Jakou životnost má ocel ve stěnách reaktorů?

Nicméně téma výzkumu se dotýkalo a dotýká obecně jak jaderných elektráren německých, tak všech ostatních jinde na světě.

Uvedený projekt se dotýká velice závažného a zároveň citlivého tématu z pohledu bezpečnostního, a to kvality a trvanlivosti ocelových stěn reaktorových nádob. Problém se zde objevuje vinou toho, že během času stěny reaktorů, byť zhotovené z velice odolných speciálních ocelí, podléhají stárnutí, slábnou a křehnou, a tak se oslabuje jejich ochranná funkce. Kromě ekologů, kteří na toto riziko vícekrát důsledně upozorňovali již před nějakým časem, si začali závažnost této otázky uvědomovat rovněž jaderní odborníci, a to poté, kdy začaly být v některých jaderných elektrárnách v západní Evropě zjišťovány dílčí příznaky oslabení funkce ochranného kovového pláště reaktorů.

Ti prozíravější, kteří projekt prosazovali, museli čelit stanoviskům ze strany nekritických obhájců jaderné energetiky, kteří tvrdili, že stěny tlakových nádob jsou zhotovovány z vysoce kvalitních ocelí, které vydrží prakticky "navěky". Ponechme nyní stranou propočty seriózních odborníků-specialistů, podle nichž průměrná délka životnosti jaderných elektráren na současném stupni techniky obnáší 20-30 let a může být prodloužena jen o část této doby, navíc za cenu enormně nákladné modernizace.

Není ocel jako ocel

Obhájci údajně dlouhodobé trvanlivosti ocelových stěn reaktorů si neuvědomují rozdíly v podmínkách, v jakých fungují oceli v běžných provozech a na druhé straně v náročném a riskantním prostředí jaderných elektráren. Ocel v běžné praxi v různých realizovaných stavbách a jiných zhotovených konstrukcích anebo strojích či nástrojích vydrží podle výrobců desítky i stovky let, ovšem za předpokladu, že je jejím provozovatelem standardně chráněna před korozí. Pokud je provozní činností přece jenom rychle opotřebena, dají se samozřejmě ocelové díly, popřípadě nástroje vyměnit.

uenže v jaderných reaktorech je daná skutečnost naprosto odlišná. Tam ocelové díly, na rozdíl od trubek, čerpadel a ventilů vně tlakové nádoby, jsou jednou usazeny a poté už k nim není přístup možný, nemohou být v případě poškození podle potřeby vyměněny. Dají se zvenčí pouze kontrolovat pomocí kamer a čidel za účelem provádět statistická měření registrující teplotu či tlak.

V některých jaderných elektrárnách v Německu se tak ve snaze přece jen poznat lépe, k jakým vlivům na ocelovou schránku reaktoru při procesech v něm dochází, instalovala co nejblíže k ocelovému plášti v ochranné obálce (kontejnmentu) pomocná čidla, která svou funkcionalitou, jež je založená na monitoringu, něco vypovídají o tepelných poměrech a vlastnostech ocelové stěny. S trochou zjednodušení se dá tento postup přirovnat k počínání lékaře, jenž pacientovi stěžujícímu si na bolesti změří teplotu.

Specifika procesů probíhajících v jaderném reaktoru a působících i na jeho ocelové stěny je ukrytá v tom, že jsou to pochody zásadně odlišné od pochodů, jimž je vystavena ocel v běžných provozních poměrech. Stěny jsou v reaktoru permanentně bombardovány proudy neutronů, s energií, která přesahuje hodnotu jednoho megaelektronvoltu. Tyto neutrony jsou s to, především působí-li delší dobu, vyrážet elektrony oceli ve stěně tlakové nádoby z jejich mřížek. Neutronový atak se posléze začne projevovat na vlastnostech oceli, která postupně křehne a ztrácí svou pevnost. A tak vinou neutronů reaktory "stárnou" rychleji, než to jejich konstruktéři a stavitelé předpokládali. Stěna se zevnitř drolí a na některých místech se její tloušťka neúměrně zeslabuje. Čím delší je bombardování neutrony, tím větší újmu samozřejmě ocelová stěna dozná. V extrémních případech následně na vnitřní straně stěny dochází k tzv. "late blooming effectu", tedy k viditelnému narušení stěny zevnitř .

Blooming se dá přeložit mimo jiné jako "vzkvétání", což - a je to zřejmě kouzlo nechtěného - připomíná jedno české úsloví, které se používá v případě, že mluvčí spatří automobil, který odspoda rezne - čili "kvete". Vizuálně jde o podobný úkaz jako v případě reaktorových stěn.

Kdo bude mít pravdu?

I když k zeslabení stěn reaktorů vinou neutronového bombardování zevnitř zatím v žádné jaderné elektrárně nedošlo, neznamená to, že k takové situaci nemůže dojít, zvláště pak v případech, kdy jsou reaktory v provozu už desítky let.

Zastánci názoru, že k výrobě stěn reaktorů se používá ta nejlepší ocel, hlavně v Německu a Francii, říkají, že reaktory s takovýmito stěnami mohou vydržet 80 až 100 let. Odpůrci namítají, že takový názor není podložen odbornými nálezy, ale spíše politickými snahami. Výzkum v rámci uvedeného projektu, při kterém jde také o vývoj nových odolných ocelí pro potřeby zemí, které na jadernou energetiku nerezignovaly, by měl přinést výsledky v dohledné době.