Jaderná energetika

Proč jaderná energetika? Svět má v současnosti dva hlavní globální problémy: -nerovný přístup k energetickým zdrojům -negativní vliv skleníkových plynů na změny klimatu na Zemi. Řešením je jaderná energetika: -neprodukuje žádné skleníkové plyny -nejlevnější energetický zdroj. Světové zásoby dostupných jaderných paliv mohou bez recyklace paliva vystačit na 85 let, s recyklací na 2,5 tisíce let. Zásoby lithia pro další generaci fúzních reaktorů by vystačily dokonce na 46 milionů let.

Řízená štěpná reakce

Štěpení jádra uranu Při ostřelování jádra uranu neutrony nastává jeho rozdělení na dvě přibližně stejné části a dochází k uvolnění velkého množství energie. Tento rozpad = jaderné štěpení. Zbytky jádra se od sebe rozletí rychlostí až 10 000 km/s.

Štěpná řetězová reakce 2 – 3 nově uvolňované neutrony po štěpení jádra uranu mohou po svém zpomalení štěpit jádra další. Uvolní se další neutrony a nastává řetězová reakce. Ke zpomalení neutronů se používá tzv. moderátor – čistá voda. Nadbytečné neutrony zachycuje absorbátor, např. prvek bór.

Jak se v JE Dukovany vyrábí elektřina ?

Jaderná elektrárna - okruhy

Primární okruh Jaderný reaktor – řízená štěpná reakce - štěpení uranu U235 Aktivní zóna = prostor, v němž dochází ke štěpení jader uranu. Aktivní zóna reaktoru složena z 312 palivových kazet a 37 regulačních kazet. V kazetě je 126 palivových proutků s tabletami jaderného paliva. Kolem palivových proutků proudí chladicí voda – odvádí teplo v aktivní zóně. Energie uvolněná ze štěpícího se jádra se přeměňuje na energii tepelnou.

Jaderné palivo Oxid uraničitý se obohacuje izotopem uranu U235 (2,5 – 5%). UO2 se lisuje do malých peletek o hmotnosti 5 g. Peletky se vkládají do hermeticky uzavřených trubek ze zirkoniové slitiny a vytvářejí palivové proutky. Svazek palivových proutků tvoří palivovou kazetu. Každá palivová kazeta pracuje v reaktoru 5 let.

Palivo

Rychlé odstavení reaktoru Znamená rychlé přerušení štěpné reakce. (bezpečnost) V případě překročení povolených provozních parametrů nebo technologického stavu primárního nebo sekundárního okruhu se automaticky uvede v činnost 37 regulačních kazet. Během 12 sekund štěpnou reakci zastaví.

Sekundární okruh - vznik elektřiny Okruh uzavřený s demineralizovanou vodu. V parogenerátorech se voda sekundárního okruhu vaří a vznikající pára roztáčí turbínu. Generátor mění mechanickou energii turbíny na energii elektrickou. Pára je po průchodu turbínou odváděna do kondenzátorů, kde se sráží na vodu, tzv. kondenzát.

Kondenzátor Kondenzátor tvoří systém 32 000 titanových chladicích trubek zajišťuje velký povrch, na němž pára kondenzuje. Uvnitř trubek protéká chladicí voda.

Chladicí okruh V trubkách kondenzátorů se chladicí voda ohřívá na 30°C a v chladicích věžích se její teplo díky proudění vzduchu dostává do atmosféry. Z jedné věže se odpaří asi 0,3 m3/s. Ochlazená voda stéká do sběrného bazénu pod věží a odtud je čerpána zpět do kondenzátorů. Do vzduchu stoupá jen čistá vodní pára.

Co s použitým palivem Použité palivo se skladuje v bazénu po dobu 10 let. Poté na 40 – 60 let do suchých skladů použitého paliva zde pod stálou kontrolou. Pak uložení do hlubinného úložiště (Skalka – předpoklad zprovoznění r. 2065). Možnost přepracování použitého jaderného paliva na nové (vysoké náklady) využívají jen některé země. ČR se podílí jen na výzkumu.

Skladování použitého paliva

Elektrárna Dukovany - EDU V provozu od roku 1985. Z hlediska bezpečnosti patří mezi 1/5 nejlépe provozovaných jaderných elektráren na světě. Náklady na výstavbu EDU (25 miliard Kč) se už dvakrát zaplatily. Vyrábí nejlevnější proud v ČR: 1 kWh za 0,60 Kč. Pokrývá přibližně 20% spotřeby elektřiny v ČR. Ročně vyrobí více než 14 mld kWh, což by stačilo k pokrytí spotřeby všech domácností v ČR.

Elektrárna Temelín V provozu od roku 2003. Každý rok ušetří více než 12 mil. tun hnědého uhlí, které by bylo třeba spálit pro výrobu stejného množství elektřiny v uhelných elektrárnách. Jediná JE na světě, která využívá pouze nehořlavé kabely.

Elektrárna Dukovany – EDU a ekologie Výroba elektřiny, kterou dosud dodala EDU, by v klasické elektrárně spalující severočeské hnědé uhlí obsahující síru znamenala kromě oxidů síry a dusíku hlavně emisi 237 milionů tun skleníkového plynu oxidu uhličitého. EDU představuje ročně úsporu 190 mil. tun hnědého uhlí, které tak nemuselo být vytěženo a zůstává pro budoucnost.

Producenti elektrické energie V Česku se většina elektrické energie vyrábí v tepelných (66 % v roce 2005), jaderných (30 % v roce 2005) a vodních (3,7 % v roce 2005) elektrárnách. Dominantním výrobcem elektrické energie je akciová společnost ČEZ, která v Česku provozuje 10 uhelných, 2 jaderné, 12 vodních, 1 větrnou a 1 sluneční elektrárnu a vyrábí téměř tři čtvrtiny z celkového objemu výrobu elektřiny v Česku. Stejně jako v ostatních zemích, i v Česku se vede důležitá diskuse o budoucím směřování energetického průmyslu a o budoucích zdrojích elektrické energie. Ačkoliv se jako nejperspektivnější jeví obnovitelné zdroje, možnosti jejich využití jsou v Česku omezené, v úvahu přicházejí pouze malé vodní elektrárny (velké by vyžadovaly výstavbu přehrad, což je z ekologického pohledu vnímáno velmi negativně), elektrárny spalující biomasu a elektrárny větrné. Kromě pokusů se spalováním biomasy v klasických tepelných elektrárnách dochází k výstavbě větrných a malých vodních elektráren, jejichž provoz je podporován stanovením minimálních výkupních cen energií. Vzhledem k omezeným zdrojům uhlí a omezené životnosti stávajících elektráren bude dle názoru energetických společností nutné buď prolomit Územní limity těžby hnědého uhlí v severních Čechách, nebo postavit další jadernou elektrárnu (případně dostavět původně plánované další dva bloky do elektrárny Temelín). (zdroj: Wikipedia)

Prohlédni si: Animace – flash model - jak funguje jaderná elektrárna http://www.cez.cz/cs/vyroba-elektriny/jaderna-energetika/interaktivni-model-je-jak-funguje-jaderka.html Zdroj : ENERGIE Z JIŽNÍ MORAVY ENERGIE Z JIŽNÍCH ČECH Vydal ČEZ, a.s., Inform. centrum