Jaderná bezpečnost - Bezpečnost jaderného reaktoru
k navigaciObě české jaderné elektrárny - JE Temelín i JE Dukovany - jsou vybaveny účinným systémem ochrany proti úniku radioaktivních látek z paliva do okolí. Ten se skládá ze tří základních bariér - z matrice paliva v keramické formě oxidu uraničitého a hermetického povlaku paliva ze speciální slitiny, dále z primárního okruh resistentního proti vysokému tlaku, teplotám, radiačnímu záření i dynamickým podmínkám provozu, a stavebně konstrukční ochrany, především tlakové ochranné obálky, tzv. kontejnmentu.
Nejdůležitějšími bezpečnostními funkcemi jaderného reaktoru jsou ty, které udržují kontrolu nad jadernou reakcí a které se týkají odvodu tepla (i po odstavení reaktoru). Reaktor musí být schopen zvládnout poruchy a chybné funkce při změně normálních provozních podmínek (schopnost "vypnout reaktor" a udržet jej v tomto stavu při zachování trvalého chlazení). V případě úniku radioaktivních látek z reaktoru, resp. z primárního okruhu, musí tříbariérový systém ochrany zajistit, aby tyto látky zůstaly zadrženy v kontejnmentu. Systémy chránící bezpečnost jednotlivých bariér se uvádějí do provozu automaticky.
Regulace jaderného reaktoru
V průběhu provozu reaktoru se snižuje obsah štěpitelného uranu v palivu, což je třeba kompenzovat snižováním obsahu kyseliny borité (tzv. absorbátoru - látky která pohlcuje neutrony) v chladicí vodě. Tento proces nazýváme dlouhodobé změny výkonu reaktoru. Krátkodobé rychlé změny výkonu reaktoru se provádějí pomocí skupiny regulačních kazet. Každá z nich se skládá z palivové části - ta je stejná jako běžná palivová kazeta - a z absorpční části, rovněž stejného tvaru, ale vyrobené z borové oceli. Regulační kazety jsou pomocí vložené tyče spojeny s elektropohonem, umístěným na víku reaktorové nádoby
Při zasouvání regulačních kazet směrem dolů se z aktivní zóny vysouvá palivová část a na její místo se zasouvá absorpční část regulační kazety. Tím dochází ke zvýšené absorpci neutronů a výkon reaktoru se snižuje. Naopak při pohybu regulační kazety směrem nahoru se výkon reaktoru zvyšuje.
Rychlé odstavení reaktoru
Jedním ze základních požadavků jaderné bezpečnosti je rychlé odstavení reaktoru (rychlé přerušení štěpné reakce). Proto je reaktor vybaven bezpečnostním systémem ochran. Tvoří jej regulační kazety s příslušnými elektronickými obvody, které systém uvádí automaticky do provozu v případě nepřípustného překročení povolených parametrů a technologického stavu primárního nebo sekundárního okruhu. Systém může být uveden v činnost také stlačením tlačítka u operátora blokové dozorny.
V případě splnění stanovených podmínek je přerušeno napájení všech elektropohonů, které udržují regulační kazety v horních polohách. Po přerušení napájení elektropohonů se všechny regulační kazety zasouvají vlastní vahou do aktivní zóny a během 12 sekund zastaví štěpnou reakci.
Bezpečná schránka: ochranná obálka neboli kontejnment
Významnou bezpečnostní bariérou úzce související s bezpečností reaktoru je kontejnment. Tvoří hranici hermetické zóny. V kontejnmentu jsou umístěny nejdůležitější části jaderné elektrárny - celý primární okruh a další bezpečnostní a pomocná zařízení. Kromě dalších funkcí kontejnment zajišťuje jejich ochranu proti vnějším vlivům. Odolá např. pádu dopravního letadla, tlakové vlně výbuchu, vichřici, extrémním teplotám, extrémním srážkám apod.
Uvnitř kontejnmentu je vedle reaktorové šachty umístěn bazén použitého paliva , takže výměna paliva probíhá bezpečně v uzavřeném prostoru. Průchod do hermetického prostoru ochranné obálky - používá ho obsluha elektrárny a slouží i pro dopravu materiálu - je umožněn pomocí zdvojených hermetických vstupů, mezi kterými je vyrovnávací komora. Vstupy lze otevírat pouze směrem dovnitř, otevírání se děje postupně, tj. při otevření prvních dveří nelze otevřít druhé. Otevírání dveří je trojnásobně jištěno.
Z hlediska zajištění bezpečnosti se v projektech jaderných elektráren uvažují dva typy bezpečnostních principů: tzv. inherentní bezpečnost předpokládá využití základních fyzikálních principů, které samy vyloučí možnost havárie, a tzv. pasivní bezpečnost zmírní následky event. havárií a spolu s bariérami zabrání úniku nebezpečných látek i v případě, že by selhala veškerá aktivní bezpečností havarijní technika. Inherentní systém je netečný vůči lidským chybám, úmyslným zásahům nebo vnějším vlivům.
Typickým příkladem prvku inherentní bezpečnosti je tzv. záporný koeficient reaktivity - dojde-li ke zvýšení teploty v reaktoru, dojde v důsledku horšího zpomalování neutronů k poklesu četnosti štěpení a tím k poklesu množství uvolňované energie. Základním prvkem pasivní bezpečnosti jsou havarijní absorpční tyče (dojde-li k přerušení proudu a ani jeden ze záložních zdrojů se nespustí, tyče samovolně působením zemské tíže spadnou do reaktoru a zastaví štěpnou reakci).