Jaderná energetika včera, dnes a zítra Evropský sociální fond Praha & EU:Investujeme do vaší budoucnosti OPPA: Operační program Praha - Adaptabilita Fyzikou a chemií k technice Jaterná energetika Jaderná energetika včera, dnes a zítra

Koncentrace energie 1 eV = 1.602 10-19 J 1 000 000 eV na částici -6 2020 1990 1700 1750 1800 1850 1900 1950 v molekule Počet obyvatel: 1,3 2,5 8 miliard 5,4 0,8 Obnovitelné zdroje Energie [eV] 1 000 000 eV na částici Jaderná energetika Feudální společnost Průmyslová revoluce 1 eV v molekule Těžba uhlí Fosilní paliva 1 eV = 1.602 10-19 J

TROCHA " HISTORIE "

Historie jaderné energie v kostce 1932 – objev neutronu 1939 – objev štěpné reakce (Hahn + Strassmann) 1942 (2.prosince) v Chicagu první kontrolovaná jaderná reakce (Enrico Fermi) 1951 – Idaho Falls (USA) – první výroba el. proudu ve výzkumném reaktoru, EBR-1 1954 – Obninsk (SSSR) – první elektrárna dodávající do veřejné sítě (5MWe) 1956 – podepsána smlouva o výstavbě A1 v Jaslovských Bohunicích (150 MWe) 1985 – spuštěna elektrárna Dukovany 2000 – spuštěna elektrárna Temelín

SCRAM = Safety Control Rod Axe Man

Experimental Breeder Reactor I (1951)

Jaderná energetika - několik čísel   2006 2007 2008 2009 Bloky v komerčním provozu 435 439 438 436 Instalovaný výkon, GW(e) 368 372 371 Počet provozujících zemí 30 Vyrobená elektřina, 15.8% 15.5% 15% Provozní zkušenost, r-y 14 000 Ve výstavbě 28 35 44 53 Plánováno 64 91 108 142 Uvažováno 158 228 266 327

Olkiluoto 3

Rozestavěný třetí blok jaderné elektrárny Flamanville ve Francii

Jaderné elektrárny ve světě: 436 bloků ve 30 zemích Počet obyvatel v plánujících zemích = 1 miliarda Provozují (30) Zajímají se (25) Zvažují (43) Alžírsko, Bangladéš, Bělorusko, Čile, Egypt, Indonésie, Irán, Jordánsko, Kazachstán, Malajsie, Maroko, Nigerie, Polsko, Saudská Arábie, Spojené Arabské Emiráty, Thajsko, Tunis, Turecko, Uruguay, Vietnam …

Jaderné elektrárny u nás Dukovany 4x440 MWe V provozu od roku 2004 Celková produkce 90 TWh Temelín 2x1000 MWe V provozu od roku 1985 Celková produkce 310 TWh

Uran je třeba vytěžit a zpracovat Uranium is mined from the earth through surface, underground, or solution mining. In the United States, nearly all uranium is solution mined. A solution is injected into the uranium ore deposit then pumped out. The uranium then is separated from the solution. Uranium also is obtained as a by-product in the production of phosphate, sulfur, vanadium, copper and gold. After the uranium is mined, it must be refined through further processing.

Uranová ruda  Hexafluorid Plynná forma pro obohacení Pevné skupenství Drums of uranium ore concentrate are shipped to a conversion plant, where they will be cleansed of impurities and converted to uranium hexafluoride, shown here in cylinders. The uranium hexafluroide is heated to become a gas, then cooled and condensed to a solid.

Obohacování zvyšuje koncentraci U-235 These are uranium centrifuges—one method of enriching uranium. Uranium contains two kinds—or isotopes—of uranium. The enrichment process concentrates the isotope that is most useful in energy production. Enriched uranium will operate a nuclear power plant, but is not concentrated sufficiently to make a nuclear bomb.

Uranové pelety Finally, the uranium hexafluoride is shipped to a fuel fabricator, where it is manufactured into solid ceramic pellets, about the size of the end of a finger.

Palivový článek

Palivové proutky naplněné peletami jsou poskládány do palivových článků The pellets are inserted into long metal tubes called fuel rods. The fuel rods are made of zirconium—which resists heat, radiation and corrosion. The rods are bundled together into fuel assemblies, which are placed in the reactor.

Faktory ovlivňující osud jaderné energetiky Ekonomické parametry Úroveň bezpečnosti Šetrnost k životnímu prostředí Nakládání s vyhořelým palivem Možnost vojenského zneužití Veřejné mínění, přístup politiků

Jak dlouho vydrží konvenční zdroje?

Důl Rožná v Dolní Rožínce Bude dostatek paliva? Známé zásoby 5,5 milionů tun (130 $/kg) Austrálie 23% Kazachstán 15 % Rusko 10 % Kanada 8 % Lepší prospekcí až řádové zvýšení zásob Uranit jeden z typů uranové rudy Zásoby uranu má i Česko, Důl Rožná v Dolní Rožínce Kanada je největším producentem uranu

Rizika – havárie, nakládání s radioaktivním materiálem Standardní provoz – žádná ekologická rizika Havárie – možný problém: Three Mile Island – 1979 – tavení zóny, díky kontejnmentu nenastal únik radioaktivity, žádné oběti Černobyl – 1986 – největší havárie, roztavení zóny, vyvržení radioaktivity do okolí Zahynulo 31 lidí z 203 hospitalizovaných po havárii (hasiči a záchranáři) Prokázán pouze zvýšený výskyt rakoviny štítné žlázy – jen zhruba dvě desítky úmrtí Nejhorší důsledek – psychologický – stěhování více než 300 tisíc lidí (50 mSv), další v méně zasažených oblastech

Jak na tom budeme v roce 2030?

Jak na tom budeme v roce 2030?

Jak na tom budeme v roce 2030? )

Jak na tom budeme v roce 2030? )

Pebble Bed

Závěr Jaderné elektrárny nejsou samospasitelným řešením ale mohou být výrazným příspěvkem k energetickým zdrojům. Výhodou je kompaktnost, stabilita dodávek, velmi malý objem paliva, relativně levná produkce (větší cena výstavby vykoupena levným provozem). Hodí se jako větší nebo velké zdroje, jejich provozování dlouhodobě ověřeno. V současnosti jsou nejmodernějším typem reaktory III. generace – typy EPR, AP1000, ABWR – spolehlivé, kompaktní a efektivní