Jádro nás samozřejmě zajímá

O vysokoteplotních reaktorech se mluví dlouho, můžeme se těšit, že začnou fungovat v praxi?

Máte pravdu, jejich historie je dost stará, první koncepty vznikaly už v polovině 60. let. Tyto programy se rozvíjely hlavně ve Spojených státech a v Německu. V obou zemích se nejprve vybudoval prototyp a pak probíhaly testy komerčního provozu. Oba programy však byly zastaveny na konci osmdesátých let, v období po černobylské havárii. V Německu z důvodů politických, v Americe kvůli slabému výkonu i ekonomickým parametrům.

Kdy se tedy předpokládá začátek jejich komerčního využití?

Vzorový komerční reaktor se nyní staví v Číně. Oficiální datum, kdy má být dokončen, je 2013. Vzhledem k administrativním věcem na čínské straně je můj odhad rok 2015.

Jak byste představil tento způsob výroby energie a v čem je jeho výhoda?

Palivem je zde vysoce obohacený uran ve formě malých kuliček oxidu uraničitého. Kuličky povlékané vrstvami karbidu křemíku a uhlíku jsou rozptýleny v koulích grafitu, velkých asi jako tenisový míček. Grafit slouží jako pevná, tepelně odolná schránka uranu i jako moderátor. Chladivem je helium.

Pokud je mi známo, v reaktoru se ale dosahuje vyšších teplot ...

Máte pravdu. Teplota reaktoru je třikrát vyšší než u lehkovodních reaktorů, takže účinnost je velmi vysoká. Teplo z reaktoru se dá použít k výrobě elektřiny, ale i jako procesní teplo pro petrochemický průmysl i další odvětví. Pomocí chemických reakcí lze teplo použít i na výrobu vodíku.

A co ekologická stránka, dokáže tato technologie využít vyhořelé jaderné palivo?

Jde to, ale proces recyklace bude pravděpodobně mnohem náročnější, než u reaktorů, které jsou dnes v provozu. Běží na to jeden nebo dva výzkumné projekty, snad budeme brzy vědět víc.

Jaká jsou hlavní úskalí dalšího rozvoje této technologie?

Největší výzvy jsou v oblasti licencování, dalšího vývoje materiálů a paliv, nutná je spolupráce s koncovými uživateli - zástupci některých průmyslových odvětví. Neobejdeme se bez podpory ze strany vlád.

Chladivem je helium. To však proniká materiály - není to nebezpečné?

Není, stačí mít jen správnou strukturu ochranné obálky reaktoru, tzv. kontejnmentu.

Takže nároky na materiály jsou asi hodně vysoké, že?

Ano. Do vývoje těchto materiálů se momentálně investuje na několika místech po světě. Nicméně některé části reaktoru, jako např. jeho tlaková nádoba, mohou být vyrobeny ze stejné oceli, jakou používáme u lehkovodních reaktorů.

Momentálně stavíte lehkovodní reaktory tříapůlté generace v Číně.

Westinghouse v Číně staví čtyři reaktory AP1000 a všechny projekty běží podle harmonogramu.

Nemáte při stavbě problémy?

Ne, s technologií žádné problémy nejsou. Občas jen musíme provádět nějaké inženýrské práce, které původně nebyly v plánu, jinak všechno jde, jak má.

V jednom rozhovoru jste říkal, že v Číně stavíte modulárním způsobem, kdy se jednotlivé části elektrárny skládají na místě jako stavebnice. Je možné tento způsob použít třeba i u nás?

Ano. Všechny naše velké moduly se skládají z podmodulů a ty mohou být dopravovány po železnici. Kdybyste měli přístup k moři nebo velké řece, bylo by možné dopravit rovnou velké moduly. Ale v případě ČR bychom využili železnici a vše sestavili u Temelína přímo na stavbě.

Pane jo! Proč myslíte, že si ČEZ vybere vás pro dokončení Temelína?

Já samozřejmě nevím, koho si ČEZ vybere, ale jsem přesvědčen, že naše nabídka bude ekonomicky nejvýhodnější. Koncept reaktoru AP1000 je totiž revoluční zejména ve své jednoduchosti: jednodušší výstavba, provoz a údržba, zajištění bezpečnosti - to vše má samozřejmě vliv na cenu.

V čem třeba?

Například ve způsobu zajištění bezpečnosti. AP1000 je reaktor s pasivní bezpečností, ostatní používají aktivní koncept. Proto je naše elektrárna menší, potřebujeme o třetinu menší zastavěnou plochu. Aktivní bezpečnostní systémy se umisťují mimo kontejnment a všechny musí být v kvalitních, dobře chráněných budovách kolem kontejnmentu. V případě pasivního systému je vše umístěno přímo v kontejnmentu.

Takže aktivní prvky nepoužíváte?

Ano, ale ne pro zajištění bezpečnosti v případě vážných havárií. Proto je nemusíme nákladně certifikovat a zákazník za ně nemusí draze platit. U aktivní bezpečnosti všechny její prvky vyžadují vysoké bezpečnostní standardy, jsou úzkoprofilové a tím pádem i drahé. Je i pravděpodobné, že tyto systémy nebude nikdy třeba použít, tak proč do nich investovat peníze, když vlastně nepočítáte s jejich využitím? V našem konceptu je to vše jen o nádržích, ventilech a potrubí, zbytek obstarají fyzikální síly jako gravitace.

Můžete uvést příklad havárie, a jak by se s ní váš systém vypořádal?

Jedna z mála pravděpodobných variant, na které se připravujeme, je porušení potrubí u reaktoru, v jehož důsledku začne ze systému unikat chladivo, lehká voda. Systém detekuje únik a začne automaticky z nádrží v kontejnmentu lít vodu do systému reaktoru. Pokud to nestačí k ochlazení reaktoru, na základě detekce tlaku a výše hladiny vody se z nádrží injektuje voda další. Kdyby se nádrže vyprázdnily, je tu nádrž nad reaktorem, která se vyprázdní zemskou přitažlivostí. Všude v kontejnmentu pak bude pára. Ta ale zkondenzuje, protože kontejnment je z vnějšku chlazen vzduchem. Voda se následně vrátí dolů do nádrže. Je to uzavřený systém, který může fungovat dlouho stále dokola.

Jaká je v takových případech role obsluhy elektrárny?

Aktivní systémy vyžadují v případě vážného problému reakci operátora zhruba do dvaceti minut. S naším konceptem můžete čekat tři dny a elektrárna se bezpečně vypne. Operátor může udělat nějaké kroky, ale my z něj snímáme ten stres. Největší jaderné havárie v Černobylu a v Three Mile Islandu byly způsobeny selháním lidského faktoru a tomu my chceme předejít - aby operátor nemusel dělat závažná rozhodnutí pod tlakem.

Dr. Regis A. Matzie

Titul "Bc." získal v oboru fyziky na U. S. Naval Academy (1965), magisterský pak v oboru jaderného inženýrství na Stanfordské univerzitě (1971), studium zakončil doktorátem ve stejném oboru v roce 1976. Po dokončení studií pracoval pět let v U. S. Naval Academy na rozvoji amerického programu ponorek s atomovým pohonem. Následných dvacet pět let působil ve službách armádních záloh, do penze odešel s hodností kapitána. Ve firmě Westinghouse Electric Company působil posledních osm let jako zástupce prezidenta společnosti, byl odpovědný za vývoj, licencování, řízení projektů a výrobu komponentů pro nové lehkovodní reaktory. Je autorem více než 120 odborných článků o problematice jaderné energetiky, jaderných systémů a moderních palivových cyklů. Počátkem července 2009 odešel do důchodu. Od té doby poskytuje odborné konzultační služby v oboru jaderné energetiky.

AUTOR: Milan Loucký