Témata
Reklama

Jak souvisí fenomén černé labutě s jadernou elektrárnou?

Až do 17. století Evropané znali jen bílé labutě a s jinými druhy se nesetkali. Přesto se však v Londýně používal termín „černá labuť“, který označoval něco nade vší pochybnost nemožného.

Pak se ale svět rázem změnil. Mořeplavec Willem de Vlamingh připlul v roce 1697 k západním břehům Austrálie, kde poprvé spatřil černé labutě, které zde žily ve volné přírodě.

Nemožné se stalo skutečností a od té doby termín černá labuť označuje událost, která je krajně neočekávaná, ale stane se realitou. Přesněji černá labuť ve finančnictví označuje takovou událost, která leží za hranicemi běžných očekávání, protože nic, co se dosud stalo, nenasvědčuje tomu, že by k ní mohlo dojít. Dále musí mít rozsáhlý dopad a za třetí zpětně dojde k jejímu objasnění, které ji činí pro příště předpověditelnou.

Reklama
Reklama
Reklama
První blok Novovoroněžské JE-II je prvním blokem generace III+ na světě, který dodal do sítě elektrickou energii.

Černá labuť v jaderné energetice

Příkladem události označované jako černá labuť je havárie japonské jaderné elektrárny Fukušima. Zemětřesení, které vyvolalo vlnu tsunami, bylo nejsilnějším strojově změřeným zemětřesením v Japonsku a pátým nejsilnějším od roku 1900, odkdy se provádějí moderní záznamy. Vlna tsunami způsobila druhou nejvážnější havárii jaderné elektrárny.

Když se však podíváme nazpět, událost mohla být očekávána a elektrárna na ni měla být připravena. Že to skutečně bylo možné, ukazuje jaderná elektrárna Onagawa, která ležela nejblíže epicentru zemětřesení, dále jaderná elektrárna Fukušima Dajini, která leží 12 kilometrů jižně od Fukušimy Dajiči, a dokonce i 5. a 6. blok elektrárny Fukušima Dajiči, které sousedí s první čtveřicí bloků. Některé z těchto bloků sice byly poškozeny, ale situaci se podařilo zvládnout tak, že nedošlo k radiační události, která měla vliv mimo vnitřní prostory elektrárny.

Jaderné bloky s reaktory VVER-1200 jsou o 30 až 40 let mladší a za tuto dobu se podstatným způsobem změnil přístup k bezpečnosti nových projektů. Od II. generace, do níž patří spolu s většinou provozovaných bloků na světě i fukušimská jaderná elektrárna, je velký skok ke generaci III a další krok ke generaci III+. Tyto bloky jsou připraveny na mimořádné události, které statisticky přicházejí jednou za miliony let.

Konstrukce výměníku pro pasivní odvod tepla z reaktoru do atmosféry je jeřábem přemisťována na střechu reaktorové budovy.

Bezpečnostní opatření

Pokud dojde v jaderné elektrárně k mimořádné události, je nutné zajistit dlouhodobý odvod tepla z jaderného paliva. K tomu slouží aktivní bezpečnostní systémy, jako jsou cirkulační čerpadla. V případě výpadku napájení ze sítě naběhnou záložní dieselagregáty, které jsou několikanásobně zálohovány. Pokud však dojde k jejich poškození, jako právě ve Fukušimě, nastupují záložní systémy.

V blocích s reaktory VVER-1200 je pasivní systém, který odvádí teplo přes tepelné výměníky do atmosféry. Díky tomu, že spoléhá výhradně na fyzikální děje, nazývá se pasivním a podstatně zlepšuje bezpečnost elektrárny.

Podobným způsobem je zálohovaný i systém pro okamžité zastavení reaktoru. Běžně k němu slouží havarijní tyče, které spadnou vlastní vahou mezi jaderné palivo a zastaví řetězovou štěpnou reakci. Pokud by k tomu z nějakého důvodu nedošlo a výkon reaktoru by neklesl pod 15 % do 4 vteřin od vydání signálu automatikou reaktoru, dojde k odstavení reaktoru pomocí pasivního systému. Ten do primárního okruhu vstříkne koncentrovanou kyselinu boritou, která podobně jako havarijní tyče zastaví řetězovou reakci.

Lapač taveniny, který je určen pro Novovoroněžskou JE-II.

Systémy proti černým labutím

Zmíněná opatření sice připravují elektrárnu na velmi vážné události, ale stále jde o události, které bychom mohli očekávat – o černou labuť tedy nejde. Cílem systémů bezpečnosti jaderné elektrárny je zamezit poškození aktivní zóny, tak aby mohla být nadále využívána, a pokud k poškození dojde, minimalizovat jeho následky zejména mimo areál jaderné elektrárny. Proto mají bloky s reaktory typu VVER dvojitou plnotlakou ochrannou obálku, která na jednu stranu brání úniku radioaktivity do životního prostředí a na druhou stranu chrání reaktor před vnějšími vlivy, jako je tornádo, povodeň, zemětřesení, pád letadla a další.

Pokud jaderné palivo není v reaktoru dlouhodobě chlazeno, rozpálí se a voda se začne chemickou reakcí rozkládat na vodík a kyslík. Aby tyto látky nedosáhly výbušné koncentrace, jako se tomu stalo ve Fukušimě, jsou na reaktorovém sále pasivní rekombinátory vodíku. Tato speciální zařízení vážou vodík a kyslík za vzniku vody, a to jen díky fyzikálním dějům. Nevyžadují tedy elektřinu ani zásah operátora bloku a fungují zcela samovolně.

Dalším systémem, který zabraňuje úniku radioaktivity mimo budovy jaderné elektrárny za jakýchkoliv podmínek, je lapač taveniny. Toto zařízení se nachází pod samotným reaktorem a je navržené tak, aby zachytilo taveninu v případě, že v důsledku události typu černé labutě dojde k roztavení paliva v reaktoru a jeho protavení mimo reaktor. Zabrání jejímu dalšímu postupu, zajistí její bezpečné chlazení a zabrání rozběhnutí řetězové štěpné reakce. To vše probíhá opět bez nutnosti dodávek elektřiny nebo jakéhokoliv zásahu obsluhy.

Lapač taveniny je válcová nádoba, která je naplněna tzv. obětním materiálem. Jeho chemické složení je navrženo tak, že jej tavenina částečně roztaví, ale nezbyde jí dostatečný tepelný výkon k tomu, aby se protavila stěnou lapače. Navíc tím, že se roztaví a smísí se s roztaveným palivem, nebude ve vzniklé směsi možné, aby se spustila řetězová štěpná reakce.

Díky těmto opatřením ochrání jaderná elektrárna životní prostředí a obyvatelstvo i v případě, kdy dojde k velmi vážné havárii v důsledku neočekávané události typu černé labutě.

Zpracováno podle firemních podkladů

sommerova@esscom.cz

Reklama
Související články
Made in Česko: Kde rostou srdce laserů

Že se dá pěstovat kdeco, je jasné – žampiony ve sklepě počínaje a vzácnou orchidejí konče. A není vůbec vyloučeno, že se snadno stanete světově proslulými pěstiteli. Stačí, aby vaše orchidej chytila nějak výjimečnou, netypickou barvu nebo byla větší než jiné, a je to, budete v novinách a stanete se světově známým pěstitelem. Existuje však jedno pěstování, které na hobby úrovni realizovat a dosáhnout v něm světového věhlasu nelze. Jde o pěstování monokrystalů pro vědu, výzkum, inovace a průmysl.

Made in Česko: Bezpečné bezdrátové spojení pro všechny

Prognózy, které se týkají internetu věcí (IoT) a průmyslového internetu věcí (IIoT), se mění stejně rychle jako možnosti této technologie samy. Už v roce 2008 bylo na světě víc připojených zařízení než lidí a odborníci ze Světového ekonomického fóra (WEF) tvrdí, že do roku 2025 bude 41,6 miliardy zařízení zachycovat data o tom, jak žijeme, pracujeme, pohybujeme se, jak fungují naše zařízení, stroje.

Stroje v pohybu:
Divoká jízda sondy Pathfinder

Sonda Mars Pathfinder, která 4. července 1997 přistála na rudé planetě, se může pyšnit několika prvenstvími. Třeba tím, že šlo o první mimozemský výsadek masově sledovaný uživateli internetu. Nebo tím, že jako první dopravila na Mars kolové průzkumné vozidlo, rover Sojourner.

Související články
Stroje v pohybu: Protipožární letadlo

Uprostřed letošního léta byl národní park České Švýcarsko zasažen rozsáhlým lesním požárem, proti němuž zasahovali hasiči z celé republiky. Velké pozornosti se v této souvislosti dostalo mimo jiné protipožárním letadlům Canadair CL-415, zapůjčeným z Itálie. Pojďme si tento letoun blíže představit.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Stroje v pohybu: Raketa, která změní svět

Americký podnikatel Elon Musk se od založení své firmy SpaceX v březnu 2002 netají tím, že jeho dlouhodobým cílem je kolonizace Marsu člověkem. Již letos přitom plánuje uskutečnit premiérový start orbitální rakety Starship, která mu má tento cíl pomoci splnit.

Stroje v pohybu:
Fotoprůzkumné družice

Za druhé světové války přinášely informace z fronty filmové týdeníky, při první válce v Perském zálivu vysílala živě CNN z bombardovaného Bagdádu – a nyní na Ukrajině má veřejnost poprvé v historii k dispozici prakticky v reálném čase družicové snímky. Navíc neskutečné kvality. Každopádně jde o materiál, který umožňuje potvrdit, nebo naopak vyvrátit mnohá tvrzení válčících stran.

Stroje v pohybu:
Webbův teleskop ve vesmíru

Pětadvacátého prosince loňského roku odstartovala z evropského kosmodromu ve Francouzské Guyaně raketa Ariane 5, v jejímž nákladovém prostoru byl na svou misi připraven vesmírný dalekohled Jamese Webba. Právě začala nová etapa poznávání vesmíru. Vědci si od ní slibují nové informace o vzniku vesmíru, černých dírách a temné hmotě.

Stroje v pohybu – Pražská mobilní zvonohra

Tentokrát vám představíme stroj veskrze zvláštní a jedinečný. Vlastně jde o hudební nástroj. Je to však takový nástroj, jehož schopnost hýbat se je jen velmi obtížně představitelná, i když má v názvu slovo „mobilní“. Je to totiž zvonohra, jejíž hlavní součástí je soubor 57 zvonů. Jen samy zvony váží dohromady bezmála pět tun, hmotnost celého nástroje je 12 000 kg. Takový kolos byste čekali spíš v mohutných zdech chrámové věže než na korbě nákladního automobilu.

Stroje v pohybu – Vrtulník na Marsu

Vědci a technici z amerického Národního úřadu pro letectví a vesmír (NASA) právě řídí jednu z nejnáročnějších operací v dějinách kosmonautiky. Expedice Mars 2020 hledá známky bývalého života na sousední planetě. Kromě pojízdné laboratoře je na Marsu také první stroj, který létá vlastní silou na jiné planetě, než je Země.

Střídavě stejnosměrné názory na elektromobilitu, 7. díl: Bezpečnost trakčních baterií

V tomto díle se zaměříme na další problematickou stránku elektromobilů, na jejich bezpečnost. Oč nám půjde především, jsou rizika spojená s možným vzplanutím trakční baterie. Jak totiž v rozhovoru pro KdeNabíjet.cz uvedl plk. Mgr. Rudolf Kramář, mluvčí Hasičského záchranného sboru ČR, pokud požár elektromobilu nezasáhne trakční baterii, pak neexistuje významnější rozdíl mezi požárem bateriového elektrického vozidla a toho s klasickým spalovacím motorem. Jakmile však baterie vzplane, ať už jsou toho příčiny vnější anebo vnitřní, vyžaduje si uhašení elektromobilu rozdílné, a nutno říct, že komplikovanější a nákladnější hasičské techniky a další navazující postupy.

Střídavě stejnosměrné názory na elektromobilitu, 3. díl: Energetický mix České republiky

V minulém díle jsme upozornili na tu skutečnost, že elektromobily lze za vozidla s nízkými anebo nulovými emisemi skleníkových plynů považovat pouze podmíněně a že jednou z takových podmínek je energetický mix dané země. To jsme ilustrovali na rozdílných emisích bateriových elektrických automobilů mezi Řeckem (155,3 g CO2/km) a Švédskem (4,1 g CO2/km). V tomto díle se zaměříme právě na energetický mix, jak všeobecně, tak v souvislosti s očekávaným postupným přechodem na elektromobilitu.

Úspory naruby - Pravda a lži o vytápění, 2. část

S neustálým zdražováním energií se mnoho obyvatel ptá, čím ekologicky a současně i ekonomicky, tedy levně a s účinností pokud možno přes 100 %, vytápět svůj rodinný dům?

Made in Česko - Vodu nejen pro poušť

S.A.W.E.R. To je název vskutku geniálního zařízení na hranici skutečnosti a sci-fi, které bude ve velmi suchých oblastech generovat ze vzduchu vodu a posléze kultivovat místní půdu v úrodnou zemi. Zařízení již existuje a veřejnosti bude představeno na výstavě Expo 2020 v Dubaji. A stejně jako další neuvěřitelné patenty, které vám představujeme v tomto seriálu, i S.A.W.E.R. je výhradně dílem českých hlav a českých rukou.

Vyvíjí se nový solný reaktor

Ruští vědci zahajují přípravu koncepce reaktoru chlazeného tekutými solemi, který je považován za nezbytnou součást budoucnosti jaderné energetiky. Tento reaktor je totiž schopen spalovat nejrizikovější radioaktivní odpady pocházející nejen z jaderné energetiky. Dále se připravuje tendr na výstavbu reaktoru BREST-300, který také přispěje k řešení problému použitého jaderného paliva.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit