Domů
Elektřina
Jaderná energetika na Ukrajině a její bezpečnost
Jaderná elektrárna Záporoží. Zdroj: Energoatom

Jaderná energetika na Ukrajině a její bezpečnost

„Největší evropská elektrárna skladuje vyhořelé jaderné palivo šokujícím způsobem“, s tímto titulkem přišel v týdnu britský The Guardian a do světa jej rozšířil také Business Insider. Článek popisuje nebezpečí, na které poukazují ekologičtí aktivisté i techničtí „experti“. Jde o údajný problém se skladováním vyhořelého jaderného paliva v jaderné elektrárně Zaporozhie (ZNPP), která se nachází více než 200 km od Mariupolské fronty.

Jde pouze o šokující titulek nebo hrozí nějaké reálné nebezpečí? V článku je účelně nebo z neznalosti propojeno několik témat (havárie v Černobylu, konflikt na Ukrajině, bezpečnost provozu JE, dodávky ruského paliva, způsoby skladování vyhořelého jaderného paliva (VJP)), které nemají jasnou souvislost a zasloužily by si samostatné rozebrání. Pokusím se v krátkosti a zjednodušeně popsat nastíněné problémy.

Ukrajinská jaderná energetika

Na Ukrajině je aktuálně v provozu 15 jaderných energetických reaktorů ve čtyřech lokalitách, které společně produkují více než polovinu v zemi vyráběné elektrické energie. Před válečným konfliktem byla Ukrajina poměrně velkým vývozcem elektrické energie. Nicméně s tím, jak došlo k omezení dodávek plynu a uhlí z Ruska nebo ze separatisty ovládaného východu země, produkce elektrické energie klesla a význam jaderných elektráren dále vzrostl.

Všechny 4 lokality – Rivne, Khmelnitsky, South Ukraine a Zaporizhia jsou mimo konflikt na východě země, nejblíže frontě je právě zmíněná JE Zaporizhia.

Šest bloků jaderné eletrárny Zaporizhia

Historie a havárie v Černobylu

První jaderný blok se na Ukrajině začal stavět v roce 1970 a byl dokončen v roce 1977. Šlo o první blok nechvalně známého kanálového varného reaktoru – RBMK v Černobylu. V Černobylu bylo naplánováno celkem 6 reaktorů typu RBMK, po havárii čtvrtého bloku v roce 1986 nebyly poslední dva dokončeny. Blok č. 2 pokračoval v provozu do roku 1991, kdy byl zasažen požárem a odstaven. Blok č. 1 byl odstaven v roce 1996 a blok č. 3 až v roce 2000. V současnosti se dokončuje nový sarkofág, který překryje betonový kryt provizorně postavený nad havarovaných reaktorem č. 4.

Nový sarkofág pro čtvrtý blok JE Černobyl

Po havárii byla kolem havarovaného reaktoru ustanovena zakázaná zóna, která má poloměr 30 km a střed právě v reaktoru č. 4. Většina obyvatel Zóny byla vystěhována, několik stovek odmítlo odejít a trvale v zóně žijí. Nyní probíhají snahy o částečné obnovení života a ekonomické aktivity v zóně, mezi které patří vybudování centrálního skladu vyhořelého jaderného paliva pro celou Ukrajinu.

Po reaktorech RBMK se objevily reaktory jiného typu a konstrukce – VVER. Jde o tlakovodní reaktory opět vyvinuté v Rusku, které jsou v provozu také u nás, na Slovensku, ve Finsku a dalších zemích. Všech aktuálně 15 provozovaných reaktorů na Ukrajině je typu VVER. Jde o dva reaktory VVER 440 V-312 (dukovanský typ), VVER 1000 V-302, VVER 1000 V-338 a jedenáct bloků VVER 1000 V-320 (temelínský typ).

V jaderné elektrárně Zaporizhia, o které byl skandální článek napsán, provozuje státem vlastněná firma ENERGOATOM šest reaktorů typu VVER-1000 V-320. První blok byl spuštěný v roce 1985 a má původní provozní licenci do prosince letošního roku, která bude pravděpodobně prodloužena. Šestý blok byl dokončen v roce 1996.

Nakládání s VJP na Ukrajině

Po rozpadu SSSR v roce 1991 nastal pro Ukrajinu problém v podobě nakládání s VJP. Krátce po rozpadu bylo zakázáno přepravovat VJP do Ruska a nebylo jasné, jestli bude ještě někdy umožněno.

Po vyvezení z aktivní zóny reaktoru se palivo několik let skladuje v bazénech VJP. Bloky východního typu mají výhodu v tom, že bazény VJP jsou umístěny v kontejnmentech jaderných elektráren, takže jsou teoreticky lépe chráněny. Daní za to je ovšem omezené místo v kontejnmentu a tedy i omezená kapacita bazénů pro skladování paliva. Po několika letech se bazény naplní a vyhořelé palivo musí být umístěno jinam. Tento problém u reaktorů západního typu nastane mnohem později, protože v těchto projektech jsou bazény v oddělených budovách mimo kontejnment a mohou mít tedy vyšší kapacitu. Typicky jde o kapacity pro uskladnění VJP až pro 40 let provozu.

Z tohoto důvodu lze pozorovat velký rozdíl mezi zeměmi jako ČR (reaktory východního typu), kde bylo nutné postavit sklady VJP krátce po spuštění reaktorů a například Taiwanem (západní typ reaktorů), kde je nejstarší JE v provozu přes 37 let a žádné sklady VJP v zemi zatím nejsou vybudované.

JE Zaporizhia se šesti reaktory východního typu měla již v roce 1985, tedy pouze 8 let po spuštění, částečně naplněnou kapacitu bazénů VJP a musela začít plánovat, co bude dělat s VJP. Později bylo dokonce využíváno bazénů VJP šestého bloku ZNPP, který ještě nebyl dokončen, pro skladování paliva z ostatních bloků, kde byly bazény už skoro plné.

Naplnění kapacity může vést k nutnosti odstavení elektrárny, proto bylo nutné situaci řešit již několik let dopředu. Jedním z používaných řešení je výměna skladovacích mříží v bazénech. Jde o výměnu původních mříží, ve kterých se umístěno VJP, za nové s menšími rozestupy, tak aby bylo možné do bazénů umístit více paliva. Tuto dodávku pro ZNPP zajišťovala česká Škoda JS.

Kompaktní skladovací mříže ŠKODA JS

Tato modifikace bazénů zajistila pouze dočasné řešení problému. Proto se tehdejší ředitel ZNPP obrátil na americkou společnost Duke, která po desetiletí úspěšně provozuje v USA desítky reaktorů a která vyvíjela koncept skladování VJP pro své vlastní jaderné elektrárny.
Kvůli rozdílným ruským a americkým konstrukcím paliva musely být americké technologie modifikovány. Inženýři firmy Duke připravili projektové řešení na klíč za pouhé tři měsíce. Jako výchozí vybrali návrh americké firmy Sierra Nuclear Corp. nazvaný Ventilated Storage Cask (VSC). Poté přišlo zpoždění kvůli finančním a politickým problémům na Ukrajině a práce na skladu a kontejnerech (obalových souborech) začaly až v létě roku 1994.

Dále se ukázalo, že ukrajinská legislativa má přísnější radiační limity než americká a obalové soubory musely být dále modifikovány. Díky tomu je tloušťka stěn oproti americkým obalovým souborům dvojnásobná a byly přidány také další bezpečnostní prvky, které v amerických projektech nejsou.

Obalové soubory získaly licenci od ukrajinského regulátora a po osmi měsících byla v USA zahájena jejich výroba. Celý sklad získal provozní licenci až v roce 2001, kdy byly do skladu zavezeny první dva naplněné obalové soubory VVER-24 (modifikované VSC-24).
Tento sklad VJP je v ZNPP od roku 2001 provozován bezproblémově. Mezinárodní agentura pro atomovou energii (MAAE) neeviduje žádnou hlášenou nehodu nebo odchylku od normálního provozu.

Vyhořelé jaderné palivo z ostatních lokalit je posíláno do Ruska na přepracování nebo skladování. Ruská federace si za toto skladování účtuje poměrně velké sumy. Proto bylo rozhodnuto o vybudování centrálního skladu VJP, který bude sloužit potřebám všech JE kromě ZNPP. Byla vybrána lokalita v zakázané zóně kolem Černobylu. Energoatom na projektu nejprve spolupracoval s francouzskou Arevou a EDF, nicméně po průtazích, zůstala v projektu pouze americká firma Holtec.

S firmou Holtec byla v lednu 2015 podepsána smlouva na kompletní dodávku celého skladu i obalových souborů. Plánované spuštění se očekává v roce 2020. Podle zástupců Energoatomu jsou ceny za skladování v Rusku tak vysoké, že návratnost projektu byla vypočtená pouze na několik let.

Způsob skladování v JE Zaporizhia

Vyhořelé palivo se zde skladuje v kovových obalových souborech, kolem kterých je postaven mohutný betonový válec kvůli stínění. Ve válci jsou speciálně navržené otvory kvůli chlazení. Ve vyhořelém jaderném palivu je totiž generováno zbytkové teplo ještě stovky let po vyvezení z reaktoru, a toto teplo se musí bezpečně odvádět, aby nedošlo k poškození paliva.

Skladování v obalových souborech VVER-24. Zdroj: The Guardian

Stejný systém je používán v řadě skladů po celém světě a to i v oblastech ohrožených zemětřesením, hurikány a dalšími extrémními situacemi. Obalové soubory jsou pečlivě navrženy a vyráběny tak, aby odolaly nejhorším možným podmínkám po dobu přes 100 let. Sklady jsou pravidelně kontrolovány nezávislým státním dozorem, ale i organizacemi jako MAAE nebo WENRA.

V citovaném článku se píše, že tento způsob skladování je šokující a že vyhořelé jaderné palivo musí být chráněno speciálními kontejnmenty. Několik desetiletí praktických zkušeností suchého skladování VJP ukázalo, že nemůže dojít k žádným problémům ani v extrémních situacích a tento způsob je nejrozšířenějším typem suchého skladování na světě.

Možný útok na ZNPP?

V článku se také spekuluje nad možným útokem separatistů na jadernou elektrárnu ZNPP. Píše se tam, že separatisté vlastní zbraně, které mají dosah právě zmíněných 200 km, takže by teoreticky mohli elektrárnu zasáhnout. Podobné rakety má jistě i Izrael, Severní Korea nebo Pákistán a nikdo nespekuluje nad tím, co by se stalo, kdyby se rozhodli zaútočit na elektrárnu v Íránu, Jižní Koreji nebo Indii.

Mapa ukrajinského konfliktu a jaderných elektráren. Zdroj: The Guardian

Pokud se budeme pohybovat v rovině spekulací, co by teoretický útok mohl způsobit? Jaderné reaktory jsou chráněny vnějším kontejnmentem, který se navržen tak, aby přestál náraz velkého letadla s plnými nádržemi paliva. Podobně jsou navrženy i obalové soubory pro skladování vyhořelého paliva. Pravděpodobně by došlo k poškození a vyřazení elektrárny z provozu, větší havárie by ale velmi pravděpodobně nenastala. Troufám si říct, že separatisté nemají k útoku žádnou motivaci. Podobný útok by mohl vyřadit elektrárnu z provozu, ale zcela jistě by znamenal zapojení mezinárodních vojsk, protože jde o citlivou bezpečností otázku.

Při dalším rozboru lze namítnout, jestli by stejně nebylo lepší elektrárnu odstavit a odvézt vyhořelé palivo dále od konfliktu. V současné situaci to není dost dobře možné. Ukrajina potřebuje dodávky elektrické energie, a pokud by vyřadila největší elektrárnu v Evropě z provozu, měla by energie nedostatek. Odvoz paliva také není možný, protože je to komplikovaný proces, který může trvat roky a také neexistuje místo, kam by mohlo být vyhořelé palivo přesunuto. Druhý sklad v zakázané zóně ještě není hotový a přeprava do Ruska nepřipadá v úvahu.

Ukrajina je v tak složité situaci, že si nemůže dovolit řešit malichernosti německých ekologických aktivistů a více si komplikovat situaci spekulativními problémy, když na svém území vede válku, ve které denně umírají její občané.

Odpověď na otázku, kterou jsem na začátku položil je jasná. Ukrajina skladuje vyhořelé jaderné palivo v souladu s mezinárodními standardy podobným způsobem jako desítky jiných společností podnikajících v jaderné energetice. V průběhu licenčního řízení byly ukrajinské požadavky přísnější než americké, takže použitá technologie má větší rezervy než ta americká, navíc je sklad v prostředí, kde nehrozí žádné vážnější přírodní katastrofy.

Potřebujete být v obraze ohledně elektroenergetiky?

Každý den pečlivě vybíráme nejdůležitější informace z oblasti elektroenergetiky a odesíláme je odběratelům do jejich e-mailové schránky. Přihlaste se k odběru Monitoringu oEnergetice.cz také a nic vám neunikne.
Naposledy jsme informovali o:
Ze 1300 skok na 4900 Kč. ČEZ přichází s novými cenami plynu
26. květen 2022, 12:56
Babiš: Vláda by na pomoc podnikatelům měla použít dividendy ČEZ
26. květen 2022, 12:41
Vyzkoušejte Monitoring oEnergetice.cz na 14 dní zdarma!

Mohlo by vás zajímat:

Komentáře(0)
Komentáře pouze pro přihlášené uživatele

Komentáře v diskuzi mohou pouze přihlášení uživatelé. Pokud ještě účet nemáte, je možné si jej vytvořit na stránce registrace. Pokud již účet máte, přihlaste se do něj níže.

V uživatelské sekci pak můžete najít poslední vaše komentáře.

Přihlásit se