registrační číslo CZ.1.07/1.5.00/34.0809. 27. dubna 2013 VY_32_INOVACE_170315_Jaderne_elektrarny_DUM JADERNÉ ELEKTRÁRNY Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Mgr. Miroslava Víchová. Obchodní akademie a Střední odborná škola logistická, Opava, příspěvková organizace. Materiál byl vytvořen v rámci projektu OP VK 1.5 – EU peníze středním školám, registrační číslo CZ.1.07/1.5.00/34.0809.

Bezpečnost jaderných elektráren 1. Jaderný reaktor 3. Bezpečnost jaderných elektráren 2. Jaderná elektrárna 4. České JE 5. JE ve světě

Jaderný reaktor zařízení, ve kterém probíhá řetězová štěpná jaderná reakce tato reakce je kontrolována a udržována ve stabilním běhu Jako palivo se používá obohacený uran obsahující vyšší množství 235U než uran přírodní. Přírodní uran je směs izotopů 238U (99,276 %) a 236U (0,718 %) a 234U (0,004 %). Jako moderátor ke zpomalování neutronů se používá často voda, těžká voda nebo grafit. Moderátor též pohlcuje neutrony. Voda může sloužit také jako chladivo. V roce 2000 pracovalo ve světě 284 výzkumných jaderných reaktorů o malých výkonech. Reaktory mají různé konstrukce, princip činnosti i využití. dále

Jaderný reaktor V našich elektrárnách se používá lehkovodní tlakový reaktor PWR (Pressurized light-water cooled and moderated reactor)- označuje se též ruskou zkratkou VVER. Je chlazen vodou o tlaku 100 Bar, voda slouží i jako bezpečnostní prvek. Pokud v reaktoru není voda, reakce se sama zastaví. Pára pro pohon turbogenerátoru se vyvíjí mimo reaktor v parogene-rátorech. Obr. 1 dále

Jaderný reaktor Další typy reaktorů: Grafitem moderované typy reaktorů BWR – varný reaktor nejběžnější typ chladivem i moderátorem je voda má vyšší energetickou účinnosti, ale nižší koeficient bezpečnosti Grafitem moderované typy reaktorů RBMK – varný reaktor lehkovodní grafitový reaktor při nesprávném použití je velmi nebezpečný byl použit v Černobylu dále

Jaderný reaktor na wikipedii Magnox používá se Velké Británii a Japonsku palivem je kovový uran ve formě tyčí pokrytých MgO2 má vysokou tepelnou účinnost srovnatelnou s tlakovým reaktorem Reaktory moderované těžkou vodou Typ CANDU používaný v Kanadě palivem je přírodní uran chadivem a moderátorem je těžká voda Jaderný reaktor na wikipedii zpět na obsah další kapitola

Jaderná elektrárna přeměňuje vazebnou energii těžkých jader prvků na elektrickou energii skládá se z jaderného reaktoru, parní turbíny s alternátorem a dalších pomocných provozů v principu jde o parní elektrárnu, neboť získaná tepelná energie se používá k výrobě páry v parogenerátoru tato pára pohání parní turbíny, které pohání alternátory pro výrobu elektrické energie dále

Jaderná elektrárna dále Schéma JE s tlakovodním reaktorem Obr. 2 Schéma JE s tlakovodním reaktorem 1. Reaktorová hala 2. Chladicí věž 3. Tlakovodní reaktor 4. Řídící tyče 5. Kompenzátor objemu 6. Parogenerátor 7. Aktivní zóna 8. Turbína - vysokotlaký a nízkotlaký stupeň 9. Elektrický generátor 10. Transformační stanice 11. Kondenzátor sekundárního okruhu 17. Chladící okruh 12. Plynný stav 18. Primární okruh 13. Kapalný stav 19. Sekundární okruh 14. Přívod vzduchu do chladicí věže 20. Kondenzovaná voda (oblaka) 15. Odvod teplého vzduchu a páry 21. Pumpa 16. Řeka dále

Jaderná elektrárna Historie První jaderný reaktor byl spuštěn v USA v roce 1941, ale sloužil pouze k výrobě plutonia (pro jadernou bombu). První jaderná elektrárna byla postavena ve Velké Británii v roce 1951, ale nedodávala el. proud do sítě. Další byla spuštěna v 1954 v Obninsku (SSSR) pouze s výkonem 5MW. Za první komerční elektrárnu je považována elektrárna v Calder Hall ve Velké Británii, která byla zprovozněna 1956. dále

Jaderná elektrárna Obr. 3 zpět na obsah další kapitola

Bezpečnost jaderných elektráren Bezpečnost jaderných elektráren je zajištěna v několika stupních: Systém havarijního odstavení v případě zvýšení teploty v reaktoru se automaticky spustí havarijní tyče, které pohltí neutrony a zastaví reakci 2. Systém havarijního chlazení 3. Zásobní systémy pohonů čerpadel 4. Systémy radioaktivního stínění v případě katastrofy má za úkol zabránit průniku radioaktivních látek do okolí používá se mnoha bariérový systém, který tvoří na sobě nezávislé bariéry dále

Bezpečnost jaderných elektráren Stupně bariér: A – samotné palivo B – povlakový materiál na palivových tyčích C – primární okruh paliva D – betonový a ocelový kryt jaderného reaktoru E – betonová bariéra kontejnmentu (obálky jaderné části elektrárny) Vliv jaderné elektrárny na životní prostředí neprodukuje skleníkové plyny (např. CO2) radioaktivní odpad je pod kontrolou je to nejlevnější zdroj elektrické energie (nízké provozní náklady) dále

Bezpečnost jaderných elektráren Jaderná elektrárna o výkonu 1GW spotřebuje pouze 35 tun paliva a zabírá rozlohu několik km2. Uhelná elektrárna o stejném výkonu spotřebuje 2-6 miliónů tun paliva a vyprodukuje 6,5 miliónů tun CO2. Plynová elektrárna o stejném výkonu spotřebuje 2-3 miliardy m3 plynu a vyprodukuje 480 tun CO2. Elektrárna na spalování biomasy o stejném výkonu spotřebuje půdu pro pěstování biomasy o rozloze 6000km2. Větrná elektrárna o stejném výkonu by zabrala půdu o rozloze 100km2. Sluneční elektrárna o stejném výkonu by zabrala plochu 50km2. dále

Bezpečnost jaderných elektráren Pro potřeby klasifikace nehod v JE a jiných jaderných zařízeních byla stanovena Mezinárodní stupnice jaderných událostí (INES). Obr. 4 dále

Bezpečnost jaderných elektráren Nejhorší jaderné havárie v historii 1979 Three Miles Island (USA) únik chladiva a částečné roztavení reaktoru následný únik radioaktivních plynů žádné ztráty na životech třída 5 na stupnici INES 1986 Černobyl (SSSR) přehřátí, exploze v reaktoru, odhození víka reaktoru roztavení reaktoru, masivní únik radioaktivního materiálu do okolí 56 mrtvých okamžitě, 4000 na následky třída 7 na stupnici INES dále

Bezpečnost jaderných elektráren 2011 Fukušima Dai Ichi (JAP) výpadek záložní energie v důsledku Tsunami po zemětřesení přehřátí reaktorů, únik radioaktivní chladicí kapaliny do prostředí 2 mrtví v důsledku utopení třída 7 na stupnici INES Nehody na území ČSSR 1976 – 1977 Jaslovské Bohunice porucha při výměně paliva, koroze obalu reaktoru únik radioaktivity v areálu elektrárny 2 mrtví třída 4 na stupnici INES dále

Bezpečnost jaderných elektráren Obr. 6 Obr. 5 Obr. 7 Odstraňování následků havárie v JE Three Miles Island. Roztržený reaktor JE v Černobylu. Žárem poničený ochranný obal reaktoru JE Fukushima Dai ichi. zpět na obsah další kapitola

České jaderné elektrárny JE Dukovany (EDU) je první první provozovanou JE v Česku je postavena asi 30km od Třebíče první blok byl uveden do provozu 1985 a poslední čtvrtý blok v roce 1987 v roce 2011 vyrobila 14,369TWh elektrické energie, což bylo 20% celkové spotřeby el. energie u nás má čtyři bloky VVER původně každý o výkonu 440MW, ale dnes po modernizaci má každý z nich výkon 500MW využívá palivo 235U obohacený na přibližně 4,27 % jako zdroj technologické vody slouží vodní dílo Dalešice má 8 chladících věží za dobu existence EDU nebyla zaznamenána žádná havárie za dobu provozu se už 2x zaplatila dále

České jaderné elektrárny Obr. 8 EDE na Wikipedii dále

České jaderné elektrárny JE Temelín (ETE) má největší instalovaný výkon v Česku, 2 bloky, každý po 1GW (plánuje se dostavba dalších 2 bloků) leží v okrese České Budějovice je v provozu od roku 2000 (1. blok), 2002 (2. blok) v roce 2005 vyrobila 12TWh el. energie, což bylo 14% vyrobené energie v ČR používá jaderný reaktor typu VVER – 1000 spotřebovává palivo – oxid uraničitý s obohaceným 235U má čtyři chladicí věže odpadní teplo je využíváno pro vytápění města Týnu nad Vltavou voda potřebná pro chlazení se odebírá z nádrže Hněvkovice dále

České jaderné elektrárny Obr. 9 ETE na Wikipedii dále

Jaderné elektrárny ve světě v roce 2009 bylo v provozu 436 jaderných reaktorů ve 31 zemích světa další reaktory jsou ve výstavbě v asijských zemích, USA, Rusku, Finsku, Litvě a na Slovensku nejvíce el. energie z JE získává Litva (79,9%), Francie (77%), Německo (28,1%), USA (19,9%) Největší JE na světě na wikipedii zpět na obsah konec

POUŽITÁ LITERATURA ŠTOLL, Ivan. Fyzika pro netechnické obory SOŠ a SOU. Praha: Prometheus, 2003. ISBN 80-7196-223-6

CITACE ZDROJŮ Obr. 1 LCOLSON. File:Reactorvessel.gif: Wikimedia Commons [online]. 24 December 2005 [cit. 2013-04-27]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7d/Reactorvessel.gif Obr. 2 STEFFEN KUNTOFF. Soubor:Nuclear power plant-pressurized water reactor-PWR.png: Wikimedia Commons [online]. 3 October 2005 [cit. 2013-04-27]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d2/Nuclear_power_plant-pressurized_water_reactor-PWR.png Obr. 3 U.S.NRC. File:PressurizedWaterReactor.gif: Wikimedia Commons [online]. 29 June 2007 [cit. 2013-04-27]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/a0/PressurizedWaterReactor.gif Obr. 4 SILVER SPOON. Soubor:INES cs.svg Skočit na: Navigace, Hledání: Wikimedia Commons [online]. 19 March 2011 [cit. 2013-04-27]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/ed/INES_cs.svg Obr. 5 OHN G. KEMENY. File:TMI cleanup-2.jpg: Wikimedia Commons [online]. August 1979 [cit. 2013-04-27]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/33/TMI_cleanup-2.jpg?uselang=cs

CITACE ZDROJŮ Pro vytvoření DUM byl použit Microsoft PowerPoint 2010. Obr. 6 DANCRAGGS. File:Chernobyl Disaster.jpg: Wikimedia Commons [online]. 17 March 2011 [cit. 2013-04-27]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/1/1b/Chernobyl_Disaster.jpg Obr. 7 JORGERODRIGUEZ. File:Sany Pump at Fukushima.jpg: Wikimedia Commons [online]. 28 December 2011 [cit. 2013-04-27]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f0/Sany_Pump_at_Fukushima.jpg Obr. 8 ANDREATELETRABAJO. Soubor:Nuclear.power.plant.Dukovany.jpg: Wikimedia Commons [online]. 14 February 2010 [cit. 2013-04-27]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d3/Nuclear.power.plant.Dukovany.jpg Obr. 9 USER:JAPO. Soubor:JETE3.JPG: Wikimedia Commons [online]. 15 August 2007 [cit. 2013-04-27]. Dostupné pod licencí Creative Commons z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c1/JETE3.JPG Pro vytvoření DUM byl použit Microsoft PowerPoint 2010.

Děkuji za pozornost. Miroslava Víchová