Vývoj bezpečnostních a ochranných opatření jaderných elektráren

Dne 11. března si připomínáme neslavné 15. výročí havárie jaderné elektrárny Fukushima Daiichi. Každá událost s vlivem na jadernou bezpečnost je podrobně analyzována odborníky z celého světa s cílem přijmout maximální opatření, aby se podobná událost nikde neopakovala. Stejně tomu bylo i v případě černobylské havárie a dalších událostí na jaderných zařízeních. V tom je jaderná energetika velmi podobná leteckému průmyslu. Stejně jako v letectví stroj nepadá po selhání jednoho systému, ale vždy v důsledku kombinace dvou nebo více různých selhání.

Hlavními technickými příčinami fukušimské havárie byly:

  1. nedostatečná odolnost projektu elektrárny na velmi málo pravděpodobné přírodní vlivy – v tomto případě to byla vlna tsunami, kterou v takové mohutnosti nikdo nepamatoval,
  2. projekt havarovaných bloků, který významné rozvody a havarijní diesel generátory umístil do přízemních prostor bloků
  3. a v neposlední řadě rovněž použití materiálů pokrytí paliva, jejichž reakce s vodní parou v průběhu nedostatečného chlazení produkuje vodík, jehož výbuchy byly nejviditelnějším vnějším dopadem této havárie, neboť znamenaly destrukci vnějších plášťů budov jednotlivých havarovaných reaktorů.

Pojďme se proto podívat, jaká opatření byla a jsou přijímána pro zvyšování bezpečnosti jaderných elektráren na celém světě. V Japonsku to bylo především budování vyšších vlnolamů a zdí, které mají ochránit elektrárny před vlnami tsunami, a možnost hermetizace reaktorových budov, jakožto prevence proti průniku vody do vnitřních prostor, kde by mohla způsobit ztrátu zdrojů vnitřního napájení. Všude na světě (včetně Dukovan a Temelína) se realizovala opatření proti všem myslitelným vnějším vlivům (extrémní déšť, sníh, vítr, seismicita), proto se například v Dukovanech postavily ventilátorové chladicí věže jako záloha pro případné zborcení velkých chladicích věží vlivem extrémních vlivů. Velká pozornost pak byla věnována materiálům – a to:

Zcela zásadní roli pak byla aplikace přístupu stress testů, které identifikovaly slabá místa v jednotlivých projektech. Na základě této identifikace pak byly realizovány programy zvýšení bezpečnosti jednotlivých reaktorů, při kterých se vycházelo z tzv. přístupu ochrany do hloubky (Defense in Depth). Ten je charakteristický tím, že pro každou z ochranných bariér definuje zcela nezávislý systém její ochrany, a to nezávislý i z hlediska konstrukce v porovnání s ochranami ostatních úrovní, aby nemohlo dojít k selhání více systémů ze společné příčiny. Velký důraz je přitom kladen na využití tzv. pasivních řešení, tj. způsobů, kdy bezpečnostní systém nepotřebuje zdroje energie nejen pro svoji činnost, ale také pro svoji aktivaci. Tento přístup je zcela striktně vyžadován pro nové projekty tzv. GenIII a GenIII+, ale byl použit v maximální možné míře právě i pro zvýšení bezpečnosti již provozovaných jaderných reaktorů.

Jak v oblastech zodolňování elektráren, tak při vývoji nových materiálů je velmi patrná stopa CVŘ. Už krátce po havárii jsme společně se společností Hitachi úspěšně vyvíjeli metody pro separaci trosek pod fukušimskými reaktory, pro Mitsubishy Heavy Industries jsme měřili fyzikální vlastnosti coria (roztavená směs paliva, konstrukčních materiálů a betonu), aby mohli japonští experti lépe určit rozložení taveniny pod reaktory a připravit se na její odstranění. Ve spolupráci se společností Kajima, Mitsubishi Research Institute a Nagoya University realizujeme dlouhodobý program zaměřený na studium radiačního stárnutí kameniva a betonů použitých při stavbě japonských elektráren a získaná data byla jedním z podkladů pro žádosti o restart japonských jaderných elektráren. Společně se světovými výrobci paliva a provozovateli jaderných elektráren se podílíme na vývoji a testování nových materiálů pokrytí, které budou zavedeny i na českých jaderných elektrárnách. CVŘ je rovněž zapojeno do projektu OECD/NEA FACE (Fukushima Daiichi Nuclear Power Station Accident Information Collection and Evaluation), v jehož rámci specialisté CVŘ prováděli rozbory simulantů vzorků taveniny z havarovaných reaktorů.

Pokračujte ve čtení