Několik otázek a odpovědí na téma jaderná energetika

V posledních letech se dokonce hovořilo o renesanci jaderné energetiky. Některé země revidovaly svá rozhodnutí o zastavení či nezapočetí výstavby nových jaderných elektráren, jiné země se rozhodly, že existující elektrárny budou fungovat delší dobu, než se původně plánovalo. 

Po událostech ve Fukušimě se situace dramaticky změnila. Vlády se rozhodují
o důkladných prověrkách zajištění bezpečnosti jaderných elektráren, a plány
na výstavbu či rozšiřování těchto elektráren se budou zvažovat důkladněji než dosud.
Dá se předpokládat, že dosavadní bezpečnostní opatření v jaderkách se zpřísní, což s sebou přinese mj. i zvýšení nákladů na jejich provoz. Obecně se dá očekávat, že dojde ne-li k útlumu jaderných programů zemí, které je mají, tedy aspoň k prodloužení lhůt výstavby nových kapacit, což bude vyvoláno nutností implementovat nové, dokonalejší zabezpečovací technologie.
V souvislosti nejen s Fukušimou, ale s celou problematikou jaderné energetiky je na místě položit si několik zásadních otázek a pokusit se dát na ně aspoň stručnou odpověď.

Jak závažná je havárie ve Fukušimě 1?
Stupeň závažnosti havárií v Jaderných elektrárnách se hodnotí podle mezinárodní 7stupňové stupnice INES (International Nuclear and Radiological Events Scale). Nejvyššího, tedy 7. stupně dosud dosáhla havárie reaktoru č. 4 v Černobylu 26. dubna 1986. Pokud jde o Fukušimu, instituce JNES (Japan Nuclear Energy Safety Organization) vykonávající dozor nad japonskými jaderkami zvedla stupeň této havárie z původního stupně 4 na stupe 5, což je stupeň označující nehodu s dalekosáhlými následky. K těm patří zvýšené ozáření i v okolí elektrárny a průnik radioaktivity do ovoce, zeleniny, pitné vody i do mořské vody, k čemuž, jak je známo ze zpráv z tisku, skutečně došlo. Radioaktivita byla zaznamenána v ovzduší a v mořské vodě i v okolí Tokia, které leží cca 100 km jižně od Fukušimy.

Dosud nejzávažnější havárie jaderných provozů ve světě před Fukušimou:  (chronologicky):
- Kyštym v bývalém SSSR (/na jih od Jekatěrinburgu, dnes Sverdlovská oblast Ruské federace) v roce 1957 – výbuch v kontejneru s radioaktivním odpadem z jaderných zkoušek , který zamořil radioaktivitou několik set čtverečních kilometrů. Bylo ozářeno několik set osob.Stupeň závažnosti havárie 6.
- Windscale ve Velké Británii v r.1957- v reaktoru za jeho provozu vznikl požár, okolí elektrárny bylo zasaženo radioaktivitou, zaznamenán výskyt cca 250 případů rakoviny z ozáření. Stupeň závažnosti 6.
- Three Miles Island ve státě Pennsylvania v USA v r.1979  - vinou nedostatečně udržovaných přístrojů a chybných resp., nedostatečných informací, jimiž disponovali
operátoři reaktoru, v tomto došlo k roztavení jeho jádra, a tím ke zničení reaktoru.Obrovská materiální a finanční škoda, stupeň závažnosti 5.
- Černobyl, Ukrajina, 1986 – oheň a výbuch reaktoru, rouše radioaktivity na plochu několika set čtverečních kilometrů, počet lidí trpících radioaktivitou z ozáření kolem 9 000, ale zdaleka nejde o konečné číslo. Stupeň 7.

Jak drahý je proud vyráběný z jádra?
Samotná výroba proudu ze štěpeného jádra je relativně levná. Jenže do ceny takto vyráběného proudu se po určitou dobu, spíše delší než kratší, musejí promítnout náklady na postavení jaderné elektrárny a na zajišťování její bezpečnosti. Investiční náklady na postavení takové elektrárny jsou obrovské a obvykle jsou potřebné prostředky shromažďovány či garantovány státem. Bezpečnostní technika je stále dražší. Tyto faktory prodražují výstavbu a prodlužují její trvání. Ještě v 70. letech minulého století se dařilo postavit jaderku za 4 - 5 let – dnes to trvá dvojnásobnou dobu.
Uveďme si příklad výstavby JE Temelín: od roku 1980 do roku 2005 stouply náklady ze 20 miliard korun (tehdy ještě československých) na 130 mld. Kč, a doba výstavby trvala, jak je z porovnání uvedených let patrné, čtvrt století podle údajů ATW.
I dnes se sice staví jaderné elektrárny za pouhých cca 5 let, ovšem je to v Číně a v Jižní Koreji, kde se, jak je mezi odborníky známo, na bezpečnostní aspekt při stavbě a provozování jaderek příliš nedbá, a tudíž jsou náklady nižší. Proto výroba elektřiny z jádra tam vyjde levněji než z vody.
Stavba jaderné elektrárny je mimořádně složitý projekt, do jehož realizace se investoři nehrnou, i když se jim ze strany státu dostává značných výhod a na stavbě rozhodně neprodělají.
Pokud jde o provozovatele jaderek již postavených a fungujících, je pro ně výhodnější získat od státu souhlas s prodloužením plánované životnosti již postavených reaktorů o x let, než se pustit do rozšíření nějaké jaderky novou výstavbou, natož pak do stavby zcela nové kapacity. Odborníci vypočítali, že náklady na postavení a provoz JE se vrátí za cca 40 let.
Pokud se staví nová jaderná elektrárna, pak zkušenosti ze světa ukazují, že cca 60 % investovaného kapitálu připadá na stavební náklady, 25 % na provozní náklady, zatímco podíl nákladů na palivo pro reaktory je poměrně nízký – 5 až 6 %. Zatím se nikde a nikdy nepodařilo při výstavbě jaderky dodržet původní rozpočet. Jako aktuální příklad lze uvést JE Olkiluoto ve Finsku, kterou staví francouzský výrobce a dodavatel jaderných kapacit Areva (s vícero kooperujícími firmami).
Tato jaderka by podle původních propočtů měla po dokončení vyrábět proud za 3,8 eurocentu za 1 kWh. Stavět se začala v roce 2005 a letos už měla být hotova a dávat proud. Staví se ale dodnes a termín dokončení byl posunut do roku 2014. Na stavbě došlo k závažným problémům už při samotných základových a stavebních pracech a potom k technickým potížím, které způsobily, že orgány jaderného dozoru musely sporné skutečnosti důkladně prošetřovat. Jenom toto zpozdilo stavbu o rok.
Prodloužení doby výstavby si vyžádalo přísun dalších financí. Také na ty sice stavební konsorcium stejně jako původní plánovanou sumu získalo na úvěr, ale už s podstatně vyšším úrokem než v době, kdy stavba začala.
Poradenská firma Platts Consulting LKtd., která stavbu v Olkiluoto sleduje, se vyjádřila takto: „Jestliže se doba stavby JE protáhne ze 6 na 9 let, vyšplhají se úroky až na polovinu celkových nákladů, pokud se stavba protáhne na 12 let, pak úroky stoupají exponenciálně, a cena proudu za 1 kWh stoupá na 7 eurocentů. Pak je však elektřina vyrobená z jádra dražší než ta, která je vyrobena z jiných zdrojů, kde je na úrovni 5 eurocentů za 1 kWh“. 

Existují bezpečné jaderné elektrárny?
Absolutně bezpečné jaderné elektrárny neexistují nikde na světě. Na základě postupně hromaděných zkušeností, včetně drobných poruch i větších havárií, se zdokonalují systémy, které mají zabraňovat, předcházet poruchám jaderných zařízení a pokud už k poruchám přesto dojde, tak minimalizovat jejich škodlivé působení. Ale čím bezpečnější je systém, tím je také dražší, a vždycky se tedy zvažuje, jak dalece v tom kterém případě je nutno instalovat taková bezpečnostní zařízení, která by vyloučila nehody s téměř absolutní jistotou. Klade se otázka: až kam je nutno jít s bezpečnostními opatřeními. 
Nejde jen o samotný reaktor. Ve Fukušimě došlo kvůli výpadku elektrického proudu po tsunami k výpadku chladicího systému, a následkem toho pak bylo částečné roztavení jádra reaktoru a rozšíření radioaktivity do okolí.
Za zatím nejbezpečnější, tj. s nejvyšší pravděpodobností proti havárii odolný reaktor  odborníci považují EPR (European Pressurized Water Reaktor) vyvinutý firmou Areva  (v USA je znám pod názvem Evolutionary Pressurized Water Reaktor). K jeho přednostem patří mj. že je vybaven dvojitou obálkou (containmentem), jehož funkcí je bránit úniku radioaktivních látek z reaktoru, pokud dojde k tavení reaktorového jádra v ocelové tlakové nádobě kolem jádra a její stěny o tloušťce 20 - 25 cm se proděraví.
Další předností je tzv. Core Catcher („lapač jádra“), jehož funkcí je zabránit tomu, aby  v případě, že dojde k tavení jádra se radioaktivní a na teplotu až 3000o C ohřátý roztavený kus jádra propálil zábranami a dostal se do zeminy pod reaktorem anebo do spodních vod.
Obálka reaktoru je zhotovena z ocelobetonu a proložena ocelovou vrstvou, což má zabránit eventuálnímu úniku radioaktivity v případě, že by na reaktor spadlo anebo zaútočilo letadlo, anebo že by na reaktor byl zacílen teroristický útok.
Pro případ, že by selhaly veškeré systémy chlazení (resp.nouzového chlazení) je instalován další pojistný systém, který má zabránit přehřátí a který chladí jádro reaktoru a palivové tyče uložené v bezpečnostní jímce, aby nedošlo k úniku radioaktivity navenek.  Podstatou tohoto dodatečného chladicího systému je vodní nádrž umístěná nad reaktorem, která v případě poruchy výše zmíněných chladicích systémů a při výpadku proudu samostatně přivádí chladicí vodu do míst, která se přehřívají a to automaticky, bez zásahu člověka.
Kdyby byly takto vybaveny reaktory ve Fukušimě 1, míní experti, nebylo by tam došlo k tak těžké havárii.

Jak je (vy)řešeno konečné ukládání jaderného odpadu?
Kromě nebezpečí kontaminace vzduchu, půdy a vody radioaktivitou z jaderek je právě toto předmětem kritiky ze strany odpůrců jaderné energie a ekologů. Faktem je, že t.č. zatím na světě neexistuje žádné definitivní úložiště odpadu z JE. Existují úložiště, která jsou považována za svého druhu „mezisklady“, ze kterých má bát radioaktivní odpad z elektráren odvezen do definitivních úložišť, až budou nějaká určena. V USA  jsou radioaktivní odpady experimentálně zatavovány do skla a skleněné bloky se pak umísťují do jeskyní v pouštích nebo horách na americkém Západě.
Při promýšlení kroků, jak nakládat s odpadem z jaderek je však třeba uvážit kromě jeho nebezpečné radioaktivity a toxicity také fakt, že jde de facto o velmi cennou surovinu resp. (druhotný) energetický zdroj, který bude zřejmě možno ještě znova využít – jakmile k tomu budou vyvinuty potřebné postupy. Jde o tzv. transmutaci, která se dnes provádí zatím jen laboratorně. Než ale jaderný „odpad“ bude moci být využit podruhé, bude nutno je poměrně draze chemicky upravovat. Přesto je většina jaderných fyziků přesvědčena, že ke znovu využívání odpadu z reaktorů v budoucnu dojde. 
Ekologové před tím ale varují a tvrdí, že zmíněná recyklace jaderného odpadu by přinesla  podobné potíže pro životní prostředí jako dnes praktikované štěpení jádra v elektrárnách.

Jsou všechna ekologická hnutí proti jaderným elektrárnám?
Nejsou. Například ve Francii, která svou spotřebu elektřiny kryje ze 75 % z jaderek, je většina lidí, včetně členů ekologických organizací a aktivit, na francouzskou jadernou energetiku hrdá anebo k ní má aspoň tolerantní postoj.
Je nicméně pravda, že ve většině zemí jsou ekologická hnutí a značná část veřejnosti naladěny proti jaderné energetice, anebo se lidé s její existencí smiřují neradi a neochotně. 
Pro země, které mají minimum klasických energetických zdrojů (uhlí, ropa, zemní plyn, vodní energie) představuje orientace na jadernou energetiku jedinou anebo značně převažující možnost, jak se dostat k energii. To je mj. případ Japonska, kde funguje  kromě USA, Francie, Ruska anebo Německa nejvíce jaderek na světě.
Jaderná energie má i své obhájce, a to i mezi renomovanými osobnostmi. Britský chemik, biofyzik, lékař a spisovatel James Lovelock, známý jako zastánce ochrany biosféry a klimatu na Zemi, publikoval v roce 2004 článek s titulkem „Jaderná síla je jediné zelené řešení“. Napsal v něm: „Nemáme čas na experimenty s vizionářskými zdroji energie – civilizace je v ohrožení. Využívejme šetrně malý vklad, který přinášejí obnovitelné energie. Avšak pouze jeden jediný zdroj který je okamžitě k dispozici, nevede ke změně klimatu k horšímu, a tím je jaderná energie. …Odpor proti nukleární energii se zakládá na iracionálním strachu, živeném fikcemi v hollywoodském stylu zelenými lobbyisty a médii. Tento strach není oprávněný, a jaderná energie se od svému počátku v roce 1952 prokázala být nejbezpečnější ze všech zdrojů energie.“
Dnes, po haváriích v Černobylu a nyní ve Fukušimě, se tento jeho názor jeví spíše jako provokace, nebo v nejlepším případě kuriozita..
Ing. Petr Přibyl


Popisek k obr
Japonsko se snaží i o „nukleární osvětu“. Model jaderného reaktoru 1:1 v japonské prefektuře Šizuoka Omaezaki má vysvětlit lidem jak jaderná energetika funguje. Na případy jako havárie ve Fukušimě však předváděcí demo nestačí.
 

Publikováno: 23. 5. 2011 | Počet zobrazení: 4134 747