‘Chlazení’ (Kategorie)

Hypotéza o JE Dukovany během zemětřesení

Dobrý den.
Chtěl bych znát další pravděpodobný vývoj při vystavení jaderné elektrárny Dukovany následujícímu vlivu nestability:
Přestože je oblast Vysočiny v seismicky klidné oblasti, jako východ USA, postihlo ji zemětřesení vyšší, než před pár dny východ USA a to ve výši 8,4 stupňů Richtera.
Následkem zemětřesení bylo:
– narušení hráze přehrady Dalešice a Mohelno a následné protržení obou hrází,
– významné popraskání zásobníků chladicí vody elektrárny,
– popraskání a fyzické přerušení přívodních potrubí okruhů cirkulace vody primárních a sekundárních okruhů reaktorů s výsledkem snížení možnosti chlazení reaktorů chladicím médiem na úrověň 0% během 15 minut zemětřesení. Kromě odpadnutí přívodních potrubí chladicích okruhů primáru a sekundáru by kontenment reaktorů narušen samotným zemětřesením nebyl.
Jaký by vypadal další scénář vývoje?
Prosím nepekulujte o pravděpodobnosti silného zemětřesení, to je čistě teoretická veličina mající opodstatnění pouze do takovéhoto zemětřesení.
Děkuji
(Pavel Bártek – 26.8.2011)


Váš dotaz je opravdu velmi zavádějící a spekulativní. Odpověď proto prosím neberte jako názor odborníka ale jen jako filosofickou úvahu. Narušení Vám jmenovaných hrází nemá na bezpečnost elektrárny vliv z hlediska zaplavení, protože vodoteč je níže než samotná elektrárna. Stejně tak z hlediska odvodu tepla jsou dostatečné zásoby vody k odvodu tepla s podmínkou odstavení všech bloků a vychlazení. Havarijní systémy jsou projektovány tak aby mohly podat vodu nad i pod aktivní zónu takže by byly schopny podat vodu k chlazení aktivní zóny i v tomto stavu. I kdyby nastalo takové zemětřesení jak uvádíte, je vyloučeno že by okruhy přišly o všechna technologická potrubí, která umožňují podat chladicí vodu náhradní formou mimo oficielní projektovou funkci takže se do takové spekulace opravdu pustit nemohu.
(Ing. Jiří Veselý – SÚJB)

Černobyl a jaderný výbuch

má otázka sice nesouvisí s nedávnými událostmi ve fukušimské elektrárně, ale trápí mě už dlouho a rád bych na ní slyšel odpověď od skutečných odborníků. Vzhledem k tomu, že v Černobylu byly reaktroy typu RBMK, v nichž je voda pouze chladivo a jako moderátor se používá grafit, mohlo v Černobylu dojít k jadernému výbuchu, když se voda vypařila, ale grafit stále zajišťoval řetězovou reakci? Neměli jsme, co se týče Černobylu, paradoxně štěstí, že řídící tyče zajely dost hluboko na to, aby v Černobylo došlo akorát k mechanickému výbuchu? Předem děkuji za odpověď.
(Daniel – 17.4.2011)


Nejdříve je potřebné říci, co bylo podstatou černobylské havárie: Obsluha manipulovala s výkonem reaktoru pří nízkých hladinách, kdy se dominantně projevuje kladná zpětná vazba od snížení hustoty vody. Tento efekt je právě typický pro grafitem moderované a lehkou vodu chlazené reaktory, kdy voda se vůči grafitu projevuje jako „absorbér neutronů“, takže snížení její hustoty zvyšuje reaktivitu reaktoru. Změny, ktreré obsluha vyvolala, způsobily rychlý nárůst výkonu, který vedl k dalšímu snížení hustoty vody a celý tento proces se místo tlumení naopak urychloval. Vznikla vysoká výkonová špička – asi stonásobek nominální hodnoty – která způsobila celý ten malér, doprovázený dále intenzivními chemickými reakcemi (hoření grafitu) a destruktivním otevřením reaktoru s volným únikem radioaktivity do okolního prostředí. Pokud jde o regulační orgány (absorbční tyče) paradoxně k ději ještě v počátku nehody přispěly negativně: Koncovky těchto tyčí byly z grafitu, na který pak navazoval vlastní absorbční materiál. To znamená, že v počáteční fázi zasouvání reaktivitu ještě mírně zvyšovaly a tím přispěly ke zrychlení nárůstu výkonu. Jejich účinné zasunutí bylo pak vzhledem k vlastní rychlosti nárůstu výkonu pomalé a vzniklé výkonové špičce nedokázalo zabránit.
(Ivan Tinka – EGP)

EDU a ETE – odvod zbytkového tepla

Dobrý den, můj dotaz se týká českých JE – konkrétně havarijního dochlazování AZ při ztrátě napájení jak z VS, tak z hlavních i záložních linek 110kV. Pamatuji-li se dobře, jsou reaktory spočítány tak, že při této eventualitě se o odvod zbytkového tepla stará přirozená konvekce v tlakové nádobě a není třeba nucené chlazení AZ (minimálně v EDU). Můžete tuto informaci potvrdit, případně uvést na pravou míru? Děkuji.
(Lukáš – 15.4.2011)


Odvod zbytkového tepla přirozenou cirkulací patří k základním provozním režimům EDU i ETE. Klasickým příkladem je výměna paliva, kdy po odstavení reaktoru (přerušení štěpné řetězové reakce) po nějakou dobu běží ještě hlavní cirkulační čerpadla, s poklesem zbytkového výkonu se odpojují čerpadla až se posléze přejde na přirozenou cirkulaci, přičemž po několika dnech stačí na odvod zbytkového tepla jedna smyčka s přirozenou cirkulací. Pro představu, okamžitě po odstavení reaktoru je zbytkové teplo kolem 7 % původního tepelného výkonu reaktoru (tedy při 3000 MW typu ETE to je asi 210 MW), ale už po 1 dnu poklesne na ~ 0,5 % výkonu před odstavením (exponenciální pokles). Při tomto odvodu zbytkového tepla je určující dostatečná rezerva do teploty sytosti vody při daném tlaku, tím se pak řídí proces dochlazování. Tento stav je v principu stejný i po nehodě, kdy však nemusí být k dispozici normální nucená cirkulace chladiva hlavními cirkulačními čerpadly, a proto existuje havarijní chlazení, které musí pokrýt především tu první fázi po odstavení reaktoru. V dalších fázích je takové chlazení potřebné v případech porušené integrity chladicího okruhu.
(Ivan Tinka – EGP)

Stav zařízení JE Fukušima 1

Dobrý den. V prvním týdnech po jaderné havárii ve Fukušimě bylo soustředěno veškeré úsilí na zajištění náhradního napájení čerpadel chladicího okruhu jednotlivých reaktorů. Uplynulo několik týdnů od přivedení napájení, ale informace o zprovoznění/nezprovoznění chladicích okruhů se nějak vytratily.
Jaký je současný stav chladicích okruhů jednotlivých reaktorů?
Trochu obtížné věřit tomu, že po výbuchu vodíku ve třech reaktorových budovách a destrukci sekundárních kontejnmentů jsou chladicí okruhy vpořádku a a je to pouze o tom přivést napájení k čerpadlům. Lze někde získat aktuální informace o stavu jednotlivých zařízení? (Na vašich stránkách již neprobíhá každodenní aktualizace informací o letošní jaderné havárii.)
Děkuji za odpověď.
(Mike – 13.4.2011)


Nejlepším zrojem informací o stavu zařízení elektrárny je http://www.jaif.or.jp/, kde je (anglicky) prakticky denně aktualizovaná informace. V tuto chvíli stále probíhá nouzové chlazení reaktoru i bazénů vyhořelého paliva. Zprovoznění původních chladicích systémů je vázáno nejen na obnovení přívodu elektřiny, ale i na opravu rozvaděčů a revizi celého systému, což je komplikováno vysokou radiací v daném prostoru.
(Ing. Vlastimil Juříček – CV Řež)

Spotřeba, chlazení a záchrana JE

Je možné odpovídat na dotazy nejen věcně správně ale i přesně?
Mám na mysli např. dotaz p. Stwory ve věci chlazení a vlastní spotřeby elektrárny. Dále dotazy týkající se způsobu a rozsahu poškození a dalších. Je možné, že jsou to věci, které jsou pro odborníky samozřejmé ale pro ostatní to tak být nemusí.
Je-li např. vlastní příkon jednoho bloku elektrárny 25MW tak je to 1/40, tedy jistě zlomek jejího výkonu ale současně je to hodně velký výkon na nějaké přivezení agregátu ze dne na den po rozbitých silnicích.
Je tak výkonné chlazení třeba dva dny nebo tři týdny nebo dokonce roky?
Není-li tento výkon k dispozici, za jak dlouho dojde k definitivnímu poškození reaktoru( ve smyslu jeho dalšího použití)?
Ze zpráv ani z odpovědí vašich pracovníků nebylo vůbec jasné zda se v Japonsku snaží elektrárnu zachránit (=opravit a zprovoznit) nebo ochránit okolí tj odstranit a snížit následky havárie.
Jen takto formulované odpovědi mohou být zdrojem důvěry v ty, kteří je poskytují.
Děkuji
(Pizzal – 11.4.2011)


Problémy s chlazením palivových článků jsem popsal v odpovědi na otázku Přeprava a výměna palivových článků. Neznám vlastní spotřebu Fukušimy, ale na Temelíně je to 8-9%, na Fukušimě ro bude vzhledem ke konstrukci asi méně. Chlazení bazénu vyhořeleho paliva je zanedbatelné. Těch 8-9% platí pro provoz. Po odstavení je nutno uchladit výkon v zóně: Fukušima po 1 hodině 20MW, po 24 hodinách 9MW, po 30 dnech 3MW – viz popis elektrárny, titulní stránka webu vpravo nahoře. Co se týče reaktorů, tak ty jsou po chlazení mořskou vodou definitivně odepsány.
(Ing. Čeněk Svoboda, CSc. – CV Řež)

Voda při chlazení – aktivita a další otázky

Vážení, v dotazu Radioaktivní voda po chlazení jsem se dozvěděl, že vlastně není problém. K zmíněnému mám tyto dotazy: 1. Kde se radioaktivní voda v jímkách, která je dobrovolně či nedobrovolně vypouštěna vzala? 2. Je běžné, že se na elektrárně skladují během provozu tisíce kubíků vysoceaktivní vody? 3. Proč nebyla tato voda použita při chlazení reaktorů a budov, když byl akutní nedostek neslané vody? 4. Nebo snad tvrdíte, že aktivitu vody si Japonci také vymysleli?
Stále věřím, že to celé jen špatně chápu, takže očekávám odpovědi. Četl jsem, že zde dostanu odpověď od největších kapacit v jaderném oboru v ČR. Já jsem jen strojař se střední školou, ale mám pocit, že se tu v žoldu ČEZU snažíte lidi akorát oblbovat.
(Jakub Fruhauf – 6.4.2011)


Na elektrárně zcela evidentně došlo k porušení povlaku palivových článků. Kontakt jakékoliv vody – voda v nádobě, voda v mokré části primárního kontejmentu, voda v primárním okruhu, atd. s porušenými články vedl ke zvýšení její aktivity. Za podmínek normálního provozu se na elektrárně vysokoaktivní voda ani nevyskytuje, ani neskladuje. Vzhledem ke konstrukci elektrárny – jeden okruh – je za normálního provozu chladicí voda v okruhu mírně radioaktivní. Při úvahách o chlazení vemte prosím v úvahu, že nebyl zdroj energie – tsunami zničilo dieselagregáty a tudíž žádná čerpadla nepracovala. Pro Vaši informaci, pracuji v oboru více než 40 let, považuji se za zkušeného odborníka ale kapacita bych si neříkal. . Co se žoldu týče, ČEZ nám – t.j. ústavu – za činnost na tomto serveru neplatí nic.
(Ing. Čeněk Svoboda, CSc. – CV Řež)

Poločas rozpadu, aktivita území a teploty

Dobrý den,
mám několik dotazů:
1) v předcházejících odpovědích Ing. Drábová, Ph.D. uvedla, že radioaktivní jód 131 má poločas rozpadu 8 dnů a že tedy bude v přírodě na detekovatelné úrovni nějaké 3 měsíce. Vzal jsem jen 80 dnů, při nich klesne úroveň jódu z původní hodnoty na 0,1%. Kdybych to aplikoval i na 137 Cs (cesium) s poločasem rozpadu 30 let, vyšel by opět desetinásobek, tedy cca 300 let. Moje otázka zní, jaké další prvky jsou přítomny v reaktoru a mohou se při porušení jeho integrity dostat do ovzduší – konkrétním příkladem budiž 4 reaktory Fukushima (vč. toho vyhořelého paliva). Prosím i o uvedení přibližných poločasů rozpadu.
2) Při zasažení území radioaktivním prvkem (dejme tomu v prvních dnech 131 I) se uvádí aktivita území v Bq / m2 (Becquerel na metr čtvereční). Uvažujme hodnotu 19 000 Bq/m2 v nějakém konkrétním území. Lze si tuto hodnotu vyložit nějakým ekvivalentem dávky? Např. při pohybu v lese s touho hodnotou po dobu 1 měsíce je dávka x, při konzumaci 10 kg hub / zelí / salátu je to navíc dávka x2 atd? Pokud by to nešlo, jak moc nebezpečná ona uvedená hodnota je?
3) Jakých orientačních teplot dosáhla aktivní zóna v reaktoru (v jap. 1F1 až 1F4) při nemožnosti chlazení. Zajímá mě jen odhad pravděpodobně nejvyšších teplot.
Moc děkuji za odpovědi. S pozdravem
(Ivo Urbánek – 6.4.2011)


Bohužel naprosto přesná data (teploty) z reaktoru ve Fukušimě nejsou nyní známa. Teplota tavení paliva je asi 2500°C, pokrytí paliva se porušuje při teplotách nad 1000 °C. (Ing. Zdeněk Kříž – ÚJV Řež, 29.3.)

Máte pravdu s aplikací poločasu rozpadu na jód, i na cesium. V reaktoru najdete víc než polovinu Mendělejevovy tabulky. Pomineme-li transurany (plutonium), tak z hlediska poklesu radioaktivity je nejvýznačnější cesium. Je zde ovšem jeden důležitý faktor. Jód 131 se z poškozeného článku odpařuje jako plyn, který volně uniká, kdežto cesium se vyskytuje v pevné formě a ani vodíkové výbuchy ji pravděpodobně příliš nerozptýlily, Černobyl to ale dokázal. Japonci se ve svých zprávách – viz adresa níže – soustřeďují na údaje o jódu. Co se týče dávky na území kolem Fukušimy, doporučuji Vám adresu jaif.or.jp , kde najdete průběžné informace – 04-07 Trend of Radiation in the Environment around Fukushima Daiichi Nuclear Power Station – o radiaci v okolí Fukušimy.. Hodnoty jsou uvedeny v dávkách. Pro Vaši informaci uvádím, že povolená dávka pro obyvatelstvo v ČR je 1mSv/rok.
(Ing. Čeněk Svoboda, CSc. – CV Řež)

Spotřeba elektřiny JE

Jak jsem vyrozuměl z vývoje situace, KAŽDÁ jaderná elektrárna vyžaduje neustálý přísun energie pro chlazení vyhořelých palivových článků i samotných reaktorů. V případě přerušení dodávky energie nastane katastrofa, jakou nyní můžeme sledovat v přímém přenosu ve Fukušimě.
Zajímá mě, KOLIK megawattů potřebuje průměrně velká elektrárna (řekněme 4 reaktory plus bazénky pro vyhořelé palivo) a po jak dlouhou dobu (kolik roků).
Vím, že mi napíšete, že elektrárna si tu energii vyrobí sama, takže je to irelevantní. V případě Fukušimy to irelevantní není. Ta teď bude zřejmě řadu let vyžadovat neustálý přísun energie, kterou by šlo využít jinak.
A podotázka: Při výpočtu výrobní ceny kilowatthodiny z jádra se uvádí určité číslo. Zahrnuje toto číslo i náklady na manipulaci s vyhořelým palivem, jeho uskladnění nebo zpracování a cenu energie potřebné na chlazení?
(Vladimír Stwora)


Každá jaderná elektrárna, respektive ozářené jaderné palivo, vyžaduje dlouhodobý odvod zbytkového tepla i poté, co je zastavena štěpná řetězová reakce. Tento odvod tepla je zapotřebí spolehlivě zajistit ať již aktivními chladícími systémy (el. napájená čerpadla) nebo s využitím pasivních systémů (využívajících gravitaci, přirozenou cirkulaci, apod.). V ČR se jaderné palivo po vyjmutí z reaktoru skladuje cca 3 – 5 let v bazénech vyhořelého paliva vedle reaktoru a poté se přemísťuje do suchých kontejnerů CASTOR, ze kterých se zbytkové teplo odvádí do okolního vzduchu bez potřeby další energie. Celková energie potřebná na vlastní chlazení vyhořelého jaderného paliva a jeho dlouhodobé skladování je jenom zanedbatelným zlomkem toho, co jaderné elektrárna za dobu své životnosti vyrobí. Cena vyrobené elektrické energie samozřejmě zahrnuje i náklady spojené s chlazením a skladováním vyhořelého jaderného paliva.
(Ing. Miroslav Hrehor – ÚJV Řež)

Chlazení ledem

Dobrý den. Chlazení by se mělo provádět ledem. Z pevného skupenství na kapalné spotřebuje ze svého okolí velké množství tepla a voda z kapalného na páru další velké množství tepla. Led na vodě plave a částečně brání stoupající teplé vodě ve změně na páru.
(Miroslav Novák – Hyde Park 15.3.2011)


Pro havarijní chlazení by led byl bohužel zcela nevhodný. Je nutno si představit, že jde o desítky tun chladicí směsi (voda s obsahem kyseliny borité, demineralizovaná voda, voda mořská). Jeho výroba, transport a aplikace by za daných podmínek byly zcela nevhodné.
(Ing. Evžen Novák – CV Řež)

Radioaktivní voda po chlazení


Voda, kterou se momentálně chladí se při chlazení stane radioaktivní nebo ne?
(Marek – Hyde Park 15.3.2011)



Dobrý den. Při styku chladící vody s poškozeným palivem skutečně dochází k nárůstu její radioaktivity. Píšu o „nárůstu“, neboť každá voda odebraná kdekoli přírodě je radioaktivní, byť jde o velice nízké hodnoty. Jelikož při chlazení dochází (byť ve velmi malé míře)i k rozpouštění obnažených peletek, které obsahují štěpné produkty, aktivita roste. Jelikož nefungují čistící stanice (bývají to iontoměniče), které standardně vodu aktivity zbavují, byla voda hromaděna v jímkách speciální kanalizace, které fungují jako „zádrž“ před únikem do volné přírody. Část této vody byla neřízeně vypouštěna do oceánu (trhlina v základech – byla dle dnešních informací opravena), další část (s relativně nízkou aktivitou) byla včera vypuštěna záměrně. Jednak kvůli nutnosti opravit prasklinu v základech, druhak aby se uvolnil prostor pro vodu s vyšší aktivitou. Předpokládám, že tato voda již bude čištěna.
(Mgr. Marek Bozenhard – SÚJB)

Následky
RNDr. V. Wagner, CSc.

esej na téma mediálního obrazu fukušimské nehody vyšla v časopise Vesmír (2011/11).
Dokumenty
k nehodě na JE Fukušima - červen 2011 (anglicky)

Oficiální vyjádření k následkům zemětřesení a vlně tsunami japonského úřadu pro jadernou bezpečnost (JNES) a japonské agentury pro jadernou a průmyslovou bezpečnost (NISA) (4. dubna 2011) - anglicky

Oficiální stanovisko japonské agentury pro jadernou a průmyslovou bezpečnost (NISA) k preventivním opatřením po nehodě na JE Fukushima Dai-ichi a Dai-ni (4. dubna 2011) - anglicky

Tento portál je společnou aktivitou SÚJB a CV Řež