Jaderná katastrofa ve Fukušimě?

Nejspíš jste nespadli z Marsu a předpokládám, že víte, že Japonsko zasáhlo velice silné zemětřesení a poté vlna cunami. Tato přírodní katastrofa napáchala nedozírné škody. Kam se však oko médií zaměřilo nejvíce, jsou jaderné elektrárny ve Fukušimě, což je město na samém východním břehu Japonska, který byl zasažen vlnou cunami nejvíce. Jaderná elektrárna byla poškozena a nastala všeobecná panika, kterou média svými velice vágními a nepřesnými reportážemi jen podněcovali. Jak to ale je doopravdy?

Jaderná elektrárna ve Fukušimě používá princip tzv. varného reaktoru. Není to nic světoborného, celé to funguje podobně jako tlakový hrnec. Voda se ohřeje díky teplu z rozpadu jaderného paliva, pára o přibližné teplotě 300 °C potom pohání turbínu a ta následně vyrábí elektrický proud. Jaderným palivem jsou válečky oxidu uraničitého, které jsou seřazeny do palivových tyčí. Palivové tyče mají plášť ze slitiny zirkonia a dalších kovů, který dovoluje průnik neutronům, ale odolává vysokým teplotám (až 2200 °C). Jejich výměna se provádí jednou za rok až rok a půl. Celý balík tyčí se potom nazývá jádro reaktoru.

Jádro je následně uzavřeno ve velké tlakové nádobě podobné bojleru. Ta samotná dokáže odolávat teplotám v řádech stovek stupňů.

Nejdůležitější součásti reaktoru jako je tlaková nádoba, potrubí, pumpy a vodní chlazení jsou hermeticky uzavřeny v dalším obalu z oceli o velké tloušťce. Tahle třetí vrstva má jediný účel, ochránit okolí v případě, že dojde ke kompletnímu roztavení reaktoru. Pro tento případ je pod jádrem reaktoru také vrstva betonu smíchaného s grafitem, do které se rozžhavený reaktor může propálit. Celé je to navrženo tak, aby se jádro zastavilo a jaderné palivo trošku rozptýlilo kvůli ochlazení. To vše je zabaleno v oné třetí vrstvě z odolné oceli.

Celý třetí obal je pak obklopen samotnou budovou reaktoru, která chrání reaktor před vnějšími vlivy.


Je nutné zmínit, že ať se stane s reaktorem cokoliv, tak nikdy nemůže dojít k jadernému výbuchu, který dělá jaderná bomba. Co se týká katastrofy v Černobylu, tak tam šlo o absolutně nejhorší scénář, jaký mohl nastat. Nejen že pracovníci byli donuceni vypnout ochranné systémy elektrárny, ale obrovský nárůst tlaku a následný výbuch vodíku rozmetal jádro reaktoru do širokého okolí. Navíc reaktor v černobylské elektrárně je docela jiné konstrukce než ten ve Fukušimě.

Jaderná reakce v reaktoru je řízeno pomocí moderačních tyčí. Při normálním provozu jsou všechny moderační tyče vytažené a produkované teplo je z reaktoru odváděno vodou. Pokud chce obsluha elektrárny reakci zastavit, zasune tyče do reaktoru. Ty téměř okamžitě zastaví štěpení uranu v palivových tyčích.

Je tu ale jeden zádrhel. Ačkoliv se uran už dále neštěpí, v jádru zbývá dost dalších radioaktivních prvků na to, aby dále produkovaly teplo. Většinou jde o radioaktivní cesium a izotopy jódu. Tyto prvky se ale v reaktoru nevytváří a postupně se rozpadnou a celý reaktor do několika dnů vychladne.

Teď co se přesně stalo v elektrárně při a po zemětřesení.

Elektrárna byla projektována vydržet zemětřesení o síle 8.2 Richterovi stupnice. Zemětřesení však bylo o síle 8.9. Jelikož je Richterova stupnice logaritmická, tak rozdíl mezi 8.2 a 8.9 je opravdu markantní. Elektrárna však stále stojí a ihned po zemětřesení se její reaktory automaticky vypínají pomocí zasunutí moderačních tyčí. Teplo ze zbytkových reakcí je odváděno chladícím systémem.

Zemětřesení vyřadilo také vnější zdroje elektrického proudu, který je potřeba k udržení chladících systémů v chodu. V elektrárně se tedy rozbíhají záložní dieselové agregáty. Potom přišla cunami a zničila všechny záložní zdroje proudu. Ale i na tohle se při stavbě myslelo. Obsluha přepnula na záložní baterie, které chladící systém udržovaly v chodu po osm hodin.


Personál měl tedy čas na to, aby našel náhradní zdroj elektrického proudu. Jelikož síť ani agregáty nebylo možné použít, přivezli do elektrárny mobilní naftové generátory. Tady začala ta legrace. Přivezené agregáty nešly připojit k systémům elektrárny, jednoduše nepasovaly zástrčky. Po osmi hodinách tedy nebylo nic, co by mohlo odvádět přebytkové teplo z reaktoru.

Přešlo se na další plán. Tedy co dělat, když napájáení chladícího systému selže. Všechny tyhle procedury jsou součástí normálního tréninku personálu elektrárny. Nejdůležitější teď bylo kontrolovat teplotu a tlak v reaktoru a dát tak opravárenskému týmu čas na to, aby znovu nahodil elektřinu pro chladící systém. Tohle byla ta chvíle, kdy se v médiích začalo mluvit o roztavení reaktoru.

Aby se zabránilo dosažení kritické teploty v reaktoru, obsluha čas od času upouštěla páru z reaktoru. Tato pára sice obsahuje radioaktivní částice, ale ne takové a v takovém množství, aby ublížily lidskému zdraví. Navíc mají tak krátký poločas rozpadu, že se rozpadnou do několika vteřin. Ale média vesele rozšiřovala zprávu o obrovském úniku radiace.

Při vypouštění páry došlo k explozi. Ne v reaktoru samotném, ale v budově, která ho zakrývá. Není ještě úplně jasné jak přesně k tomu došlo, ale tady je nejpravděpodobnější příčina. Personál se rozhodl vypustit páru ne rovnou do ovzduší, ale do prostoru mezi reaktorem a budovou nad ním, aby se radioaktivní částice v páře mohly rozpadnou bezpečně mimo okolní prostředí. Jenže teplota byla tak vysoká, že se molekuly vody rozpadly na kyslík a vodík. Tato výbušná směs se jednoduše vznítila a vyhodila do luftu střechu reaktoru. Ale jádro nebylo nijak poškozeno a tlak a teplota v něm se snížily.


Bohužel ani tak nebylo vyhráno. Množství vody uvnitř reaktoru není nekonečné. Ničím nechlazené palivové tyče by se bez vody do 45 minut roztavily. Jelikož chladící systém nebylo možné použít, rozhodli se v elektrárně použít pro chlazení reaktoru mořskou vodu. Není zcela jasné, zda zaplavili tlakovou nádobu reaktoru samotnou nebo onu ocelovou slupku, která ho chrání. Ale to stejně není důležité.

Důležité je, že se podařilo jádro ochladit. Jaderné štěpení dále neprobíhá a do vody, kterou napumpovali do okolí reaktoru, navíc přidali kyselinu boritou, ta funguje jako taková tekutá moderační tyč a zachytí ionizující částice, které by mohli z jádra reaktoru ještě uniknout.

Shrňme si to celé do několika bodů:

• Krize v elektrárně je zažehnána a nic dalšího nehrozí.

• Malé množství radioaktivních částic uniklo při vypouštění páry z reaktoru. Všechny částice už se ale dávno rozpadly. A i kdyby ne, jako v případě Cesia, která vítr odnesl na moře, tak představují jen minimální riziko lidskému zdraví.

• Jelikož došlo k natavení palivových tyčí, dostane se do chladícího systému elektrárny trocha radioaktivního cesia a jódu. Pro takové případy mají v elektrárně čistící systémy, které tyto prvky z chladícího systému odstraní.

• Mořská voda, kterou zaplavili reaktor, může, nebo spíš mohla, obsahovat množství radioaktivních částic, ale touhle dobou už se všechny dávno rozpadly nebo budou odfiltrovány čistícími systémy.

• Reaktor se později odpojí a rozebere jako při normální údržbě a výměně palivových tyčí.

• Celá elektrárny se vším všudy se podrobí důkladné kontrole, která může trvat i pět let.

• Odstavené reaktory prozatím nahradí ty na zemní plyn.

Zdroj na: http://theenergycollective.com/barrybrook/53461/fukushima-nuclear-accident-simple-and-accurate-explanation

Líbil se vám tento článek? Začněte odebírat RSS blogu nebo si mě přidejte na Twitteru.