováno  0:05
I když se to při pohledu na zprávy možná nezdá, situace v reaktorech jaderné elektrárny Fukušima by se měla už jen uklidňovat. Myslí si to jaderní experti. Proč, vysvětlí obrázek, který je za tisíce slov.

Palivové tyče v jaderné elektrárně Fukušima 1 na archivním snímku ze srpna 2010 | foto: Profimedia.cz

"Myslím, že reaktory ve Fukušimě už snad mají nejhorší za sebou a od této chvíle bude situace už jenom klidnější," říká Dušan Kobylka z Katedry jaderných reaktorů FJFI ČVUT. Svůj názor neopírá jen o odborné zkušenosti. Vytvořil také jednoduchý model chování reaktorů elektrárny Fukušima, který jeho opatrný optimismus může graficky srozumitelně vysvětlit i laikům.

Vysvětluje, proč byly pro zvládnutí havárie klíčové první desítky hodin. Když se tyto krizové chvíle podařilo překonat, jsou reaktory podstatně zvladatelnější, soudí český atomový odborník.

Každá hodina dobrá

Porozumět principu není složité. "Důležité je si uvědomit si, že reaktory nevytvářejí elektřinu, ale teplo," shrnuje Kobylka. Většina z nás to asi ví, ale málokomu je jasné, kolik tepla v reaktoru vlastně vzniká.

V okamžiku zemětřesení tak například reaktor 1. bloku elektrárny Fukušima ve své aktivní zóně vytvářel zhruba 1 400 megawattů tepla. Teplo se mění u těchto elektráren na elektřinu s účinností asi 31,8 procent (u moderních typů to bývá mírně víc). Výroba elektřiny činila tedy zhruba 460 MW, tedy necelou polovinu jednoho bloku Temelína.

Silnější reaktory 2. a 3. bloku vyráběly zhruba 780 MW elektřiny. V jejich nitru tedy vznikalo přes 2 400 MW tepla.

Graf - Zbytkový výkon odstaveného jaderného reaktoru

Graf - Zbytkový výkon odstaveného jaderného reaktoru

Po zavedení regulačních tyčí tepelný výkon neklesne k nule okamžitě. Po hodině, kdy v elektrárně přestala fungovat čerpadla poháněná dieselgenerátory, činil místo 2 400 zhruba 40 MW u silnějších reaktorů 2 a 3 a necelých 23 MW u slabší jedničky. To je počáteční okamžik uvedeného grafu.

Ohromný a rychlý propad výkonu je dán z počátku dobíhající řetězovou reakcí, posléze rozpadem nahromaděných produktů štěpení. Tvoří sice jen malou příměs ve většinovém uranu, ale intenzivně září a generují teplo i po odstavení reaktoru, tedy po zastavení štěpné reakce. Protože je jich ale v celkovém množství uranu tak málo, vyrábí podstatně méně tepla než reaktor za chodu.

Množství vytvářeného tepla, tzv. tepelný výkon, tak sice rychle kleslo z více než tisíce megawattů na několik desítek. Ale i to je spousta energie, která se v reaktoru drží jako v termosce, a kterou je třeba odvádět, aby teplota v aktivní zóně nestoupala.

Střední teplota paliva pracujícího reaktoru typu Fukušimy se pohybuje zhruba mezi 400 až 600°C. Když se reaktor po odstavení nějakým způsobem nechladí, během několika hodin se vlivem zbytkového tepla může vyšplhat až k teplotám tavení paliva.

Navíc se při těchto vysokých teplotách poškozují povlaky paliva a vzniká vodík (od cca 1 200°C). Z paliva se uvolňují další radioaktivní prvky a aktivní zóna reaktoru je částečně nebo i zcela ztracena.

Rozebrat nepoškozený odstavený reaktor brzy po odstavení je drahé a možné jen za dodržování přísných bezpečnostních opatření. Rozebrat reaktor s poškozenou aktivní zónou je s dnešní technikou téměř nemožné.

Jsme na teplotní rovince

Pro omezení následků havárie je tedy klíčové udržet teplotu v reaktoru v přijatelných mezích. Jak jasně ukazuje výše uvedený graf množství vývinu zbytkového tepla, je to nejtěžší v prvních hodinách po havárii. Bez řádného chlazení by se reaktory přehřívaly nejrychleji.

"Nyní vstupujeme do klidnější fáze (cca 150 hodin po odstavení), kdy, jak je vidět z grafu, tepla vzniká už výrazně méně a jeho množství postupně mírně klesá a bude klesat i v budoucnu," shrnuje Dušan Kobylka.

Podle jeho výpočtů by ve čtvrtek ráno českého času měly reaktory vytvářet kolem jen pár megawattů tepelné energie. Tedy o řád méně než v době, kdy do areálu elektrárny dorazilo tsunami. Čas je v tomto případě na straně techniků.

Přesto současný tepelný výkon nejslabšího reaktoru jedna dokáže za den uvést do varu přes sto tun vody. V případě silnějších reaktorů 2 a 3 je to přes dvě stě tun denně. Důležité je tedy udržet stálé chlazení reaktoru. Používaná mořská voda je vhodná, dobře přenáší teplo.

Pokud se technikům podaří zaplavit celou oblast reaktoru (přesněji oblast aktivní zóny a primárního kontejnmentu, tedy ochranného obalu) bude to stačit. Palivo by se už přehřívat nemělo. Do reaktorů se ovšem musí dostat tolik vody, kolik se z nich odpařuje.

Čerpání vody má i další pozitivní efekt. Voda stíní okolí, a snižuje tak úroveň radiace v elektrárně. I proto v reaktoru zřejmě zůstane, než se podaří zprovoznit jiný systém ochlazování reaktorů.

 

Nejčtenější

Dětem škodí obrazovky a displeje. Ale jinak, než si rodiče obvykle myslí

Jak všudypřítomné displeje ovlivňují výchovu dětí? (ilustrační fotografie)

Světová zdravotnická organizace vydala nová doporučení ohledně aktivit vhodných pro malé děti. Nejvíce pozornosti si...

Třímachový zabiják letadlových lodí Suchoj T-4 byl velkým žroutem rublů

Suchoj T-4

Historie letectví se pozoruhodnými stroji jenom hemží. Jedním takovým byl i sovětský bombardér Suchoj T-4. Vznikl pouze...

Poslední vrtulník. Začíná předehra zcela zapomenuté letecké tragédie

Reklama NYA zvoucí k cestování v proudové době.

Byla to budova, kterou by někteří obyvatelé New Yorku nejraději hned po dokončení nechali zdemolovat. Místní bar s...

Aktualizujte si WhatsApp. Kvůli chybě vás mohli útočníci odposlouchávat

Aplikace WhatsApp (ilustrační obrázek)

Nový trik využívající chybu v komunikační aplikaci WhatsApp umožnil na základě zmeškaného hovoru nainstalovat do...

Statisíce posluchačů přišly o svá internetová rádia, náprava je pomalá

DAB rádio Pure Oasis Flow

Mnoha posluchačům internetových rádií zmizely předvolené stanice i jimi přidané streamy. Největší výrobce čipů pro...

Další z rubriky

Tyto geny můžete jen závidět. Chrání před cukrovkou a obezitou

Obezita má svou genetickou složku, o tom dnes není sporu. Velké potíže...

„Poruchy“ v naší DNA mohou mít někdy nečekané výsledky. Ilustruje to mimo jiné i výzkum univerzity v Cambridge. Ukázal,...

Seismický úspěch. Sonda InSight zachytila první marsotřesení

Sonda InSight v konfiguraci, jak bude pracovat na povrchu Marsu. Všimněte si...

Seizmograf na sondě InSight zaznamenal první otřesy, které podle vědců pocházejí z nitra Marsu. O takzvaném...

Brontosaurovi potvrdili jméno až v roce 2015. Práskal ocasem jako bičem

Stádo brontosaurů na pochodu. Tito obří sauropodi se zřejmě sdružovali do...

Brontosaurus, tedy v doslovném překladu „hřmotný ještěr“, patří k nejznámějším a nejpopulárnějším dinosaurům vůbec....

Najdete na iDNES.cz