Jadrová elektráreň ako ju nepoznáte

Autor: Jakub Lüley | 22.12.2014 o 20:23 | (upravené 22.12.2014 o 21:28) Karma článku: 5,16 | Prečítané:  1588x

V predchádzajúcich článkoch som sa venoval jadrovým reaktorom, ktoré v prírode samostatne vznikli alebo fungujú prirodzenou cestou bez pričinenia človeka. Na záver som okrajovo spomenul technológiu, ku ktorej celý výskum v tejto oblasti smeruje a predpokladá sa, že vyrieši väčšinu energetických požiadaviek ľudstva. Bližšie sa však pokročilým technológiám a reaktorom chcem venovať trochu neskôr.

Dnes by som Vám rád ukázal ako inžinieri a vedci hľadajú aj iné uplatnenie jadrových reaktorov, ako je len produkcia elektrickej energie vo veľkom meradle. Preto by som sa v úvode písania o jadrových reaktoroch skonštruovaných človekom chcel venovať špecifickému uplatneniu jadrovej technológie, ako úvod do progresívnych konceptov efektívnejšie využívajúcich potenciál skrytý v jadrách atómov.

Skôr ako začnem, pridám ešte nový výraz do mnou používaného jadrového slovníka Dnešným výrazom je izotop. Je známe, že v prírode existujú atómy s rovnakým počtom protónov (tým pádom aj elektrónov), ale s rôznym počtom neutrónov v jadre. Vyznačujú sa takmer rovnakými chemickými vlastnosťami, a preto ich označujeme pod spoločným názvom chemického prvku, napr. urán, vodík, kyslík atď. Aby sme ich mohli rozoznávať, vedci zaviedli  pojem izotop, ktorý nám rozlišuje atómy s rôznym počtom neutrónov toho istého chemického prvku.

Toto označovanie mi tak trochu pripomína automobilový priemysel. Predstavme si, že chemické prvky sú značky jednotlivých automobiliek, ktoré vyrábajú len jeden typ vozidla v jednej farbe a výbave. Navonok  vieme rozoznať len značku. Ako je to však u výrobcov bežné, ponúkajú autá s rôznym objemom motora. Podobne je to aj u chemických prvkov. Ak sa na skúmaný atóm pozrieme zvonku, zistíme len značku (názov chemického prvku). Ak sa však pozrieme na mikroštruktúru jadra, čiže pozrieme sa atómu pod kapotu, môžeme rozlíšiť o aký objem motora/izotopu ide.

Malé reaktory a ich pestré uplatnenie

Vráťme sa však k našej téme. Takmer celý vývoj jadrových reaktorov je sprevádzaný snahou o ich  rôznorodé uplatnenie a aplikáciu v reálnom svete. Jadrové reaktory si preto našli uplatnenie v rôznych oblastiach. Boli vyslané do vesmíru, poháňajú jadrové ponorky, lietadlové lode, ľadoborce alebo zabezpečujú pitnú vodu v prímorských oblastiach. Keďže jadrové ponorky a lietadlové lode sú pohyblivé muničné sklady, zamerajme sa na oblasť, ktorá je ľudstvu viac prospešná. Aktuálny výskum zaoberajúci sa špecifickým uplatnením, vyprofiloval skupinu návrhov jadrových reaktorov označovanú jednotne ako malé modulárne reaktory (MMR).

MMR sa všeobecne  dajú charakterizovať ako reaktorové jednotky nepresahujúce výkon 300 megawattov, kompletizované v továrňach a dopravované na miesto určenia ako blok, s niekoľko ročnou prevádzkou bez potreby výmeny paliva a s paletou možných aplikácií. Do tejto kategórie spadá množstvo návrhov, ale mňa najviac zaujali práve dva, ktoré Vám v najbližších riadkoch priblížim. Nápadom a funkciou sú si veľmi podobné, rozlišujú sa len prevedením, preto si myslím, že spoločné označenie „plávajúce baterky“ je namieste.

Elektráreň na morskom dne

Prvým v poradí je francúzsky návrh pripomínajúci skôr ponorku alebo uhorku, ako jadrovú elektráreň. Flexblue, ako sa jadrová elektráreň nazýva, je transportovateľný modulárny reaktor zameraný na použitie v prímorských oblastiach. Umiestnený by mal byť v tesnej blízkosti pobrežia na morskom dne. Francúzi sa pravdepodobne inšpirovali prvotným barbarským spôsobom uskladňovania jadrového odpadu, kde naplnené kovové sudy zhadzovali na morské dno.

Na druhej strane, bezpečnostné aspekty vyplývajúce z umiestnenia pod hladinou mora sú vynikajúce. Zabezpečujú chladenie a ochranu okolia vo výnimočných prípadoch, ktorá je neporovnateľná s jadrovými reaktormi umiestnenými na súši. Preprava a umiestnenie zariadenia Flexblue by mala prebiehať celá na mori. Po umiestnení do pracovnej pozície bude elektráreň pripojená na elektrickú sieť a ovládaná z pobrežia. Elektráreň je navrhnutá tak, že dokáže dodávať elektrickú energiu do siete nepretržite po dobu 40 mesiacov.

Výmena paliva je realizovaná v servisných strediskách mimo lokality umiestnenia, čo znižuje rozmery zariadenia, ale aj možnosť kontaminácie rozsiahlejších oblastí. Na mieste použitia dochádza len k výmene bloku za blok, čím sa výpadok dodávky elektrickej energie skráti na minimum.

Samotný blok je dlhý 146 metrov, v priemere má 14 metrov a môže byť umiestnený do hĺbky až 100 metrov pod hladinou mora. Pozostáva z reaktorovej časti, z časti určenej na premenu tepelnej energie na elektrickú a z obslužnej časti, kde sa nachádzajú záložné systémy, záložná kontrolná miestnosť využívaná pri spúšťaní reaktora, priestory pre posádku a únikové moduly. Plánovaná životnosť jedného modulu je 60 rokov, a takýchto modulov môže byť pripojených na kontrolné miesto hneď niekoľko a to podľa aktuálnych požiadaviek spotrebiteľa. Bohužial projekt je stále len vo fáze konceptu a zatial nie je jasné kedy príde k prvému nasadeniu do prevádzky.

Plávajúca elektráreň z dielne ruských konštruktérov

Druhá plávajúca baterka je z dielne konštruktérov z Ruskej federácie. Jadrová elektráreň je tentokrát inštalovaná priamo v lodi. Konštrukcia vznikla na základe skúseností s prevádzkou ľadoborcov poháňaných jadrovým reaktorom. Reaktor navrhnutý pre takúto plávajúcu elektráreň nájdete pod označením KLT-40S. Cieľom pri navrhovaní jadrovej elektrárne bolo umiestniť všetky potrebné zariadenia do útrob prepravného systému, pretože sa predpokladá využitie na odľahlých izolovaných miestach, ako sú napríklad ťažobné plošiny. Výkon jedného bloku je dimenzovaný na 35 megawattov a celkový výkon elektrárne je 70 megawatt elektrických.

Kontinuálna prevádzka bez výmeny paliva v reaktoroch dosahuje približne tri roky. Životnosť celého zariadenia je odhadovaná na 40 rokov. Loď je priamo vybavená generátormi na produkciu elektrickej energie. Je možné ju však pripojiť na externú sieť, ktoré zabezpečujú dodávku tepla do vykurovacích a odsoľovacích zariadení, čo je najväčšia výhoda oproti francúzskemu konceptu.

Týmto spôsobom dokáže jedna plávajúca jadrová elektráreň zabezpečiť adekvátne podmienky na život relatívne veľkej skupine ľudí. Výmena a skladovanie paliva je priamo realizovaná na palube, čo sa môže javiť ako nedostatok, ale ak uvážime s akým zámerom budú tieto plávajúce elektrárne konštruované, aj táto alternatíva má svoje opodstatnenie. Nasadenie prvej plávajúcej jadrovej elektrárne je naplánované na nasledujúce dva roky pod názvom Akademik Lomonosov.

V závere by som ešte spomenul jeden koncept modulárneho reaktora od konštruktérov z ruskej zbornej. Tento koncept môžeme konštrukčne zaradiť už do skupiny reaktorov ďalšej generácie, ale prečo ho spomínam? Jedna vec je, že by som Vás chcel navnadiť na môj nasledujúci článok, no primárne sa mi zapáčil návrh, kde by sa mal tento reaktor uplatniť.

Návrh spočíva v tom, že niekoľko modulov tohto reaktora nahradí časti elektrárne s reaktorom typu VVER (typ prevádzkovaný aj na Slovensku) a naďalej bude využívať technológiu elektrárne po ukončení prevádzky pôvodného reaktora. Týmto spôsobom by bolo možné prevádzkovať jadrové elektrárne, aj tie naše, takmer 100 rokov, bez potreby budovania nových lokalít.

Páčil sa Vám tento článok? Pridajte si blogera medzi obľúbených a my Vám pošleme email keď napíše ďalší článok
Pridaj k obľúbeným

Hlavné správy

ŠPORT

Slovan neplatí ani za nájom štadióna, mestu dlhuje takmer 400-tisíc eur

Hokejový klub nemá na výplaty ani na nájom štadióna. Vedenie tvrdí, že sezónu v KHL dohrá.

ŠPORT

Za Slovanom stále cítiť pachuť vytunelovaných harvardov

Medzi majiteľmi je dodnes firma zapletená do tunelovania harvardských fondov.

PLUS

Zamrzla a nebilo jej srdce. Potom vstala z mŕtvych

Žena bola hodiny mŕtva, zmrzla na kosť a zažila zmŕtvychvstanie.


Už ste čítali?