Jaderná energetika

Z Multimediaexpo.cz

Jaderná elektrárna Dukovany: chladicí věže (2008)
Výzkumný jaderný reaktor v nizozemském Delftu

Jaderná energetika je odvětví energetiky a průmyslu, které se zabývá především výrobou energie v jaderných elektrárnách, v širším smyslu může jít i o projektování a výstavbu jaderných zařízení (především jaderných reaktorů a jaderných elektráren). Jako synonyma se pro tento termín (i v řadě cizích jazyků) míň přesně používají rovněž termíny jaderný průmysl, jaderná energie či atomová energetika nebo atomová energie, nebo (spíš slangově) jádro či atom. Označení obsahující slovní základ atom je však třeba považovat za nesprávná a nepřesná (energie uvolněná z atomu je i chemická energie, energie získávaná z fosilních paliv).

Obsah

Charakteristika

fotomontáž budované jaderné elektrárny Olkiluoto ve Finsku (komplex s budovou s kulatou střecho se staví, zbytek je už postaven)

Zdaleka nejdůležitější částí přínosu tohoto odvětví je výroba elektrické energie v jaderných elektrárnách, v menší míře i vytápění (především odpadním teplem), bez důležitosti však není např. ani výroba izotopů pro lékařské a průmyslové využití, využití jaderné energie pro pohon dopravních prostředků (především vojenských lodí a ponorek, ale např. i kosmických sond), výzkum a menší radioizotopové zdroje a řada dalších míň významných aplikací. Jaderná energetika využívá jadernou energii uvolňovanou z atomového jádra, proto bývá někdy nepřesně označována jako atomová energetika (atomová energie je však i energie využívaná v konvenčních elektrárnách na fosilní paliva, protože i zde se energie uvolňuje z atomu). V poslední době se čím dál tím víc zdůrazňují i ekologické aspekty jaderné energetiky; jaderné elektrárny neuvolňují v podstatě žádné škodlivé emise a to včetně oxidu uhličitého. Jadernou energii je z hlediska energetiky možné zařadit do neobnovitelných zdrojů energie, protože používané palivo je uran, vázaný v horninách. Určitá "projaderná" část veřejnosti zastává názor,že se zařadit do obnovitelných zdrojů energie [1][2][3][4]

Hlavní zdroje energie

Radioizotopový generátor sondy New Horizons

Pro mírové účely se v současnosti průmyslově využívá štěpné reakce uranu nebo plutonia, uvažuje se rovněž a spalování thoria, předmětem intenzivního výzkumu je praktické využití termonukleární syntézy vodíku na hélium. Jako zdroj energie je možné rovněž využít samovolný rozpad radioaktivních prvků pomocí Radioizotopového termoelektrického generátoru.

Výroba elektrické energie

Vnitřek kontejnmentu, masivní ochranné obálky jaderné části elektrárny

Nejvýznamnějším využitím jaderné energie je výroba elektrické energie v jaderných elektrárnách. Jaderné zdroje mají nyní přibližně 17% podíl na světové výrobě elektřiny a přibližně 7% podíl na spotřebě energie celkově.[5] Největší podíl elektrického proudu z jádra dosahuje Litva (asi 80 %), Francie (asi 78 %) a Belgie (asi 60 %) (stav podle EIA z 2003, u Belgie stav roku 2002 podle).[6]

Havárie

Historii rozvoje jaderné energetiky poznamenaly tři velké nehody – v roce roce 1986 v Černobylu a podstatně menší v roce 1979 na Three Mile Island v USA. Poslední havárie bylo selhání chlazení čtyř reaktorů v jaderná elektrárně Fukušima I,které nastalo po zemětřesenía tsunami.

Další aplikace

Jaderné reaktory se také používají k pohonu lodí a ponorek, k výrobě izotopů pro další využití v lékařství i průmyslu a k výzkumu, ojediněle k odsolování mořské vody, zároveň se (většinou jako vedlejší produkt při výrobě elektřiny) využívají k vytápění či ohřevu vody.

Historie

Historie před komerční výrobou energie

První úspěšný pokus s jaderným štěpením provedli v roce 1938 v Berlíně Otto Hahn, Lise Meitner a Fritz Strassman. Během 2. světové války se rozběhl jaderný program v řadě zemí. První řízená řetězová štěpná reakce se uskutečnila 2. prosince 1942 v reaktoru CP-1, který postavil Enrico Fermi v podzemí stadionu Chicagské univerzity. Motivace pokusů byla jednak vědecká, ale také vojenská - reaktory založené na výsledcích Fermiho výzkumu pak sloužily pro výrobu plutonia pro použití v jaderné zbrani.

Schéma tlakovodního reaktoru
Roční spotřeba paliva v jaderné elektrárně střední velikosti)

Po svržení atomových bomb na Hirošimu a Nagasaki se konstrukce reaktorů pro výrobu plutonia rozběhla i v dalších zemích. K výrobě elektřiny byl jaderný reaktor poprvé využit 20. prosince 1951 ve výzkumné stanici EBR-I poblíž Arca (Idaho). Zařízení založené na rychlém množivém reaktoru dodávalo zpočátku výkon kolem 100 kW.

Historie komerční výroby jaderné energie

Za první jadernou elektrárnu bývá označována elektrárna v městě Obninsk v Sovětském svazu. K rozvodné síti byla oficiálně připojena 27. června 1954. V 5 MW reaktoru byl použit grafit jako moderátor a voda jako chladicí médium. Za první skutečně komerční elektrárnu je však považována spíš Jaderná elektrárna Calder Hall v Británii, která byla oficiálně zahájila provoz 17. října 1956[7] (první proud však dodala už 27. srpna 1956).[8] Využití jaderné energie se poté rychle rozvíjelo. V roce 1960 činil instalovaný výkon méně než 1 gigawatt (GW), na konci 70. let už 100 GW, a 300 GW v 80. letech. Od konce 80. let je nárůst mnohem pozvolnější, a převážně tvořený výstavbou jaderných elektráren v Číně. V roce 2005 byl instalovaný výkon 366 GW. Proti využití jaderné energie se v mnoha zemích zvedla vlna odporu, založená jednak na obavách z nehody (jako např. Černobylská havárie), jednak na strachu z radiace. V Rakousku (1978), Švédsku (1980) a Itálii (1987) dokonce proběhla referenda jejichž důsledkem bylo upuštění od využití jaderné energie; Švédsko však později svoje rozhodnutí přehodnotilo. Další důvody zpomalení výstavby jaderných zdrojů byly ekonomické – jaderná energie je velmi levná co se týče vlastní výroby, investiční náklady při stavbě a likvidaci jaderných elektráren jsou však velmi vysoké, cena fosilních paliv přitom byla relativně nízká. Odvětví však přesto, že se nové jaderné zdroje ve velké většině zemí nebudovaly a spotřeba elektřiny rostla, dokázalo udržet svůj procentuální podíl na výrobě. Dosaženo toho bylo řadou technických zlepšení, které zvýšily instalovaný výkon nad původní projektovou mez, zvýšením efektivity výroby a zkracováním nutných provozních odstávek (některé elektrárny tak běží i 90 % času); podmínkou bylo zachování úrovně bezpečnosti. Ekonomické výhody se rovněž podstatně zvýšily poté, co se ukázalo, že jednotlivé jaderné elektrárny je možné bezpečně provozovat podstatně delší dobu, než bylo původně plánováno. Nejlevnější elektrický proud tak v současnosti (2010) dokáže vyrobit jaderná energetika. [9]

Současnost

Dnešní situace jaderné energetiky ve světě
Jaderná elektrárna Ringhals ve Švédsku

Současnost, situace jaderné energetiky ve světě

V současnosti (2010) se vyskytují názory, že dochází k tzv. renezanci jaderné energetiky; v Rumunsku byl spuštěn nový jaderný blok elektrárny Cernavodă, nový jaderný blok se staví rovněž ve Finsku (Olkiluoto) a ve Francii. Celkově však počet jaderných reaktorů ve světě stagnuje či klesá. [10] O výstavbě dalších nových jaderných bloků, které by měly nahradit ty starší, rozhodla Francie, postavit nové bloky, které by měly nahradit bloky odstavené po vstupu do Evropské unie pro nízkou úroveň bezpečnosti rozhodly Bulharsko, Litva (společný projekt s Lotyšskem, Estonskem a původně i Polskem) a Slovensko. Jadernou energetiku masivně rozvíjejí asijské státy Čína, Indie a Japonsko. Podstatně zvýšit podíl jádra na výrobě elektřiny chce i Rusko a Ukrajina. Pro stavbu dalších jaderných elektráren se rozhodla rovněž Velká Británie a příprava stavby jaderné elektrárny v nové lokalitě začala i ve Švýcarsku.[11] O stavbě nových jaderných elektráren rozhodlo Turecko [12][13], Spojené arabské emiráty[14] a Egypt [15] [16].[14] Dalšími státy které v různé míře o rozvoji jaderné energetiky uvažují nebo o něm už rozhodly jsou např. Jihoafrická republika, Slovinsko či Albánie[17], Polsko[18], Nizozemsko [19], Jordánsko [20], Brazílie [21] a řada dalších.

Statistika ohledně jaderné energetiky

V současnosti (2010) je ve světě komerčně provozováno 436 jaderných bloků, celkový instalovaný výkon je 372 GW; 53 bloků ve 13 zemích se staví, 143 bloků je plánovaných, o 327 se předběžně uvažuje.[22] [23] V jaderných elektrárnách se ročně vyrobí 2630 Twh elektřiny, na světové výrobě elektřiny se tak jaderná energetika podílí 17 %, světová provozní doba dosáhla 12500 reaktorroků.[24] Komerčně provazovanou jadernou elektrárnu má 31 zemí, v těchto zemích však žije 3/4 světového obyvatelstva.

Situace jaderné energetiky v Česku a budoucnost

V Česku se sice proti jaderné energii postavila řada antijaderných hnutí, např. Jihočeské matky nebo česká pobočka nadnárodní Greenpeace, většina obyvatelstva však rozvoj jaderné energie podporuje.[25][26]

Jaderná elektrárna Dukovany (ČR)

Podle státní energetické koncepce schválení usnesením vlády Česka č. 211 ze dne 10. března 2004 se mezi roky 2020 až 2025 počítá s provozem dalšího 7. jaderného bloku a mezi roky 2025 a 2030 8. jaderného bloku. V roce 2006 však koaliční vláda na nátlak Strany zelených v programovém prohlášení slíbila další výstavbu jaderných bloků nepodporovat. V roce 2008 doporučila tzv. Pačesova komise další rozvoj jaderné energetiky v Česku. Vláda vzešlá z komunálních voleb v roce 2010 rozvoj jaderné energetiky opět podporuje. Živě se v posledních 3. letech uvažuje o dostavbě 3. a 4. bloku v JE Temelín [27]

Související články

5 hlavních úrovní ochrany reaktoru před únikem radiace do okolí

Reference

  1. ↑ http://www.alternativni-zdroje.cz/jaderne-elektrarny.htm
  2. ↑ http://proatom.luksoft.cz/view.php?cisloclanku=2006021401
  3. ↑ http://www.euractiv.cz/energetika/clanek/praha-bude-hostit-evropske-jaderne-forum
  4. ↑ http://neviditelnypes.lidovky.cz/ekologie-jaderna-energie-je-obnovitelnym-zdrojem-f71-/p_veda.asp?c=A051029_223354_p_veda_wag
  5. ↑ http://www.eia.doe.gov/oiaf/servicerpt/erd/nuclear.html
  6. ↑ http://www.spacedaily.com/2002/021206154656.3biu5h5n.html
  7. ↑ Calder Hall Nuclear Power Station [online]. Engineering Times, [cit. 2010-09-19]. Dostupné online.  
  8. ↑ History of Sellafield [online]. [cit. 2006-08-21]. (Sellafield Web Page.) Dostupné online.  
  9. ↑ http://www.csvts.cz/cns/news10/100618j.htm
  10. ↑ Graf počtu reaktorů ve světě
  11. ↑ http://www.csvts.cz/cns/news08/080620n.htm
  12. ↑ http://www.mzv.cz/wwwo/default.asp?id=37797&ido=5936&idj=1&amb=116&ParentIDO=
  13. ↑ http://www.businessinfo.cz/cz/clanek/turecko/turecko-chce-nove-elektrarny/1000802/47410/
  14. ↑ 14,0 14,1 http://www.csvts.cz/cns/zprav/0802.htm
  15. ↑ http://www.csvts.cz/cns/news10/100827n.htm
  16. ↑ http://www.businessinfo.cz/cz/sti/egypt-ekonomicka-charakteristika-zeme/4/1000415/#sec7
  17. ↑ http://www.businessinfo.cz/cz/clanek/albanie/crans-montana-forum-albanie-2008/1000781/48860/
  18. ↑ http://www.csvts.cz/cns/zprav/1004.htm
  19. ↑ http://www.csvts.cz/cns/news10/100909c.htm
  20. ↑ http://www.csvts.cz/cns/news10/101111c.htm
  21. ↑ http://www.csvts.cz/cns/news10/100602c.htm
  22. ↑ http://www.cez.cz/cs/vyroba-elektriny/jaderna-energetika/je-ve-svete.html
  23. ↑ http://www.world-nuclear.org/info/reactors.html
  24. ↑ http://www.allforpower.cz/CustomFiles/File/2008/2008-05/drabova_energokongres08_ppt.pdf str.8
  25. ↑ Postoj veřejnosti k jaderné energetice [online]. ČEZ, 2008, [cit. 2009-01-11]. Dostupné online.  
  26. ↑ http://archiv.radio.cz/news/CZ/1999/22.06.html
  27. ↑ S novou vládou se přiblížila obří zakázka. Nový Temelín může být už za 10 let

Externí odkazy


Flickr.com nabízí fotografie, obrázky a videa k tématu
Jaderná energetika
Commons nabízí fotografie, obrázky a videa k tématu
Jaderná energie
Citováno z „http://ww.multimediaexpo.cz/mmecz/index.php/Jadern%C3%A1_energetika“