Jaderná elektrárna Temelín: Prošli jsme 10 vrstvami až do otevřeného reaktoru

10. Lokace a zajištění zdrojů

Jaderná elektrárna Temelín je nejvýkonnější česká elektrárna. Má dva jaderné reaktory, disponuje celkovým výkonem 2 250 MW a ročně vyrobí přibližně 15 000 - 16 000 GWh elektrické energie. Zajištění tak důležité stavby je proto nekompromisní, aby nemohlo dojít k selhání jak technickému, tak lidskému. Teď se můžete podívat, co to všechno obnáší od zevnějšku elektrárny až po samotný reaktor. V jednotlivých „vrstvách" se speciálně zaměříme i na bezpečnost, která po odvysílání seriálu Černobyl opět probudila zvýšenou zvědavost veřejnosti.

Kde se bere elektřina v zásuvce? Poznejte 10 tajemství venkovních stožárů s dráty

Už samotná lokace zohledňuje bezpečnostní hlediska. Temelínská elektrárna se nachází na návrší ve výšce 500 m n.m. a ačkoli je v blízkosti řeka Vltava, záplava nehrozí, i kdyby praskla lipenská přehrada. Přestože nejsme ani v oblasti tornád, vše je navrženo na odolnost vůči značně naddimenzovaným vichřicím a v areálu najdeme i seismologickou stanici, přestože zde zemětřesení prakticky nehrozí.

Seismologická stanice v areálu temelínské jaderné elektrárny

V rámci pravidelných testů a bezpečnostních zkoušek se simulují až absurdní situace z hlediska vnějších vlivů a na všechno se snaží elektrárna z hlediska technického i lidského připravit.

Tak například je zde 15 nezávislých zdrojů elektrické energie, které mohou zajistit chod elektrárny. Osm dieselagregátů: tři pro každý blok elektrárny pro zařízení spojená s jadernou bezpečností, zbylé dva pro důležitá zařízení sekundárního okruhu. Startují se stlačeným vzduchem (tzn. bez potřeby elektřiny) a pravidelně se testují na provozuschopnost. Pohání je 12válcové lodní motory se spotřebou 1200 l/hod. A tak je v areálu strategicky rozložena i dostatečná zásoba nafty.

Budova s dvojicí dieselagregátů uvnitř elektrárny. Kouř z jednoho z výfuků prozrazuje, že právě probíhá pravidelná zkouška funkčnosti.

Ke svému provozu potřebuje elektrárna také vodu. Tu čerpá z nedaleké vodní nádrže Hněvkovice na Vltavě. Spotřeba vody k samotnému provozu není až tak velká, jak byste možná od tak velké elektrárny očekávali (2-3 m³/s), protože se voda v elektrárně točí stále dokola – zjednodušeně řečeno se díky energii z reaktoru ohřeje, ve formě páry přejde do turbíny, kde odevzdá energii, poté zkondenzuje a znovu se vrací do oběhu. Při chlazení se však přece jen část vody vypaří (doslova), především z chladicích věží.

Voda je však ale i bezpečnostním prvkem, a tak je v rámci elektrárny vybudován vodojem s kapacitou 2×15 tisíc kubických metrů. Tím by se daly zaplavit oba reaktory. Vodojem je pochopitelně nad jejich úrovní a pro jistotu je v areálu rozmístěno ještě několik požárních stanic s hasicí technikou. Duplikováno, jištěno a naddimenzováno je tady prostě všechno, včetně přívodu vody od řeky do vodojemu, ten je rovněž zdvojený.

Potřebnou vodu elektrárna čerpá z nedaleké vodní nádrže Hněvkovice

V konečném důsledku by měla být elektrárna připravena i na situaci, kdyby během zemětřesení přišlo tornádo, přerušil se přívod vody, přetrhaly se přívodní vedení a na blok elektrárny by spadlo dopravní letadlo.

Reportáž vznikla v srpnu 2019, nicméně s drobnými úpravami je aktuální i dnes, a tak vám ji znovu předkládáme.

9. Vstup jak na letiště, s jednou extra kontrolou

Lokace a vazba na vnější svět už ukázala, jak se taková elektrárna navrhuje a jistí už v základu. Největším bezpečnostním rizikem nejen pro jaderné elektrárny však nejsou ani tak vnější vlivy, jako člověk. A také z tohoto hlediska je elektrárna důkladně zajištěna.

Areál je pochopitelně obehnán dvojitým vysokým plotem s násobným mechanickým i elektronickým jištěním a nepřetržitým dozorem. Za tuto bariéru se přitom jen tak někdo nedostane. Abyste vůbec mohli dovnitř, musíte mít předně oprávněný důvod – tzn. být prověřeným zaměstnancem elektrárny, nebo jako v mém případě, odůvodněnou návštěvou, za kterou ovšem po dobu pobytu v elektrárně zodpovídá prověřený pracovník. Vše je pak ještě zajištěno technologickými prostředky, abych se třeba v areálu nemohl pohybovat sám.

Hlavní vchod do areálu elektrárny Temelín

Procházet areálem elektrárny je v tomto kontextu trochu zdlouhavé, protože všude číhají zamčené mříže a bezpečnostní turnikety. Abyste prošli, potřebujete kombinaci až tří různých ověřovacích metod včetně biometrie. A pokud jste návštěva, musí vše ověřovat svými prostředky i dozorující pracovník. Samozřejmostí jsou pak naprosto všudypřítomné kamery.

Extra přísný je pochopitelně už prvotní vstup do elektrárny, který připomíná procedury na letišti. Procházce bezpečnostním rámem se nevyhnete, taška musí do skeneru. Navíc je tu i dozimetrická kontrola, která se provádí i na vstupu, aby se zamezilo falešným poplachům, když si někdo radioaktivitu „přinese“ z vnějšku (i takové případy už byly, k detekci totiž stačí i některé radioaktivní zdroje dostupné v přírodě).

Jak funguje největší akumulátor v Česku: podívejte se do elektrárny Dlouhé Stráně

Kontroly vstupů pak mají i všechny budovy v areálu, které už se soustředí zejména na identifikaci osob a aby se nedostal nikdo do míst, kde by se vzhledem ke svému proškolení atp. vyskytnout neměl.

Zajištění bezpečnosti, jak elektrárny před vámi, tak vaší bezpečnosti před elektrárnou, se pak ještě stupňuje. Abyste vůbec mohli dojít až k reaktoru, budete se muset vysvléknout do naha. Ale o tom bude řeč ještě až dále. Zatím jsme teprve vstoupili do elektrárny a prošli první kontrolou. Jdeme dál!

8. Trénink nanečisto

Ve vstupní administrativní budově najdeme běžné podnikové zázemí včetně velké jídelny. Pracuje zde přibližně 1200 lidí, ale díky směnnému provozu a rozlehlosti areálu to není ani moc znát.

V areálu je pak ještě několik budov různých účelů, zajímavá je například prádelna – do sekcí s možným výskytem radioaktivity se totiž musíte převléknout do speciálního oděvu. Ten se po každé návštěvě dozimetricky kontroluje a následně pere pro opakované použití. Pracovníci v prádelně jsou přitom školeni, jak zacházet s kontaminovaným oděvem, pokud by na nějaký takový náhodou narazili.

Bloková dozorna. Odtud se řídí chod reaktoru a navazujících zařízení. Přímo z místnosti na tomto snímku ale ne, toto je jen věrná kopie blokové dozorny, na které se školí.

A pak jsou tu prostory, odkud probíhá řízení elektrárny. Samotný velín (bloková dozorna) je pochopitelně místo s maximální bezpečnostní ochranou a má přísné podmínky jak na pracovní procesy, tak na samotné dispečery. K této práci potřebujete jak profesní zkušenosti, tak psychologickou způsobnost. Při manipulacích se pak jistí nejen technické, ale i lidské prvky – takže dispečer nahlas říká všechny příkazy, které přijímá či uděluje, a druhý vedle něj je nahlas opakuje, aby nemohlo dojít k pochybení jednotlivce. To jsou například důsledky černobylské havárie.

Samozřejmostí je přítomnost školícího simulátoru, který je věrnou kopií „ostré“ blokové dozorny. Veškeré inovace na hlavní dozorně se rovnou implementují i na simulátor, aby byl vjem obou pracovišť zcela totožný.

Havarijní středisko je schované v suterénu jedné z budov. Zde se pravidelně prověřuje připravenost na různé typy mimořádných situací a trénují se postupy řešení

V suterénu jedné z budov je pak ještě jedno důležité pracoviště – havarijní řídící středisko. Zde se pravidelně prověřuje připravenost na různé typy mimořádných situací a trénují se postupy řešení. Zde se také musí sejít v případě mimořádné události havarijní štáb a může odtud sledovat a řídit jednotlivé sektory elektrárny.

V elektrárně průběžně probíhají ohlášená, neohlášená a třeba i utajovaná cvičení, která simulují různé situace. A samozřejmě také různé zátěžové testy.

7. Chlazení a vyhořelé palivo

Vstupme zas o něco hlouběji do areálu. Jeho největší dominantou jsou čtyři chladicí věže. Ty jsou vysoké 155 metrů a v patě mají průměr 131 metrů. Jsou to úctyhodné stavby a nezasvěcené často překvapí jejich triviální funkce – že se zde vlastně využívá jen komínového efektu k tomu, aby vzduch nasávaný zespodu ochlazoval vodu, která se rozprašuje uvnitř.

Tento jednoduchý princip je ale při velikosti věží velmi výkonný a jednou věží takto proteče v průměru 17,2 m³ vody za sekundu. Z věží pak vychází jen čistá pára, která nestihla zkondenzovat. V Temelíně pracují dva jaderné reaktory a každý má k dispozici dvě věže.

Chladicí věž temelínské elektrárny je vysoká 155 m

Pára vystupující z věží představuje zbytek energie, který už by se dal jen těžko využít. Jinak se ale tepelná energie vystupující z reaktoru využívá co nejefektivněji.

S jistou účinností umíme z tepelné energie vyrobit elektrickou prostřednictvím turbíny a generátoru. A elektřinou pak můžeme mimo jiné vytápět. Ještě větší účinnosti však dosáhneme, kdybychom teplem z elektrárny topili přímo bez elektrického mezičlánku. A i toho se v Temelíně využívá – od elektrárny vede teplovod do nejbližšího města (Týn nad Vltavou), které je tímto vytápěno. V roce 2019 se začal stavět teplovod do 30 km vzdálených Českých Budějovic, hotovo mělo být v roce 2020, ale po řadě průtahů se tak patrně stane až v roce 2023.

Teplovod do Týna nad Vltavou

Kromě velkých chladicích věží jsou v areálu tzv. bazény, kde se voda chladí na stejném principu, jen v menším objemu a bez komínového efektu věží. Prostě se stříká do vzduchu, kde se kapky ochladí a stečou zpět do bazénu. Odtud se zchlazená voda odvede opět chladit stroje – bazény chladí vodu pro čerpadla a další podpůrné technologie, věže slouží výhradně výrobnímu okruhu.

Tzv. odpadní teplo však není jediným produktem, který v elektrárně kromě elektřiny vzniká. Dalším prvkem je použité palivo. Tomu v areálu patří budova kousek stranou, ve které je palivo skladováno ve speciálních válcových kontejnerech.

V bazénech se rozprašuje teplá voda z chladicích okruhů čerpadel a dalších podpůrných technologií. Ve vzduchu o pár stupňů zchladne, načež se odvede do okruhu znovu

Čerstvé jaderné palivo obsahuje obohacený uran 235U, který se nejlépe hodí k řízené štěpné reakci. Takový materiál není příliš nebezpečný. To až v reaktoru dojde ke štěpení jader atomů tohoto materiálu, čímž vznikne hromada dalších chemických prvků a mezi nimi i těžké radioaktivní kovy jako je polonium, neptunium a zejména plutonium. A tyto prvky už jsou svou radiací nebezpečné.

Použité palivo se proto skladuje ve speciálních, extrémně zaizolovaných a odolných kontejnerech. Nazývat ho „vyhořelým“ je nepřesné, protože v reaktoru se využijí přibližně jen 4 % obohaceného uranu a materiál je nadále plný různě využitelné energie. V některých zemích se proto přepracovává na „čisté“ palivo, což není kupodivu nijak zvlášť složitý proces. Ekonomicky se ale zatím vyplatí používat palivo nové, a tak se použité zatím ukládá.

V kontejnerech připomínajících obří barely vydrží až 65 let. Pokud se do té doby nenajde pro palivo další využití, počítá se s jeho dlouhodobým uložením v hlubinném úložišti. Jeho vybudování u nás se teprve plánuje.

Sklad použitého jaderného paliva v elektrárně Temelín

Laika bezesporu překvapí, jak málo použitého paliva je. K rozměrům elektrárny a výkonu, který poskytuje, jsou necelé čtyři desítky vyskládaných barelů v jedné menší hale neuvěřitelně malé množství (od spuštění v roce 2000). Obzvlášť to vynikne ve srovnání například s hnědouhelnými elektrárnami, jejich spotřebou a vyprodukovanými zplodinami.

6. Parní turbína a generátor

Štěpná reakce atomů v reaktoru vytváří ohromné množství tepla, které se z reaktoru odvádí tzv. primárním okruhem. V tom proudí voda s teplotou 290-320 °C. I při této teplotě je to stále kapalná voda a nikoli pára, a to díky velmi vysokému tlaku 15,7 MPa. Voda primárního okruhu protéká přímo reaktorem a tím ho ochlazuje. Své teplo pak předává v parogenerátoru do tzv. sekundárního okruhu.

Jak uhasit požár atomovou bombou. Vrt hořel tři roky, až někoho v Rusku napadla tahle šílenost

V sekundárním okruhu už koluje pára, která se žene přes parní turbínu. Turbína se tím roztáčí a na stejné hřídeli má umístěný elektrický generátor. No a z generátoru už můžeme odebírat elektřinu. Turbínu a generátor najdeme ve strojovně. Jsou to stroje impozantní velikosti a spolu s další obslužnou technikou zabírají několik pater. Mimochodem turbína váží 740 tun a generátor 564 tun.

Strojovna. Tady se vyrábí elektřina z tepla, které přivede pára od reaktoru. Je to ohromující několikapatrová konstrukce, jejímž základem je parní turbína a elektrický generátor.

Pára do turbíny totiž musí vstupovat s optimálními parametry a musí s ní být co nejefektivněji nakládáno, proto se využívá na několika stupních. Na lopatky prvního stupně turbíny pára vstupuje s teplotou 280 °C a tlakem 6,3 MPa. Předá zde 40 % své energie. Následně se pára vysuší v separátorech (obsažené kapénky by působily problémy v turbínách), přihřeje v přihřívácích, a protože má ještě stále dost energie a využitelný tlak, vžene se do turbíny znovu, tentokrát do soustavy tří nízkotlakých stupňů.

Odstavená a vymontovaná parní turbína, kterou si alespoň můžeme prohlédnout v detailech

Za nízkotlakými stupni turbíny se musí pára dochladit v tekutý kondenzát, aby mohla být opět vehnána na další kolečko do parogenerátoru u reaktoru. K odvodu zbytkového tepla slouží kondenzátory, které jsou napojeny na chladicí okruh do chladírenských věží. Tam se tedy odvede ohřátá voda a zpátky se od věží přivede ochlazená tak, aby soustrojí opět mohla odvést přebytečné teplo.

Elektrický generátor je synchronní stroj pracující s rotací 3 000 ot/min. Stejně rychle se tedy otáčí i turbína, protože je na společné hřídeli. Generátor poskytuje výkon 1 085 MW v podobně elektrické energie (+ k tomu další energie odchází formou tepla). V jeho vnitřní otáčející části je mohutné budící vinutí, které vytváří otáčející se magnetické pole. To pak generuje elektrický proud ve vinutí statoru. Od generátoru odchází elektrická energie pod napětím 24 kV a zapouzdřeným vedením je vyvedena vně strojovny do venkovní trafostanice.

Soustava turbíny a generátoru leží na masivních odpružených základech, aby se eliminovaly vibrace

Transformátor převede napětí 24 kV na 400 kV, které se více hodí na přenášení velkého množství energie na delší vzdálenosti. A toto 400kV vedení odvede energii z elektrárny do rozvodné soustavy, konkrétně do rozvodny Kočín.

Venkovní trafostanice. Zapouzdřeným vedením je přivedena elektřina ze strojovny, dál už pokračuje klasickým 400kV vedením

Z hlediska bezpečnosti je strojovna místem, kde nehrozí žádné ozáření. Tady se prostě jen zpracovává teplo přicházející od reaktoru, jenže už ve formě zcela odděleného sekundárního okruhu.

5. Zajištění vstupu do reaktorové části

Už jsme prošli areálem elektrárny i strojovnou, ale riziko ozáření stále žádné. Pojďme tedy o další krok dál – a tím je příprava ke vstupu do budovy reaktoru. Ta probíhá ve vedlejší budově a k samotnému reaktorovému bloku se následně přejde uzavřeným mostem.

Po několika průchodech dveřmi a branami, kde se člověk musí opakovaně přihlašovat kombinací různých identifikačních údajů, se ocitnete „v převlékárně“. Zde nafasujete osobní dozimetr a oblečení pro vstup do zóny reaktorového bloku. Je výhradně žluté. Triko, kombinéza, přilba, obuv i spodní prádlo. Kompletní převléknutí je nutné hned z několika důvodů.

Na návštěvu reaktoru je nutné se převléknout do žlutého

Zaprvé je člověk ve žluté dobře vidět a při případném úniku radiace by bylo okamžitě patrné, u koho hrozí, že je radiací zasažen. Dále se tím eliminuje riziko toho, že byste do reaktorové části vnesli nežádoucí předměty, které by vám zde třeba jen nechtě vypadly, či prostředí nějak kontaminovali.

Při návratu z reaktorové zóny je pak nutné si důkladně umýt ruce, ideálně se kompletně osprchovat. Použité oblečení poputuje do prádelny a každý je pak při výstupu zkontrolován citlivým dozimetrickým zařízením. Jedná se o malou kobku, která zároveň slouží jako turniket. Komu bude naměřeno ozáření, ten sám nesmí ven. Kontrolovány jsou pochopitelně i předměty, jako třeba můj fotoaparát. Při odchodu pak ještě musíte odevzdat svůj osobní dozimetr.

Osobní dozimetr, která nafasuje každý návštěvník

Abnormální pečlivost a několikastupňová kontrola jsou tu už běžnou rutinou, ale u neznalého návštěvníka vzbudí údiv. Stejně tak následný pohyb mezi lidmi ve žlutém stejnokroji s dozimetrem připnutým na náprsní kapse. V podvědomí to vzbuzuje obavy, že je všude kolem radioaktivita. Paradoxně je jí zde ale méně než někde venku v přírodě. Všechno je to jen prevence.

4. Budova reaktoru

Jednotlivé bloky elektrárny jsou jasně rozpoznatelné – jsou to velké hranaté budovy, které stojí vedle sebe odděleny bezpečnostní mezerou. Sestávají z podlouhlé haly strojovny, na kterou navazuje budova reaktoru. Z budovy reaktoru pak vykukuje válcovitá část kontejnmentu.

Dva reaktorové bloky v Temelíně. V popředí jsou strojovny, válcovité budovy za nimi jsou kontejnmenty s reaktory

Do budovy reaktoru se tedy nedostanete jinak, než ve žlutém. A opět budete potřebovat několikanásobné ověření u zamřížovaných vstupů, abyste se dostali až dovnitř.

V době naší návštěvy probíhala v jednom z reaktorových bloků odstávka pro výměnu paliva, s čímž se samozřejmě pojí i kontrola a údržba, v budově reaktoru tak bylo celkem rušno, běžně tu ale nikdo není. K reaktoru se chodí jen na pravidelné kontroly, jinak se všechno řídí dálkově.

Stěžejním bezpečnostním prvkem v konstrukci reaktorového bloku je tzv. kontejnment. To je ona válcovitá část, která z budovy vystupuje. Jedná se o gigantický válec, který je vysoký 56 metrů, široký 45 metrů a má stěny z železobetonu široké 1,2 m. Vrchní kopule je jen o 10 cm slabší. Celý prostor má navíc 8 mm tlustou ocelovou výstelku.

Budova reaktoru. Hranaté opláštění vnější budovy a uvnitř válcovitý kontejnment

Kontejnment je bezpečnostní obálka reaktoru. I kdyby se uvnitř stala nějaká nehoda, kontejnment je dimenzován tak, aby vše zůstalo uvnitř. Je proto hermeticky utěsněn a podtlakován, aby v případě náhlého přetlaku ze strany reaktoru eliminoval riziko okamžitého výbuchu. K tomu je navíc navržen, aby snesl přetlak až 0,49 Mpa – válec je proto navíc obvázán 96 předpjatými ocelovými lany (+36 přes kopuli) o průměru 150 mm.

Do utěsněného kontejnmentu během provozu nikdo běžně nechodí, ale jednou za měsíc se tam vydává dozimetrická kontrola. Aby nebyl narušen podtlak, musí se dovnitř chodit přes barokomoru, kde se tlak obou stran vyrovnává. Dveře se otevírají pouze dovnitř, otevření je jištěno třemi nezávislými způsoby a nelze otevřít oboje dvoje dveře barokomory zároveň.

Vstup do kontejnmentu. Všimněte si masivních dveří a zámku.

Těsnost kontejnmentu je naprosto klíčová a pravidelnými testy se proto kontroluje jak celková těsnost, tak i každá průchodka potrubí či kabelu. Těsnost je na hranici měřitelnosti – průnik vzduchu zhruba odpovídá tomu, jako by v celé ploše kontejnmentu byla miniaturní dírka velikosti špendlíkové hlavičky. Pokud by došlo k havárii reaktoru, vše se odehraje uvnitř hermeticky uzavřeného kontejnmentu.

Kolem kontejnmentu je pak ještě hranatá obestavba. Navenek si všimnete, že z ní kouká komín. Slouží jen k ventilaci vzduchu. Ostatně celá obestavba je prošpikována trubkami, které zajišťují oběh ventilace, ale i provozních médií. Také jsou tu kabelovody a pomocné systémy primárního okruhu.

3. Reaktorový sál

Uvnitř kontejnmentu je umístěn samotný reaktor a primární okruh jeho chlazení. K těmto dvěma nejpodstatnějším prvkům jaderné elektrárny se ještě hlouběji dostaneme v závěrečných dvou kapitolách. Ale samotný vnitřní prostor kontejnmentu také stojí za pozornost.

Velká válcovitá hala se nazývá Reaktorový sál a za běžného provozu bude působit celkem prázdně. Do sálu se totiž vstupuje ve výši stropu reaktoru, a tak je vše podstatné jakoby zapuštěno v podlaze a z reaktoru bude vidět jen jeho víko. Dominantou se tak stává obrovský portálový jeřáb, který slouží k manipulaci s částmi reaktoru například při výměně paliva. A právě při této příležitosti teď bylo možné kontejnment navštívit, což znamenalo, že plocha byla zaplněna různými částmi reaktoru a stanovišti servisních týmů.

Reaktorový sál

Druhým nepřehlédnutelným strojem v sále je platforma pro zavážení paliva. Je to v podstatě rovněž jeřáb na kolejnicích, ale tento má speciální funkci – pohybuje se nad prostorem reaktoru a zasunuje do něj palivové tyče. Je to precizně přesný stroj, jehož navádění kontroluje armáda čidel a kamer.

Stroj na zavážení paliva

Z technického zázemí kontejnmentu dále zaujme velká vertikální šachta, kudy se reaktor a další součásti dostaly dovnitř a mohou se tudy také v případě výměny dostat ven. To platí i o samotném palivu. Portálový jeřáb může šachtou spustit součásti až na dno kontejnmentu, kde je monstrózní posuvné víko. I to je samozřejmě při provozu zcela hermeticky utěsněno a je tvořeno více než metrovou vrstvou železobetonu. Pod ním se nachází železniční koleje a na plošinovém vagonu zde můžeme přistavit součásti k montáži, či je naopak odvézt.

Vertikální servisní šachta uvnitř kontejnmentu

Když už je řeč o kolejích – ty jsou v poměrně husté síti vidět v celém prostoru elektrárny, slouží k přepravě těžkých součástí. A jedna železniční trať napojená na běžnou vlakovou síť vede i přímo do elektrárny. Tudy se těžké součásti ze strojíren dostávaly na místo, aniž by se musela složitě řešit doprava po silnicích.

Na stropě kontejnmentu je vidět šnekovité potrubí, které patří tzv. havarijnímu sprchování. V případě poruchy, pokud by se začala v prostoru hromadit pára, by se automaticky spustilo sprchování celého prostoru studenou vodou, která by uniklou páru zchladila. Tím by se zabránilo přetlakování a získal by se čas na zvládnutí poruchy.

Z bezpečnostních prvků dále stojí za zmínku rekombinátory vodíku. Jsou to přístroje rozmístěné různě po kontejnmentu a jejich funkcí je katalytické spalování vodíku pomocí platinové černě. Elektrárna jejich počet zvýšila po havárii ve Fukušimě, kde byl nahromaděný vodík (vznikl interakcí vody či betonu s taveninou reaktoru) příčinou opakovaných explozí. Rekombinátory takové situaci zabraňují už v zárodku, protože volný vodík likvidují.

Uvnitř kontejnmentu jsou pochopitelně čidla a kamery, které kontrolují, co se uvnitř při provozu děje. To vše je sledováno z blokové dozorny, ale také ze sídla Mezinárodní agentury pro atomovou energii ve Vídni.

2. Primární okruh

Nyní už pojďme do samotného technologického jádra jaderné elektrárny, a to je primárních okruh. Tím se nazývá oběh vody, který z reaktoru odebírá teplo a odevzdává ho ve výměnících sekundárního okruhu.

Temelínské reaktory jsou tlakovodní, což napovídá, že voda uvnitř bude pod tlakem. Konkrétně jde o tlak 15,7 MPa, což je běžný provozní tlak, při kterém voda uvnitř primárního okruhu dosahuje teplot 290 – 320 °C a zůstává přitom stále v kapalném stavu.

Jeden ze čtyř parogenerátorů primárního okruhu

Z reaktoru tedy voda vytéká s teplotou 320 °C a odchází do čtveřice parogenerátorů. To jsou obrovská zařízení připomínající velké cisterny, ve kterých horká voda primárního okruhu ohřívá vodu sekundárního okruhu, čímž vznikne pára využitelná v turbíně ve strojovně.

Vodu primárním okruhem prohánějí čtyři cirkulační čerpadla, která jsou rovněž úctyhodných rozměrů. Okruh pak doplňuje ještě jeden klíčový prvek – kompenzátor objemu, který zajišťuje rovnováhu a optimální podmínky v primárním okruhu.

Jedno ze čtyř čerpadel primárního okruhu

V tomto článku ale nesledujeme jen funkci, ale především také zabezpečení jaderné elektrárny. Primární okruh je pochopitelně prvkem, kde je kontrolován každý milimetr materiálu. A to doslova. Při revizích, jako je ta při výměně paliva, se například kontrolují tisíce teplosměnných trubiček v parogenerátorech, kterými proudí horká voda primárního okruhu a ohřívá vodu sekundáru.

V jednom parogenerátoru je 11 tisíc takových trubiček, každá má průměr 12 mm a měří 15 metrů na délku. Sondou se měří každý milimetr každé trubičky, jak endoskopicky, tak pomoci vířivých proudů, aby se odhalily případné defekty v materiálu.

Kontrola trubiček v parogenerátoru

Podobně důsledně se kontrolují pochopitelně součásti reaktoru a další prvky primárního okruhu, a to včetně zajištění všech podpůrných zařízení.

1. Reaktor

A teď už jdeme do samotného srdce jaderné elektrárny, do reaktoru. To je válcovitá nádoba výšky 10,9 m a vnějšího průměru 4,5 m, která je zakomponována do tzv. reaktorové šachty. Prostor šachty se během odstávek zaplní vodou, čímž se reaktor a jeho součásti odstíní od záření použitého paliva. Samotný reaktor se pak skládá z několika vrstev, které se během odstávky demontují, aby se zpřístupnilo samotné palivo.

Reaktorová šachta zaplavená vodou. Hlubina vzadu je dutina reaktoru, do které se právě zaváží palivo

Palivo je reaktivní materiál, ve kterém se za určitých podmínek rozvine štěpná reakce. Reaktor navodí tyto podmínky, ale zároveň je musí „udržet na uzdě“, aby nedošlo k nekontrolované řetězové reakci. Palivo je bohaté na volné neutrony, které se rozpohybují a začnou vrážet do jader atomů, čímž je rozštěpí. Přitom se uvolní ohromné množství tepelné energie, kterou z reaktoru odvedeme a dále využíváme k výrobě elektřiny. Aby nedošlo k exponenciálnímu řetězení štěpných reakcí, využívá se principu odběru volných neutronů.

K vychytávání volných neutronů se nejlépe hodí bór, proto se v reaktoru využívá jako regulátor. Ve vodě v primárním okruhu je kyselina boritá (zní to „chemicky“, ale v podstatě je to borová voda, jakou si můžete koupit v lékárně). Regulací koncentrace kyseliny borité v primární vodě se proto reaktor řídí.

Dveře do reaktorové šachty

Stejného principu se využívá také u regulačních tyčí z karbidu bóru, které „visí“ nad aktivním prostorem reaktoru a jsou připraveny vlastní vahou zapadnout mezi palivové tyče v případě nějakých podezřelých anomálií v chodu reaktoru. Takto připravených je nad reaktorem devět, jedna se využívá k řízené regulaci pozvolným zasouváním.

Bazén uloženého paliva. Ačkoli pod námi právě stojí tyče zářícího použitého paliva, díky uložení ve vodě je záření odstíněno a nic nám nehrozí. Jsou tu i soubory paliva nového, a ty se právě zavážejí strojem na druhou stranu šachty do reaktoru.

Pro případ nouze jsou připraveny i dvě nádrže se silnou koncentrací kyseliny borité, která by se vlila do primárního okruhu a tím by reakci v reaktoru zastavila. Ostatně opačný postup se využívá při startu reaktoru – koncentrace kyseliny borité se postupně ředí až do okamžiku, kdy se štěpná reakce v reaktoru rozběhne.

S palivem se manipuluje zásadně v reaktorové šachtě zatopené vodou s kyselinou boritou. Šachta vypadá jako bazén a také se jí tak říká. Palivo se do reaktoru zaváží ve formě tzv. palivových souborů, kterých je v reaktoru 163. Jsou to svislé svazky palivových prutů, které se zasouvají do těla reaktoru zavážecím strojem. Veškerá manipulace přitom probíhá pod hladinou vody, která funguje jako ochrana především proti radioaktivním prvkům přítomným v použitém palivu. I to se proto kompletuje do úložných kontejnerů v bezpečí reaktorové šachty.

Zavážecí stroj z pohledu od reaktoru. Všimněte si válce směřujícího dolů do bazénu, tím se právě instaluje palivový soubor do dutiny reaktoru

V přiblíženém detailu si kromě odlesků vnějšího světla o kovovou konstrukci (výrazné, světlé nazelenalé odlesky), můžete všimnout i temnějšího modrého odstínu u palivového souboru - více patrné na pravém snímku. Jedná se o tzv. Čerenkovovo záření.

Mimochodem, při doplnění paliva do reaktoru se dodává jen 42 nových palivových souborů. Zbytek se jen přeskládá, aby se rovnoměrně využily. Jeden soubor v reaktoru stráví 4 roky. Spotřeba paliva je vzhledem k vyprodukované energii neuvěřitelně malá – celá elektrárna se svými dvěma reaktory spotřebuje za rok palivo, které objemově zabere krychli o hraně 1,6 m. Pro srovnání – hnědouhelná elektrárna Počerady s přibližně poloviční roční výrobou energie spotřebuje za rok přes 6 milionů tun uhlí. To si pak teprve člověk uvědomí, kolik energie je skryto v atomu.