Bezpečne a spoľahlivo
Zdroj: Slovenské elektrárne · foto: Daniel Laurinc
Zabudnite na zložité vzorce. Fungovanie jadrovej elektrárne je oveľa jednoduchšie, než sa na prvý pohľad zdá. Môžeme ju porovnať s klasickou parnou elektrárňou. Rozdiel je najmä v spôsobe, akým vzniká teplo. Kým v bežnej elektrárni vzniká spaľovaním uhlia alebo plynu, v jadrovej elektrárni ho vytvára energia uvoľnená pri riadenom štiepení jadra izotopu uránu 235.
Teplo mení vodu na paru, para roztáča turbínu a turbína poháňa generátor, ktorý vyrába elektrickú energiu. Chladiace veže slúžia na ochladzovanie vody z tretieho, terciárneho okruhu a do ovzdušia z nich stúpa už len čistá vodná para. Výsledkom je čistý a stabilný zdroj elektriny, ktorý spoľahlivo zásobuje domácnosti, priemysel aj celé mestá.
Keď jadro izotopu uránu 235 pohltí voľný neutrón, naruší sa jeho stabilita a rozpadne sa na dve menšie jadrá. Tento rozpad sprevádza uvoľnenie veľkého množstva tepla a vznik dvoch až troch nových neutrónov. Teplo zo štiepenia ohrieva vodu v primárnom okruhu reaktora a tvorí základ výroby pary, ktorá následne poháňa turbínu a generátor. Novovzniknuté neutróny môžu štiepiť ďalšie jadrá uránu, čím vzniká reťazová reakcia. Aby mala správnu intenzitu, riadia ju špecializované systémy, ktoré regulujú počet dostupných neutrónov v aktívnej zóne. Vďaka tomu prebieha výroba tepla stabilne a bezpečne, čo umožňuje jadrovej elektrárni dodávať konštantný výkon počas celého roka.
Zdroj: Slovenské elektrárne · foto: Daniel Laurinc
01
V reaktore dochádza k štiepeniu jadier uránu. Tento proces produkuje teplo, ktoré ohrieva vodu v primárnom okruhu pod vysokým tlakom, aby nezačala vrieť.
02
Horúca voda z primárneho okruhu odovzdáva teplo vode v sekundárnom okruhu, ktorá sa mení na paru. Tieto dva okruhy sú od seba striktne oddelené, aby sa zabránilo prenosu rádioaktívnych látok.
03
Vzniknutá para smeruje na lopatky turbíny a uvádza ju do stabilného rotačného pohybu. Turbína je prepojená s generátorom, ktorý premení mechanickú energiu na elektrickú.
04
Moderné jadrové elektrárne patria medzi najbezpečnejšie priemyselné zariadenia na svete. Ich bezpečnosť stojí na princípe viacnásobných bariér a ochrany do hĺbky. Každý bezpečnostný systém, strážiaci proces v reaktore, má svoj záložný systém a aj pri zlyhaní jednej časti sú pripravené ďalšie, ktoré zabezpečia bezpečnosť reaktora. Na Slovensku sa používajú tlakovodné reaktory typu VVER, ktoré celosvetovo patria k najspoľahlivejším technológiám.
01
Moderné reaktory novej generácie sú vybavené systémami, ktoré fungujú automaticky na princípoch fyziky a nie sú závislé od elektroniky alebo od zásahu človeka. Využívajú gravitáciu, prirodzenú cirkuláciu vody a ďalšie fyzikálne javy.
02
Reaktory sú chránené železobetónovou obálkou, ktorá je navrhnutá tak, aby odolala extrémnym udalostiam, ako sú zemetrasenia alebo pád lietadla. Úlohou kontajnmenta je brániť úniku rádioaktívnych látok do okolia.
03
Na Slovensku vykonáva
04
Bezpečnosť jadrových elektrární sa neustále vyvíja. Elektrárne na Slovensku pravidelne hodnotia odborníci z MAAE, WANO aj WENRA a skúsenosti zo sveta sa premietajú do nových pravidiel.
Čísla hovoria jasne
Frekvencia vážnej havárie:
CDF 10⁻⁶ až 10⁻⁷
Frekvencia veľkého úniku:
LRF 10⁻⁷ až 10⁻⁸
Krátky slovník
Pre lepšiu orientáciu v terminológii uvádzame súbor najpoužívanejších pojmov v jadrovej energetike. Ich rozšírené technické definície ponúka
Oblasť reaktora, v ktorej prebieha štiepna reťazová reakcia a vzniká tepelná energia.
Systém, ktorý pomocou vody odvádza teplo z reaktora a prenáša ho do parogenerátora.
Elektrotechnické zariadenie, ktoré premieňa mechanickú energiu turbíny na elektrickú energiu.
Masívna fyzická bariéra, ktorá hermeticky uzatvára reaktorovú technológiu a bráni úniku rádioaktívnych látok.
Látka, najčastejšie voda, ktorá spomaľuje neutróny uvoľnené pri štiepení.
Mierne obohatený urán vo forme keramických tabliet uložených v palivových tyčiach.
Tepelný výmenník, v ktorom primárny okruh odovzdáva teplo sekundárnemu okruhu a tvorí sa para.
Bezpečnostné mechanizmy založené na gravitácii, prirodzenej cirkulácii a tlakových rozdieloch.
Uzavretý systém vody, ktorý ochladzuje aktívnu zónu a prenáša teplo do parogenerátorov.
Vlastnosť nestabilných jadier spontánne sa rozpadať spojená s emisiou ionizujúceho žiarenia.
Srdce elektrárne, kde prebieha riadená reťazová štiepna reakcia a uvoľňuje sa tepelná energia.
Absorbéry neutrónov, ktoré umožňujú riadenie výkonu reaktora vkladaním alebo vyťahovaním z aktívnej zóny.
Proces, pri ktorom neutróny zo štiepenia spôsobujú ďalšie štiepenia jadier a udržiavajú stabilný výkon.
Systém, ktorý transportuje paru a premieňa jej energiu na točivý pohyb turbíny.
Väčší slovník jadrovej a energetickej terminológie na jednom mieste nájdete na webe SEIA.