Premium

Získejte všechny články
jen za 89 Kč/měsíc

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

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

Podívejte se pod ruce palubnímu inženýru na Tu-154. Letušky stroj nemilovaly

Když si palubní inženýr na letounu Tu-154 musel za letu odskočit, dle přepisů se na jeho místo měl posadit kapitán letadla. I to dokládá, jak důležitá byla práce takzvaných palubáků. Karel Burger...

30. října 2024

Prostřelená nádrž či omylem let rychlostí zvuku, vzpomíná inženýr Tupolevu

Premium

Řeknete si, že není možné, aby by se toto všechno stalo jednomu člověku během jediné kariéry. Snad to bylo kombinací zajímavých letounů a podivuhodného období devadesátek. Tyto kuriózní letecké...

3. listopadu 2024

Ukázkové přešlapy, které technologické firmy stály miliardy

Od chvíle, kdy Yahoo odmítlo šanci koupit malý startup jménem Google, až po lidské selhání v případě revoluční technologie Theranos. Jak rozhodnutí několika klíčových osob změnila osud...

2. listopadu 2024

Island průkopníkem. Za šest let chce z vesmíru posílat solární energii na Zemi

Čistá a obnovitelná energie s dostupností 24 hodin denně, sedm dní v týdnu. Bez vlivu počasí. Tak zní plán, který Island jako první na světě hodlá realizovat do šesti let. A jak to udělá? Vyšle do...

4. listopadu 2024  20:42

Chcete si pustit zabezpečený počítač v počítači? Porovnali jsme dva rivaly

Aplikace Oracle VirtualBox a VMware Workstation Pro patří k tomu nejlepšímu, co lze v případě tvorby virtuálního PC získat zdarma. Tito dva rivalové dokazují, jak se virtuální počítače mohou snadno...

1. listopadu 2024

Chtějí vás nalákat na video v 16K. Na takové rozlišení však zapomeňte

Na telefonu mi „pípla“ SMS reklama jednoho operátora, který mi nabízel rychlou přípojku k internetu s tím, že si díky ní budu moci užívat videostreamů v rozlišení 16K. Reklama v zásadě nelhala,...

5. listopadu 2024

Stopařův průvodce po Sluneční soustavě: jak se svézt k Marsu na asteroidu?

Meziplanetární cestování s sebou nese riziko vysokých dávek záření ohrožujících zdraví astronautů. Stavba kosmických lodí s dostatečně silnou radiační ochranou je drahá. Vědci proto začínají...

5. listopadu 2024

Island průkopníkem. Za šest let chce z vesmíru posílat solární energii na Zemi

Čistá a obnovitelná energie s dostupností 24 hodin denně, sedm dní v týdnu. Bez vlivu počasí. Tak zní plán, který Island jako první na světě hodlá realizovat do šesti let. A jak to udělá? Vyšle do...

4. listopadu 2024  20:42

Přepište dějiny Evropy. Bitva o most z doby bronzové přitáhla tisíce válečníků

Premium

V boji o most přes severoněmeckou říčku Tollense se utkaly tisícové armády. Nic překvapivého, že, takových bitev v Evropě bylo. Jenže tato řež se udála v době bronzové, kdy hustota obyvatel byla...

4. listopadu 2024

Babišová řekla ano Bartošovi. Je skvělý, že dokáže měnit názory, pochvaluje si

I když ho seriál Devadesátky vynesl na výsluní, jeho současnou televizní reprízu Kryštof Bartoš nesleduje. „Viděl jsem...

Astronomická pokuta. Rusko žádá po Googlu už 2,1 kvintiliardy dolarů

Rusko požaduje po americké společnosti Google uhrazení rekordní pokuty v souvislosti s blokací několika youtubových...

Petra Bučková se svlékla v seriálu Sex O’Clock. Prsa už někdy viděl každý, říká

Petra Bučková a její herecký kolega Václav Vašák se společně odvázali ve vášnivé scéně prvního dílu druhé řady seriálu...

Exmanželka Seana Penna se ukázala nahá v intimních scénách nového seriálu

Australská herečka Leila George (32) překvapila diváky seriálu Dokonalý cizinec, když se zde v několika intimních...

Herečka Timková ze seriálu Jedna rodina žije s přítelem na Malé Straně

Herečka Monika Timková s přítelem, bývalým hokejovým útočníkem, Danielem Přibylem vlastní byt na Malé Straně. Interiér...