Japonská federace elektrárenských společností (FEPC) vydala revidovaný plán využívání směsného paliva MOX. Nový plán uvažuje využití přepracovacího závodu v Rokkasho. Do konce desetiletí má  využívat palivo MOX 12 japonských reaktorů.
Již od 50. let minulého století japonská jaderná politika uznává recyklaci použitého jaderného paliva. Do roku 1998 posílalo Japonsko většinu svého použitého jaderného paliva do Francie a Velké Británie, kde probíhalo jeho přepracování a výroba paliva MOX. Od roku 1999 Japonsko skladovalo veškeré použité palivo při očekávání plného provozu jejich vlastního přepracovacího závodu.
<blockquote>„V Japonsku, kde jsou přírodní zdroje vzácné, zajistíme stabilní dodávku energie pro budoucnost,“ nyní informovala federace <a href="https://www.world-nuclear-news.org/Articles/Japanese-utilities-revise-MOX-utilisation-plan">FEPC</a>.
 „Abychom tak mohli učinit, je nezbytné v Japonsku založit nový jaderný palivový cyklus. I přes změny v tomto sektoru po nehodě jaderné elektrárny Fukushima Daichi, se důležitost paliva MOX nezměnila.“</blockquote>
<figure id="attachment_93252" class="wp-caption aligncenter" style="width: 730px;"><img class="wp-image-93252 size-full" src="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2021/02/Takahama-units-3-and-4-Kansai.jpg" sizes="(max-width: 730px) 100vw, 730px" srcset="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2021/02/Takahama-units-3-and-4-Kansai.jpg 730w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2021/02/Takahama-units-3-and-4-Kansai-512x288.jpg 512w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2021/02/Takahama-units-3-and-4-Kansai-725x407.jpg 725w" alt="" width="730" height="410" /><figcaption class="wp-caption-text">Třetí a čtvrtý blok elektrárny Takahama využívá palivo MOX od doby jejich znovuspuštění po roce 2011 Zdroj: Kansai Electric Power Company</figcaption></figure>
Výstavba přepracovacího závodu Rokkasho začala v <a href="https://www.jnfl.co.jp/en/business/reprocessing/">roce 1993</a> s plánovaným spuštěním v roce 1997. Tento termín však nebyl splněn a výstavba přepracovacího závodu stále pokračuje. Zařízení je založeno na stejné technologii přepracování, kterou využívá francouzský závod společnosti Orano v La Hague.
Zde se využívá chemický proces PUREX pro oddělení izotopů s různým oxidačním číslem. Jakmile bude tento přepracovací závod dokončen, bude schopen přepracovat přibližně <a href="https://www.world-nuclear-news.org/Articles/Japanese-utilities-revise-MOX-utilisation-plan">800 tun použitého paliva ročně</a>. Tato kapacita je dostatečná ke zpracování použitého paliva z přibližně <a href="https://www.jnfl.co.jp/en/business/reprocessing/">40 jaderných reaktorů ročně</a>.
V lokalitě Rokkasho je od konce roku 2010 ve výstavbě také závod pro výrobu palivových souborů s palivem MOX. Ten bude po svém zprovoznění schopen vyrábět 130 tun paliva ročně. Výstavbu obou zařízení však postihlo několik <a href="https://world-nuclear-news.org/Articles/Japanese-reprocessing-plant-delayed-by-another-yea">zpoždění</a> a jejich dokončení se nyní předpokládá v letech 2022 a 2024.
Od března 2011, kdy se stala <a href="https://oenergetice.cz/elektrarny-svet/vypada-fukusima-7-let-havarii-diky-virtualni-prohlidce-muzete-sami-navstivit" target="_blank" rel="noopener">nehoda jaderné elektrárny Fukushima</a>, obnovily již 4 reaktory svůj provoz s palivem MOX. Jednalo se o reaktory v elektrárnách Genkai, Ikata a Takahama. FEPC odhaduje roční spotřebu plutonia v těchto elektrárnách na 0,2 tuny v roce 2021, 0,7 tuny v roce 2022 a 1,4 tuny v roce 2023.
<figure id="attachment_93253" class="wp-caption aligncenter" style="width: 1000px;"><img class="wp-image-93253 size-full" src="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2021/02/flow.png" sizes="(max-width: 767px) 89vw, (max-width: 1000px) 54vw, (max-width: 1071px) 543px, 580px" srcset="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2021/02/flow.png 1000w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2021/02/flow-512x192.png 512w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2021/02/flow-768x288.png 768w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2021/02/flow-725x272.png 725w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2021/02/flow-800x300.png 800w" alt="Diagram přepracování jaderného paliva" width="1000" height="375" /><figcaption class="wp-caption-text">Diagram přepracování jaderného paliva Zdroj: jnfl.co.jp</figcaption></figure>
Federace dodala, že plány spotřeby po roce 2024 nejsou prozatím stanoveny, ale dle výhledů se má celková spotřeba plutonia po zprovoznění přepracovacího závodu zvýšit až na <a href="https://www.world-nuclear-news.org/Articles/Japanese-utilities-revise-MOX-utilisation-plan">6,6 tun v letech 2026 až 2030</a>.
První vlastní produkce paliva MOX se očekává po roce 2026, dodal FEPC. V prosinci minulého roku FEPC sdělil, že „nadále pracuje na podpoře založení palivového cyklu s využitím plutonia“.
Energetické společnosti se dohodly na využívání paliva MOX se souhlasem místních komunit. To má být v rámci střednědobého a dlouhodobého výhledu využíváno v co největším počtu jaderných reaktorů. FEPC vyvine co největší úsilí o <a href="https://www.world-nuclear-news.org/Articles/Japanese-utilities-revise-MOX-utilisation-plan">zajištění rovnováhy mezi poptávkou a nabídkou plutonia</a>.
Cílem společností je zprovoznit alespoň <a href="https://www.world-nuclear-news.org/Articles/Japanese-utilities-revise-MOX-utilisation-plan">12 reaktorů s palivem MOX</a> do konce roku 2030. Rovněž se shodli na využívání plutonia a snížení jeho domácích zásob jakož i zásob v zahraničí prostřednictvím spolupráce s jinými společnostmi.
Zdroj úvodní fotografie: Japan Nuclear Fuel Limited

Jaderné elektrárny

Japonské společnosti revidují plány na využívání jaderného paliva MOX

Vědci z Česka se podíleli na vývoji &#8222;super termostatu&#8220; v zařízeních pro jadernou fúzi. Nový systém v reálném čase měří a řídí tok energie z plazmatu na součásti první stěny fúzního reaktoru. Právě udržení plazmatu o teplotě 100 milionů stupňů Celsia v určité vzdálenosti od stěn reaktoru patří mezi zásadní problémy na cestě k využití jaderné fúze. Ta by v budoucnu mohla být zdrojem stabilní a nízkoemisní energie. Akademie věd ČR (AV) dnes o projektu informovala ČTK v tiskové zprávě. Spolupracovali na něm odborníci z Ústavu fyziky plazmatu AV. Výsledky <a target="_blank" href="https://www.nature.com/articles/s41467-021-21268-3">publikoval</a> časopis Nature Communications.
V zařízení typu tokamak se podle vědců jako základní způsob ochrany využívají silná magnetická pole. Ta brání energetickým částicím plazmatu proudit z centra plazmatického výboje na stěnu reaktoru. Taková izolace však není dokonalá, nedokáže totiž zcela zabránit kontaktu plazmatu se stěnami.
Působení plazmatu lze omezit vstřikováním plynných příměsí, například dusíku nebo argonu, k ochlazení okrajového plazmatu. Proces je však nutné přesně kontrolovat, aby nedošlo k ochlazení centra plazmatu a následné ztrátě podmínek pro hoření fúzní reakce. Izotopy vodíku totiž k tomu, aby mezi nimi mohlo dojít k fúzní reakci, potřebují právě zmíněných sto milionů stupňů.
<figure id="attachement_27430" style="width: 1024px" class="wp-caption aligncenter"><a href="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2016/09/fuze-1-800x677.jpg"><img class="size-large" src="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2016/09/fuze-1-800x677.jpg" alt="Experimentální tokamak ITER; Zdroj: iter.org" width="1024" /></a><figcaption class="wp-caption-text">Ilustrační foto</figcaption></figure>
Mezinárodní tým pod vedením vědců z institutu DIFFER v nizozemském Eindhovenu vyvinul zařízení MANTIS, které umožňuje sledovat vyzařování atomů uhlíku v plazmatu skrze vysokorychlostní kameru. Podle odborníků je v plazmatu malé množství uhlíku jako příměs a vydává záření při relativně nízkých teplotách odpovídajícím 50000 až 100000 stupňů Celsia. Právě znalost, jak daleko je oblast vyzařování od stěny tokamaku, umožní poměrně přesně určit, jestli je plazma v blízkosti první stěny reaktoru dost chladné, aby nedošlo k poškozování stěny reaktoru. V praxi pak systém vyhodnocuje obraz z kamery pomocí speciálně vyvinutých algoritmů 800krát za sekundu. Na základě určené polohy míst s vysokým vyzařováním pak reguluje přítok dusíku do okrajové části plazmatu.
Podle Michaela Komma z Ústavu fyziky plazmatu AV byl systém vyvinutý v Nizozemsku otestovaný na tokamaku TCV ve Švýcarsku pod vedením vědců z Velké Británie, Německa, Česka a dalších zemí. &#8222;Díky tomuto propojení je možné efektivně sdílet specifické know-how jednotlivých laboratoří a zároveň koordinovat aktivity nezbytné k úspěšné realizaci první fúzní elektrárny,&#8220; poznamenal ke spolupráci Komm, jeden z vědeckých koordinátorů experimentů. Nový způsob kontroly vstřikování plynných příměsí do plazmatu by podle AV měl být, s určitou úpravou, využitelný i v budovaném Mezinárodním termonukleárním experimentálním reaktoru (ITER) na jihu Francie. Od tokamaku, budovaného poblíž města Cadarache, si odborníci slibují, že otevře cestu levné a bezpečné energii, která nezatěžuje životní prostředí. Zároveň bude vyvinutý systém využit i v novém tokamaku COMPASS-U, který roste v Ústavu fyziky plazmatu. Od roku 2023 nahradí stávající tokamak COMPASS.

Čeští vědci se podíleli na vývoji ochrany v zařízeních jaderné fúze

Energetici postupně dovezli do jaderné elektrárny Temelín zhruba 25 tun paliva, které vymění při plánované odstávce prvního bloku. Začne v závěru března, potrvá přibližně dva měsíce. V Temelíně vymění 48 palivových souborů. Palivo se vezlo letecky i po silnici několik tisíc kilometrů z ruského závodu firmy Tvel. Ročně v elektrárně vymění čtvrtinu paliva. ČTK to dnes řekl temelínský mluvčí Marek Sviták.
O trase a termínech, kdy se palivo poveze, věděl jen omezený okruh prověřených lidí. Vezlo se za přísných bezpečnostních opatření. Zvýšená radiační opatření nebyla potřeba, radioaktivita čerstvého paliva je srovnatelná s přírodním pozadím.
<blockquote>&#8222;Do elektrárny jsme pro odstávku prvního bloku postupně přivezli 48 palivových souborů, což energeticky odpovídá přibližně sedmi milionům tunám hnědého uhlí. Pro jeho přepravu by byl potřeba vlak dlouhý 1700 kilometrů, tedy jako z Prahy do Barcelony,&#8220; uvedl ředitel elektrárny Jan Kruml.</blockquote>
<figure id="attachement_4514" style="width: 1024px" class="wp-caption aligncenter"><a href="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2015/06/Dostavba-JE-Temelín-800x578.jpg"><img class="size-large" src="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2015/06/Dostavba-JE-Temelín-800x578.jpg" alt="Dostavba JE Temelín" width="1024" /></a><figcaption class="wp-caption-text">Ilustrační foto</figcaption></figure>
Palivo se přepravuje v ocelových kontejnerech, které odolají ohni, vodě, pádům z výšek nebo nárazům. Jejich klíčovým prvkem je podle mluvčího takzvaný akcelerometr. Lze z něj zjistit, zda při dopravě nenastal nadměrný náraz, který by mohl palivo poškodit. Až do temelínského areálu doprovázeli náklad policisté. Po kontrolách se palivo přesune z kamionu do skladu.
V jednom temelínském reaktoru je 163 palivových souborů. Každý palivový soubor měří přes 4,5 metru a váží asi 750 kilogramů. V reaktoru je zhruba 86 tun paliva. ČEZ drží již několik let v Temelíně i Dukovanech zásoby paliva na dva a víc let provozu, uvedl ředitel divize jaderná energetika a člen představenstva ČEZ Bohdan Zronek.
Temelín je největší výrobce elektřiny v zemi, kryje zhruba pětinu domácí spotřeby. ČEZ spustil elektrárnu v prosinci 2000. Loni vyrobil Temelín 15,75 terawatthodiny (TWh), letos od začátku roku 3,2 TWh.

Temelín dovezl 25 tun paliva, které vymění při jarní odstávce

Druhý blok jaderné elektrárny Leningrad II na západě Ruska vstoupil do poslední fáze pilotního provozu. Komerční provoz se očekává letos na jaře.
Poslední testovací fáze pilotního provozu zahrnuje <a href="https://www.world-nuclear-news.org/Articles/Leningrad-II-2-enters-final-testing-phase">15denní nepřetržité testování systémů při nominálním výkonu elektrárny</a>. Po úspěšném dokončení těchto testů bude blok odstaven kvůli provedení inspekce vybavení. Následně získá elektrárna povolení k provozu a blok přejde do komerčního provozu.
<blockquote>„Úspěšné provedení testů je kritériem pro přesun bloku z experimentálního do komerčního provozu. Celý proces testování trvá přibližně 140 dní,“ sdělil Alexandr Belyaev, hlavní inženýr jaderné elektrárny Leningrad II.</blockquote>
Elektrický generátor bloku byl poprvé přifázován k ruské elektrické rozvodné síti 22. října minulého roku. Od té doby probíhala testovací fáze, během které probíhalo zvyšování elektrického výkonu elektrárny, dodala ruská státní korporace pro atomovou energii Rosatom.
<blockquote>„Tyto práce máme od počátku striktně naplánované a dosavadní postup nám ukazuje shodu reálných prací s plánem. Během 15denního provozu bloku na plném výkonu dojde ke komplexnímu testování veškerého vybavení a systémů. Technologie musí fungovat efektivně, spolehlivě a bezpečně, přesně podle požadavků, které jsou v plném souladu s projektem elektrárny. Teprve po provedení všech testů si budeme naprosto jistí, že nový elektrárenský blok je plně připraven pro komerční provoz, během kterého bude zajišťovat stabilní dodávku elektřiny po dobu plánované životnosti elektrárny, která je 60 let,“ dodal Belyaev.</blockquote>
V Leningradské jaderné elektrárně, umístěné poblíž města Sosnovyj Bor, jsou vybudovány <a href="https://www.rosenergoatom.ru/en/npp/leningrad-npp/">4 reaktory RBMK-1000</a>, přičemž provozované jsou již jen bloky 3 a 4. První blok RBMK-1000 byl odstaven 21. prosince 2018 a od té doby na něm probíhá decommissioning. Druhý blok RBMK-1000 byl natrvalo odstaven 10. listopadu 2020 po 45 letech provozu.
<figure id="attachment_93239" style="width: 730px" class="wp-caption alignnone"><img class="wp-image-93239 size-full" style="color: #666666; font-style: italic; font-size: 0.8125rem;" src="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2021/02/Leningrad-II-2-tests.jpg" sizes="(max-width: 730px) 100vw, 730px" srcset="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2021/02/Leningrad-II-2-tests.jpg 730w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2021/02/Leningrad-II-2-tests-512x288.jpg 512w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2021/02/Leningrad-II-2-tests-725x407.jpg 725w" alt="Počátek komerčního provozu druhého bloku Leningradské II elektrárny je naplánován na toto jaro" width="730" height="410" /><figcaption class="wp-caption-text">Počátek komerčního provozu druhého bloku Leningradské elektrárny je naplánován na toto jaro. Zdroj: Rosatom</figcaption></figure>
Poblíž elektrárny je nyní stavěný také druhý komplex elektrárny Leningrad II, jehož plány zahrnují 4 bloky reaktorů VVER-1200. Výrobní bloky nové elektrárny mají simultánně nahrazovat odstavovaný výkon staršího komplexu.
<h2>Technologie VVER-1200</h2>
Vůbec první blok s reaktorem VVER-1200 byl postaven v Novovoroněžské II. elektrárně jako 6. blok. Jednalo se o demonstrační blok prvního ruského reaktoru generace III+. Nyní jsou v Novovoroněži provozovány již 2 tyto reaktory. Kromě zvýšené bezpečnosti a životnosti elektrárny tato technologie nabízí <a href="https://www.rosatom.ru/en/rosatom-group/engineering-and-construction/modern-reactors-of-russian-design/">lepší využití paliva a možnost provozu se směsným palivem MOX</a> v porovnání se starší generací reaktorů VVER-1000.
Spouštění dalšího bloku VVER-1200 probíhá v Bělorusku jako první blok jaderné elektrárny Ostrovec, jejíž výstavba začala <a href="https://www.world-nuclear.org/information-library/country-profiles/countries-a-f/belarus.aspx">8. listopadu 2013</a> a generátor byl poprvé připojen k elektrické síti 3. listopadu 2020. Výstavba těchto bloků probíhá také v Egyptě (El Dabaa), Finsku (Hanhikivi), Maďarsku (Paks), Turecku (Akkuyu) a <a href="https://rosatom.ru/en/investors/projects/">dalších zemích</a>.

Rychlé zprávy

Druhý blok Leningradské II spustil finální fázi testování

Francouzský regulační orgán pro jadernou bezpečnost, Autorité de Sûreté Nucléaire (ASN), <a href="https://oenergetice.cz/zahranicni/francouzske-jaderne-elektrarny-budou-moci-slouzit-az-50-let">stanovil podmínky pro další provoz</a> reaktorů EDF řady 900 MWe po 40 letech provozu. <a href="https://www.world-nuclear-news.org/Articles/French-regulator-approves-50-year-operation-of-900?fbclid=IwAR0T6SygO__2z2xUi3QNx_riUHyo6l-KmeI0lXGAq9LP7fIRouy3UUISF0A">Regulátor uvedl</a>, že se domnívá, že opatření plánovaná společností EDF v kombinaci s opatřeními předepsanými ASN zajistí bezpečnost bloků na dalších 10 let provozu.
EDF provozuje tři konstrukce tlakovodních reaktorů, známé jako řada 900 MWe (CP0, CP1 a CP2), řada 1300 MWe (P4 a P’4) a řada 1450 MWe (N4). 32 provozovaných bloků s reaktory řady 900 MWe vstoupilo do komerčního provozu mezi roky 1977 až 1988.
ASN přezkoumává všechny francouzské reaktory každých 10 let. Aby bylo možné využít výhod standardizované konstrukce reaktorů EDF, jsou tyto kontroly prováděny ve dvou částech. První část zahrnuje aspekty společné pro všechny reaktory řady 900 MWe. Druhá část, která se zaměřuje na specifické aspekty, se týká každého reaktoru samostatně a potrvá do roku 2031.
ASN poznamenala, že čtvrtý pravidelný přezkum bezpečnosti reaktorů řady 900 MWe má zvláštní význam, protože hypotéza životnosti přijatá ve fázi návrhu byla 40 let. Pokračující provoz po 40 letech vyžaduje aktualizaci konstrukčních studií nebo výměnu komponent.
Dne 23. února vydala ASN rezoluci předepisující provedení hlavních zlepšení bezpečnosti plánovaných společností EDF spolu s dalšími opatřeními, která považuje za nezbytná k dosažení cílů přezkumu bezpečnosti.
<blockquote>„Toto usnesení uzavírá první část přezkumu bezpečnosti, která se týká studií a úprav zařízení společných pro všechny reaktory řady 900 MWe, protože všechny mají podobnou konstrukci,“ poznamenala ASN.</blockquote>
Bezpečnost reaktorů řady 900 MWe se díky řadě opatření výrazně zvýší. Mezi tato opatření patří ověřování shody reaktorů s jejich referenčním systémem a zlepšování jejich schopnosti odolávat závažnějším útokům vnitřního nebo vnějšího původu. Úpravy rovněž omezí radiologické důsledky nehod bez roztavení jádra. Dále budou provedeny vylepšení v opatřeních pro zvládání náhodných nebo agresivních situací ovlivňujících bazény pro skladování použitého paliva na blocích.
ASN uvedla, že vylepšení a opatření budou aplikována na každý reaktor individuálně během jejich čtvrtého pravidelného přezkoumání bezpečnosti, které má probíhat do roku 2031. Tyto přezkumy zohlední specifické aspekty každého zařízení. Opatření plánovaná společnosti EDF pro každý reaktor budou předmětem veřejného přezkumu.
<blockquote>„ASN se domnívá, že opatření plánovaná společností EDF v kombinaci s opatřeními předepsanými ASN otevírají vyhlídky na další provoz těchto reaktorů po dalších 10 let po jejich čtvrtém pravidelném přezkumu bezpečnosti,“ uvedla ASN.</blockquote>
Regulační orgán požaduje, aby EDF každoročně podávala zprávy o opatřeních prováděných ke splnění požadavků a jejich lhůt, a také o průmyslové kapacitě EDF a jejich externích dodavatelů dokončit úpravy zařízení ve stanovených lhůtách. ASN vyžaduje, aby tyto informace byly zveřejněny.

Bezpečnost francouzských reaktorů, kterým byl umožněn až 50letý provoz, se díky řadě opatření zvýší

Pokročilé rychlé reaktory jsou důležitou součástí vývoje uzavřeného palivového cyklu. Vzhledem k jejich technologické náročnosti se jejich vývojem zabývají pouze některé země. Čína nyní přešla do další fáze testování experimentálního rychlého reaktoru CEFR.
Čínský experimentální rychlý reaktor (CEFR) byl znovu spuštěn a připojen k elektrické rozvodné síti. V nadcházející provozní etapě bude testován provoz při nominálním výkonu. Na konci června minulého roku začala na reaktoru <a href="http://en.cnnc.com.cn/2020-08/07/c_527271.htm">výměna paliva a údržba veškeré technologie</a>. Nyní reaktor prošel spouštěcími testy důležitými pro přechod do další etapy provozu reaktoru. Testy potvrdily požadavky návrhu reaktoru v rámci normálního provozu i během očekávaných přechodových procesů.
Čínský institut atomové energie (CIAE) sdělil, že CEFR přešel <a href="https://www.world-nuclear-news.org/Articles/Chinese-fast-reactor-begins-high-power-operation">19. ledna do druhé fáze provozu</a>. Elektrický generátor bloku byl znovu přifázován k elektrické rozvodné síti 15. února.
<blockquote>„Provoz na vysokém výkonu je důležitým procesem při zvládání technologie rychlých reaktorů,“ informoval institut atomové energie.</blockquote>
<figure id="attachment_93088" class="wp-caption aligncenter" style="width: 730px;"><img class="wp-image-93088 size-full" src="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2021/02/CEFR-control-room-CIAE.jpg" sizes="(max-width: 730px) 100vw, 730px" srcset="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2021/02/CEFR-control-room-CIAE.jpg 730w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2021/02/CEFR-control-room-CIAE-512x288.jpg 512w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2021/02/CEFR-control-room-CIAE-725x408.jpg 725w" alt="Pracovníci ve velínu reaktoru CEFR" width="730" height="411" /><figcaption class="wp-caption-text">Pracovníci ve velínu reaktoru CEFR Zdroj: CIAE</figcaption></figure>
CEFR je postaven poblíž Pekingu s asistencí ruské strany, která provádí základní výzkum v oblasti jaderných technologií. Tepelný výkon reaktoru CEFR je 65 MW a reálně dokáže do sítě dodávat 20 MW elektrických. Na stavbě se podílely <a href="https://www.world-nuclear-news.org/Articles/Chinese-fast-reactor-begins-high-power-operation">ruské společnosti</a> OKBM Afrikantov ve spolupráci s OKB Gidropress, KIKIET a Kurčatovým Institutem.
První lití betonu reaktoru CEFR proběhlo v květnu 2000 a první kritičnosti bylo dosaženo v červnu 2010. Minulý rok byl generátor bloku přifázován a provozován na 40 % výkonu. Od té doby byly prováděny různé testy reaktoru, turbín a sodíkových čerpadel při sníženém výkonu. Materiálové testy a testy ozáření paliva jsou naplánovány ve stávající provozní etapě.
Poprvé reaktor pokořil <a href="https://www.world-nuclear-news.org/Articles/Chinese-fast-reactor-begins-high-power-operation">72hodinový provoz na plném výkonu</a> v roce 2014. Po provedení dřívějších testů s nízkým i nominálním výkonem byl CEFR znovu zprovozněn 19. června minulého roku. Během následujících 40 dnů byly provedeny dynamické testy turbíny a hydraulických systémů. Následně došlo k odstavení reaktoru a jeho přípravě na druhou provozní etapu. Během odstávky bylo vyměněno palivo a byla provedena údržba technologických systémů.
Čína vyvinula <a href="http://en.cnnc.com.cn/2020-08/07/c_527271.htm">tříkrokovou strategii</a> přechodu od experimentálního rychlého reaktoru přes demonstrační reaktor až ke komerčnímu zařízení. CIEA také pracuje na výkonnější verzi rychlého reaktoru CFR-600 s výkonem 600 MW elektrických. Tento demonstrační blok je stavěn v provinciích Fujian od prosince 2017 a Xiapu od prosince 2020. CFR-600 bude standardně provozován se směsným palivem MOX, jehož vyhoření se předpokládá až v hodnotě 100 GWd/tunu paliva (lehkovodní reaktory typu VVER dosahují maximálních vyhoření kolem 50 GWd/tunu paliva). Předností rychlého reaktoru je vysoké vyhoření paliva a vysoká teplota páry. CFR-600 bude produkovat páru o teplotě až 480 °C s možným zvýšením vyhoření až na 100 až 120 GWd/tunu paliva.
Plánovaný výkon komerčního bloku <a href="https://www.world-nuclear-news.org/Articles/Chinese-fast-reactor-begins-high-power-operation">CFR-1000 by měl být mezi 1000 až 1200 MW elektrickými</a>. Výstavba tohoto bloku by měla začít v roce 2028 s plánovaným komerčním spuštěním v roce 2034. Palivo by mělo být v kovové formě s maximálním vyhořením až 150 MWd/tunu paliva.
<h2>Uplatnění rychlých reaktorů</h2>
Rychlé reaktory jsou velmi často spojovány s takzvaným <a href="https://www.world-nuclear.org/information-library/current-and-future-generation/fast-neutron-reactors.aspx">uzavřeným palivovým cyklem</a>. Jejich předností je schopnost využívat přebytečné neutrony k tvorbě štěpného materiálu, nejčastěji ve formě Pu-239, které vzniká záchytem neutronu na štěpitelném U-238. Dříve provozované rychlé reaktory, jako například francouzský Fénix, dosahovaly <a href="https://www.world-nuclear.org/information-library/current-and-future-generation/fast-neutron-reactors.aspx">množivého faktoru 1,13</a>. Tyto systémy tedy byly schopny vyprodukovat více štěpného materiálu, než samy spotřebovaly.
Nynější velmocí ve vývoji rychlých reaktorů je Rusko, které jako jediné provozuje komerčně hned dva rychlé reaktory. Jedná se o sérii reaktorů BN a oba provozované bloky jsou v <a href="https://www.rosenergoatom.ru/en/npp/beloyarsk-npp/">Bělojarské jaderné elektrárně</a>. Rusko pokračuje nejen ve vývoji komerční elektrárny s reaktorem BN-1200, ale také výzkumného rychlého reaktoru <a href="https://world-nuclear-news.org/Articles/Russia-starts-installing-MBIR-control-assembly">MBIR</a>.
Zdroj náhledového obrázku: nextbigfuture.com

Čínský experimentální rychlý reaktor přešel do druhé etapy provozu

<a href="https://www.world-nuclear-news.org/Articles/Czech-solution-to-fuel-rod-corrosion-receives-US-p">Čeští vědci získali americký patent na jejich objev polykrystalického-diamantového pokrytí</a>, které dokáže významně chránit palivové proutky proti korozi v průběhu běžného i havarijního provozu reaktoru. <a href="https://www.ciirc.cvut.cz/cs/americky-patent/">Výzkumníci z Českého institutu informatiky, robotiky a kybernetiky z ČVUT (CIIRC)</a> a Fyzikálního ústavu AV České republiky získali na tuto technologii evropský patent již v dubnu minulého roku.
<figure class="wp-caption alignnone" style="width: 755px;"><img class="size-large" src="https://www.ciirc.cvut.cz/wp-content/uploads/2021/02/mapa-USA.png" width="755" height="447" /><figcaption class="wp-caption-text">Mapa 94 provozovaných a 2 budovaných jaderných reaktorů na území USA; Zdroj: CIIRC ČVUT</figcaption></figure>
Americký patent znamená, že „nyní máme přístup k trhu s největším zastoupením jaderných reaktorů na světě“, uvedl CIIRC. „Všech 94 provozovaných reaktorů v USA a další dva momentálně ve výstavbě mohou využít tuto patentovanou metodu ochrany palivových proutků proti korozi, která prodlouží životnost proutků v podmínkách běžného i havarijního provozu,“ dodává CIIRC.
<h2>Spolupráce ČVUT a Akademie věd</h2>
Technické řešení v roce 2015 patentovala v České republice skupina výzkumníků z obou institutů: Radek Škoda a Jan Škarohlíd, v té době z Fakulty strojní ČVUT, a dále Irena Kratochvílová, František Fendrych a Andy Taylor z AV ČR.
<blockquote>„Unikátní řešení je založeno na pokrytí povrchu palivových proutků tenkou polykrystalickou-diamantovou vrstvou. Velmi tenká vrstva diamantových nanokrystalů významně zhoršuje podmínky pro vznik koroze na zirkoniovém substrátu, dokonce o desítky procent,“ uvedla Irena Kratochvílová.</blockquote>
<figure id="attachment_93152" class="wp-caption alignnone" style="width: 730px;"><img class="size-full wp-image-93152" src="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2021/02/fuel-patent.jpg" sizes="(max-width: 730px) 100vw, 730px" srcset="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2021/02/fuel-patent.jpg 730w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2021/02/fuel-patent-512x288.jpg 512w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2021/02/fuel-patent-725x408.jpg 725w" alt="" width="730" height="411" /><figcaption class="wp-caption-text">Palivový soubor s palivovými proutky ze slitiny zirkonia; Zdroj fotografie: CIIRC ČVUT</figcaption></figure>
Antikorozní efekt polykrystalického diamantového pokrytí je velmi specifický. Kromě omezení přímého kontaktu kovového povrchu palivových proutků s okolním prostředím s rostoucí teplotou proniká uhlík do diamantové vrstvy a mění její fyzikální a chemické vlastnosti. Snižuje tak pravděpodobnost koroze zirkoniového pokrytí a průniku vody do hermetického prostoru palivového proutku.
<h2>Lepší charakteristiky zirkoniového pokrytí paliva při havarijních stavech</h2>
Patent byl podpořen dalším výzkumem a rozšířenými testy v rámci projektu Technologické agentury ČR ve spolupráci s americkou společností Westinghouse. Výzkumníci požádali o americký patent již v roce 2016 a tento měsíc (únor 2021) získali potvrzení o schválení od Amerického patentového úřadu.
<figure class="wp-caption alignnone" style="width: 1544px;"><img class="size-large" src="https://www.ciirc.cvut.cz/wp-content/uploads/2021/02/1.png" width="1544" height="749" /><figcaption class="wp-caption-text">Složení vrstev pokrytí palivového proutku; Zdroj: CIIRC ČVUT</figcaption></figure>
Hlavním cílem tohoto výzkumu bylo předejít oxidaci zirkonia při vysokých teplotách v havarijních situacích s teplotami pokrytí překračujícími 800 °C. V průběhu této exotermické reakce se uvolňuje kromě značného množství tepla, také vodík, který může tvořit výbušnou směs. Korodující zirkoniové palivové proutky mohou prasknout a uvolnit radioaktivní izotopy do primárního okruhu elektrárny. Emise tepla také následně komplikuje chlazení aktivní zóny reaktoru a podporuje další oxidaci zirkoniové slitiny, čímž dále rozvíjí tento chemický proces. Díky polykrystalické-diamantové vrstvě dochází ke snížení pravděpodobnosti vzniku koroze na vnějším povrchu zirkoniového pokrytí jaderného paliva.
<figure id="attachment_6176" class="wp-caption alignnone" style="width: 525px;"><img class="size-large wp-image-6176" src="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2015/07/01_behem-odstavky-technici-vymeni-v-reaktoru-ctvrtinu-paliva-1024x680.jpg" sizes="(max-width: 525px) 100vw, 525px" srcset="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2015/07/01_behem-odstavky-technici-vymeni-v-reaktoru-ctvrtinu-paliva.jpg 1024w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2015/07/01_behem-odstavky-technici-vymeni-v-reaktoru-ctvrtinu-paliva-512x340.jpg 512w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2015/07/01_behem-odstavky-technici-vymeni-v-reaktoru-ctvrtinu-paliva-768x510.jpg 768w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2015/07/01_behem-odstavky-technici-vymeni-v-reaktoru-ctvrtinu-paliva-725x481.jpg 725w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2015/07/01_behem-odstavky-technici-vymeni-v-reaktoru-ctvrtinu-paliva-800x531.jpg 800w" alt="Palivové tyče - JE Temelín" width="525" height="349" /><figcaption class="wp-caption-text">Pohled do reaktoru JE Temelín během odstávky pro výměnu paliva s charakteristickým namodralým Čerenkovým zářením. Zdroj: ČEZ</figcaption></figure>
<h2>Odolnější palivové proutky s delší životností</h2>
Další výzkum potvrdil potenciál tohoto řešení i při běžných provozních teplotách reaktorů. V některých případech může dojít k předčasnému vyjmutí palivového souboru z aktivní zóny reaktoru, aby se předešlo poškození palivových proutků způsobeným tepelným namáháním a korozí. Toto patentované řešení může prodloužit životnost palivových proutků s pozitivním dopadem na životní prostředí.
Zdroj úvodní fotografie fotografie: CIIRC ČVUT

České řešení antikorozního pokrytí jaderného paliva získalo americký patent

Více než polovina nejstarších jaderných reaktorů provozovaných francouzskou elektrárenskou společností EDF bude moci zůstat v provozu o deset let déle, než se předpokládalo, pokud na nich firma provede nezbytnou údržbu. Rozhodl o tom dnes francouzský úřad pro jadernou bezpečnost (ASN), který tím prodloužil životnost 32 reaktorů o výkonu 900 megawattů ze 40 na 50 let, uvedla agentura Reuters.
Dlouho očekávané rozhodnutí přichází v době, kdy se řada z 58 reaktorů provozovaných EDF a postavených v 70. a 80. letech pomalu blíží konci své životnosti.
ASN dnešním rozhodnutím ukončil obecný přezkum, který doporučuje určitou úpravu a údržbu nutnou pro všechny dotčené reaktory. V další fázi budou následovat doporučení pro specifické úpravy na jednotlivých reaktorech podle jejich konkrétního stavu.
<figure id="attachement_33444" style="width: 1024px" class="wp-caption aligncenter"><a href="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2017/02/Eurodif-Nuclear-Power-Plant-Tricastin-France-IAEA-Imagebank-800x532.jpg"><img class="size-large" src="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2017/02/Eurodif-Nuclear-Power-Plant-Tricastin-France-IAEA-Imagebank-800x532.jpg" alt="" width="1024" /></a><figcaption class="wp-caption-text">Ilustrační foto</figcaption></figure>
Reaktory budou procházet údržbou postupně v příštích deseti letech. EDF bude muset předkládat roční zprávy o svém postupu, aby prokázala, že dokáže veškeré předepsané změny provést včas.
Francie vyrábí 70 procent své elektřiny v jaderných elektrárnách, což je nejvíce ze všech světových zemí. Tento podíl chce do roku 2035 snížit na 50 procent a více se spoléhat na obnovitelné zdroje energie.

Energetika v zahraničí

Francouzské jaderné elektrárny budou moci sloužit až 50 let

Šest dní po letošním japonském zemětřesení byl zaznamenán zvýšený únik chladicí vody ve dvou blocích jaderné elektrárny Fukušima. Zřejmě se jedná o další poškození kontejnmentů elektrárny, která havarovala bezmála před 10 lety.
Zemětřesení o síle <a href="https://www.world-nuclear-news.org/Articles/Increased-rate-of-water-leakage-at-Fukushima-react">7,1 stupně Richterovy škály bylo zaznamenáno 13. února</a> jednu hodinu před půlnocí přibližně 90 km od jaderné elektrárny Fukušima. Hypocentrum zemětřesení bylo 60 km pod zemským povrchem. Krátce po zemětřesení společnost TEPCO oznámila, že elektrárna nebyla tímto zemětřesením nijak poničena.
Od března 2011, kdy japonská jaderná elektrárna havarovala, pumpuje TEPCO vodu do kontejnmentu reaktorů prvního a třetího bloku. Hlavním účelem čerpání vody je udržení vody pro chlazení těchto bloků. Hlavní příčinou havárie elektrárny bylo <a href="https://oenergetice.cz/elektrarny-svet/nasledky-havarie-v-jaderne-elektrarne-fukushima-daiichi">silné zemětřesení, které vyvolalo následnou vlnu tsunami</a>. Ta zaplavila jak výrobní bloky, tak také záložní diesel generátory, což znemožnilo efektivně chladit bloky.  Po nehodě byly provedeny činnosti pro <a href="https://www.world-nuclear.org/information-library/safety-and-security/safety-of-plants/fukushima-daiichi-accident.aspx">zmírnění následků a zabránění šíření radioaktivních látek</a> z reaktorů, například pomocí ledové stěny.
<figure id="attachment_93073" class="wp-caption aligncenter" style="width: 730px;"><img class="aligncenter wp-image-93073 size-full" src="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2021/02/Fukushima-Daiichi-sunrise-Tepco.jpg" sizes="(max-width: 730px) 100vw, 730px" srcset="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2021/02/Fukushima-Daiichi-sunrise-Tepco.jpg 730w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2021/02/Fukushima-Daiichi-sunrise-Tepco-512x288.jpg 512w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2021/02/Fukushima-Daiichi-sunrise-Tepco-725x408.jpg 725w" alt="Jaderná elektrárna Fukushima Daiichi " width="730" height="411" /><figcaption class="wp-caption-text">Jaderná elektrárna Fukushima Daiichi Zdroj: TEPCO</figcaption></figure>
V minulém týdnu společnost informovala, že hladina vody v prvním i třetím reaktoru klesá. <a href="https://apnews.com/article/water-leaks-fukushima-new-damage-a7ecf765d0233b1cad7332ff9fed5ffe">Na prvním bloku poklesla hladina vody o 70 cm, zatímco na třetím bloku pouze o 30 cm</a>. Zvýšený únik vody z kontejnmentů znamená také zvýšené množství vody, která je do budov čerpáno a s tím spojené větší množství radioaktivního odpadu. Celková kapacita, kterou je TEPCO schopno skladovat, je přibližně 1,37 milionů tun vody. Tato kapacita bude pravděpodobně vyčerpána v létě příštího roku.
Společnost prozatím nezaznamenala snížení hladiny vody na druhém výrobním bloku, jelikož byly detekční systémy odstraněny kvůli přípravě na vyjmutí roztaveného paliva.
<blockquote>„Příčinou úniku vody může být dodatečné porušení částí kontejnmentu reaktorů vlivem zemětřesení. Budeme nadále sledovat veškeré parametry,“ informovala společnost TEPCO.
„Nebyly pozorovány žádné významné změny tlaku ani teploty na dně nádob reaktorů. Nebyla zjištěna ani vyšší míra radioaktivity systému, zvýšená aktivita aerosolů v ovzduší, či zvýšená povrchová aktivita na stěnách budov. Zemětřesení nebude mít žádný dopad na další aktivity spojené s řešením následků nehody. Předpokládá se, že uniklá voda zůstává uvnitř reaktorových budov.“
„Prozatím nebyly potvrzeny žádné významnější výkyvy hladiny vody v budovách reaktorů, nicméně bude třeba provést důkladnější hodnocení. Sledování parametrů bude zajištěno i nadále,“ dodala společnost TEPCO. </blockquote>
Zdroj úvodní fotografie: DigitalGlobe

Elektrárny ve světě

Ve Fukušimě zaznamenali po nedávném zemětřesení zvýšený únik vody z havarovaných reaktorů

Evropská rada schválila financování ve výši 5,61 mld. EUR (zhruba 150 mld. Kč) pro Mezinárodní termojaderný experimentální reaktor (ITER). Prostředky jsou pro projekt vyčleněny v rámci víceletého finančního rámce na roky 2021 až 2027. 
Evropská rada se rozhodla i nadále pokračovat ve finanční podpoře pro jeden z hlavních mezinárodních projektů, který by měl zajistit dostatečné množství levné a čisté energie. Do projektu, který má být předstupněm komerčního využití termojaderné fúze v energetice, již Evropská unie investovala přes 4 mld. EUR a nyní přidává dalších téměř 6 mld. EUR do roku 2027.
Evropská unie si investici pochvaluje, dosud investované 4 mld. EUR prý měly  pozitivní efekt na evropskou ekonomiku, a to jak v oblasti růstu HDP tak v oblasti zaměstnanosti. Některé studie dokonce ukazují, že již nyní se hodnota investovaných peněz vrací – podle studie EU je již nyní vliv projektu na ekonomiku pozitivní (v hodnotě <a href="https://ec.europa.eu/energy/topics/technology-and-innovation/fusion-energy-and-iter_en#iter-governance-and-funding">104 mil. EUR</a>).
Podle současných odhadů se mají celkové náklady na ITER pohybovat kolem 18 mld. EUR, a tedy více než polovina bude financována z rozpočtu Evropské unie. Zbylé finanční prostředky mají poskytnout další participující státy – USA, Rusko, Čína, Japonsko, Jižní Korea a Itálie.
Projekt ITER byl zahájen podpisem smlouvy v listopadu 2006 a o rok později začala jeho výstavba u města Cadarache na jihovýchodě Francie. V polovině loňského roku byla zahájena montáž <a href="https://oenergetice.cz/jaderne-elektrarny/ve-francii-zacala-montaz-pokusneho-fuzniho-reaktoru-iter">dílčích částí ITERu, která by měla trvat do roku 2024 a podílet se na ní bude 2300 lidí</a>.
Předpokládá se, že s plazmatem by se mělo pracovat od konce roku 2025. O deset let později by se mělo začít pracovat s tritiem a realizovat se fúze.
Zdroj úvodní fotografie: iter.org
Aktualizace 11:14: Upraven poslední odstavec textu.

Zdroj: Web Mezinárodního termonukleárního experimentálního reaktoru iter.org