JEDRSKA ENERGIJA Stane Arh APRIL 2012 Operacijo delno

JEDRSKA ENERGIJA Stane Arh APRIL 2012 » Operacijo delno financira Evropska unija iz Evropskega socialnega sklada ter Ministrstvo za izobraževanje, znanost, kulturo in šport. Operacija se izvaja v okviru Operativnega programa razvoja človeških virov za obdobje 2007– 2013, razvojne prioritete: Razvoj človeških virov in vseživljenjskega učenja; prednostne usmeritve: Izboljšanje usposobljenosti posameznika za delo in življenje v družbi temelječi na znanju. «

Proizvodnja električne energije

Reaktorji leta 2011 435 jedrskih elektrarn v 30 državah. 14 % vse električne energije. 250 raziskovalnih reaktorjev v 56 državah 140 reaktorjev za pogon ladij in podmornic Slovenija: NE Krško (40 % elekt. energije), začetek 1981 raziskovalni reaktor TRIGA Mark II v Podgorici, začetek 1966

http: //www. nek. si/sl/elektricna_energija/pomen_jedrske_energije/jedrske_elektrarne_v_svetu/

Nija 40 Slovenija 40 % povečana moč uparjalnika in generatorja

Jedrske elektrarne v evropskih državah

Proizvodnja elektrike HE 26 % TE 34 % NEK 40 % Jedrska elektrarna Krško (1981 – 2023 ? )

JEDRSKA ELEKTRARNA Tlačnovodna (PWR) TERMOELEKTRARNA

Pretvorba energije cepitvena energija toplota mehanska električna energija

TERMOELEKTRARNA JEDRSKA ELEKTRARNA

http: //www. nek. si/sl/o_jedrski_tehnologiji/delovanje_nek/shema_delovanja_nek/

NE Krško – leto 2011 Letna proizvodnja v 2011 je 5, 9 TWh (termoelektrarne ->1 kg premoga za 1 k. Wh) Razpoložljivost 98, 3 % - nenačrtovan izpad zaradi napake na 400 k. V stikališču Tip reaktorja: Toplotna moč reaktorja: Električna moč na sponkah generatorja: Moč na pragu elektrarne: Toplotni izkoristek: Lahkovodni tlačni reaktor 1994 MW 727 MW 696 MW 35 %

Reaktorska posoda regulacijske palice gorivni elementi v sredici reaktorja

gorivni element gorivna palica tabletka urana

Gorivo v NEK Obogaten naravni uran kot UO 2 Skupna masa urana je 54, 7 ton Ob remontu (18 mes. ) zamenjajo 1/3 goriva Gorivne elemente dobimo iz Amerike RUŽV - za 3 cikle rumene pogače Število gorivnih elementov: Število gorivnih palic v gorivnem elementu: Razporeditev gorivnih palic: 121 235 16 x 16

Verižna cepitev U-235 jedr toplota toplota http: //www. nek. si/sl/o_jedrski_tehnologiji/jedrski_reaktor/cepitev_in_jedrska_verizna_reakcija/nadzorovana_verizna_reakcija/ Moderator: voda (grafit) Absorber nevtronov: kontrolne palice (srebro, indij, kadmij), U-239, bor, razpadli produkti. Hladilno sredstvo: voda

uparjalnik tlačnik črpalka reaktor

Tlak pare pri izstopu: Temperatura napajalne vode pri vstopu: Masni pretok pare iz obeh uparjalnikov: 6, 5 MPa (63, 5 ata) 280, 1 °C 219, 4 °C 1090 kg/s Kondenzacijski tlak (vakuum): 5, 1 k. Pa (0, 052 ata) Povprečna temperatura kondenzata: 33 °C

Turbinska zgradba NEK Komandna soba

Skladišče nizko radioaktivnih odpadkov 2200 m 3 radioaktivnih odpadkov (2011) Bazen za izrabljeno gorivo V bazenu 984 gorivnih elem. (402 t) iz 24 obratovalnih ciklov (2011)

Hladilni stolpi

Nadzor radioaktivnosti v okolju Podatki za NE Krško http: //www. nek. si/sl/aktualni_podatki/ Trenutne vrednosti sevanja v okolju Slovenije http: //www. radioaktivnost. si/#trenutne

14. aprila se je z zaključkom 25. obratovalnega cikla pričel redni remont NE Krško, ki bo predvidoma trajal do 22. maja 2012.

http: //www. nek. si/sl/o_jedrski_tehnologiji/delovanje_nek/shema_delovanja_nek/

Vrelne JE Hladilo je običajna voda z borovim moderatorjem. V reaktorju vre in paro vodijo direktno na turbino.

Težkovodne JE – PHWR, CANDU 1 – gorivo 2 – reaktor 3 – kontrolne palice 9 – težka voda Moderiran in hlajen je s težko vodo. (Kanada)

Plinske jedrske elektrarne (GCR) Moderirane z grafitom, hlajene s plinom (CO 2 ali He). Plin uparja vodo v izmenjevalcu. (Anglija, Francija)

Vodno hlajene, grafitno moderirane JE – LWGR, RBMK, VVER Moderirane z grafitom in hlajene z vodo. Voda vre v reaktorju. Paro se vodi na turbino iz ločevalnika pare. (Sovjetska zveza, Černobil)

Hitro oplodni reaktorji Niso še komercialno uspešni. Sam proizvaja jedrsko gorivo (U-238 -> U- 235) in naj bi bil boljši izkoristek. Nima moderatorja. Hitri nevtroni ustvarjajo novo gorivo. Veliko toplote – problem rešujejo s tekočimi kovinami (natrijem).

Fuzijski reaktorji Še v raziskovalni fazi (že 60 let). Ne pred 2050 - komercialno. Zlivanje vodikovih jeder (DD ali DT) -> energija (Sonce). T > 108 K V reaktorju le nekaj gramov goriva (izpust 2 kg He na dan)

Fuzijski reaktorji Magnetno zajetje plazme (Tokamak, JET, ITER) B = 10 T (superprevodniki 4 K) Nevtroni oddajajo energijo steni (litij), ki jo ohlajamo. Vzdrževanje plazme z laserji. Trenutno je zastoj.

Joint European Torus - JET 1997 deloval z 10 MW fuzijske moči v trajanju 0, 5 s (dosegel 16 MW maks. moči) in proizvedel 65 % vložene energije. ITER, Francija, naj bi dosegel 500 MW v trajanju 500 s in Q >10 (10 kratno fuzijsko moč glede na vloženo). (2020 ? )

Varnost JE 1. 2. 3. Učinkovit nadzor nad močjo reaktorja Hlajenje jedrskega goriva je zagotovljeno Zadrževanje radioaktivnih snovi – ni nekontroliranega sproščanja v okolje

Zadrževanje radioaktivnih snovi Štiri zaporedne pregrade: 1. Sintrane tabletke 2. Kovinska srajčka 3. Reaktorska posoda 4. Zadrževalni hram

Nesreča v Černobilu, Ukrajina http: //24 ur. com/novice/svet/spomin-na- cernobil-se-ziv. html

Nesreča v Černobilu, Ukrajina Sovjetski reaktor RMBK, 1000 MW. Brez zaščitne reaktorske zgradbe. Moderator - grafit http: //pulse. pharmacy. arizona. edu/resources/chemicals/nuclear. htm

Vzroki za nesrečo 26. april 1986 ob 1 uri in 23 minut. Pred ustavitvijo za redno vzdrževanje so izvedli „varnostni poskus“, če turbogenerator proizvede dovolj energije za zasilno hlajenje reaktorja. Izključili avtomatski varnostni sistem. Kršenje varnostnih procedur. Slaba koordinacija in izmenjava informacij med vodji poskusa in obratovalnimi operaterji. Pomanjklivosti v zasnovi delovanja reaktorja pri nizki moči – pozitivna reaktivnost.

Potek nesreče Ob 13 uri zahteva po nadaljnem obratovanju. (P = 50%) Zastrupitev s ksenonom 135 (P = 6%). Izvlekli vse regulacijske palice. Ob 1. 23 uri prekinili dotok pare v turbogenerator. Temp. hladila se je povečala – parni mehurčki. Več nevtronov. Nenadzorovano se je dvignila moč reaktorja. 1. 23. 40 poskusili vstaviti regulacijske palice – absorber nevtronov. Na koncu palic je grafit še pospešil eksplozijo, ker je dodatno povečal moč reaktorja. 1. 23. 47 (P = 1000 %, 30 GW). Gorivni kanali so počili – eksplozija pare. Izbilo je 500 ton težak pokrov reaktorja. Eksplozija vodika in zraka. Eksplozija kisika in grafita. Požar na več kot 30 mestih. Ob 1. 28 že gasilci. Stalitev sredice. Gorelo 9 dni.

http: //sl. wikipedia. org/wiki/%C 4%8 Cernobilska_nesre%C 4%8 Da http: //en. wikipedia. org/wiki/File: Kiev-Ukrainian. National. Chernobyl. Museum_08. jpg

http: //najdinas. si/2011/02/15/dobrodosli-v-cernobil/ http: //www. bigtrends. com/options/post-chernobyl-spx-performance -may-be-repeating/

Zdravstvene posledice nesreče 3 umrli med reševanjem. 203 ljudje (zaposleni in gasilci) hospitalizirani. V 1986 jih je 28 umrlo za akutnim obsevanjem, 16 kasneje. Približno 4000 otrok je zbolelo za rakom na ščitnici. 9 jih je umrlo, ostale so pozdravili. Ocena - 3% vseh smrti za rakom je povezan s černobilskim sevanjem (levkemija, ščitnica). 300 000 prebivalcev so evakuirali.

Po nesreči Leta 2000 so dokončno zaprli NE Črnobil. Nov jeklen sarkofag nad reaktorjem jedrske elektrarne v Černobilu naj bi začeli graditi 26. aprila 2012. Končali naj bi ga do leta 2015. Vrednost projekta je 1, 5 miljarde EUR.

Posledice Černobila v Sloveniji Zjutraj, 30. aprila 1986, kontaminacija z dežjem Vir: http: //videolectures. net/kolokviji_pucelj_cernobil/

Jedrska nesreča v Fukušimi http: //outreach. eri. u- tokyo. ac. jp/ul/EVENT/201103_GMKyoshin. swf http: //outreach. eri. utokyo. ac. jp/ul/EVENT/201103_Tohoku_Drs. Ma eda. Furumura-2. swf

Jedrska nesreča v Fukušimi http: //www. youtube. com/watch? v=xx. Tc. KO__ SAU&feature=related (4 – 6 min, 19 min) http: //www. youtube. com/watch? v=ceym 2 c 18 OQM&feature=related (tsunami) http: //www. telegraph. co. uk/news/worldnews/a sia/japan/9028333/Camera-sent-inside. Japans-leaking-Fukushima-nuclearreactor. html (endoskopski pregled sredice)

Jedrska energija na Japonskem 55 jedrskih elektrarn 45 000 MW (30 % električne energije) ¾ je PWR Sedaj obratuje le še ena NE. Stresni testi varnosti. Protesti prebivalcev in lokalnih oblasti.

Nuklearna elektrarna Fukušima Daiči • 6 vrelnih reaktorjev s skupno močjo 4700 MW (NEK 700 MW) • 1. , 2. , 3. reaktor obratovali, 4. v remontu, 5. in 6. v zaustavitvi • Po cunamiju izgubili napajanje za hlajenje sredice in zadrževalnih bazenov.

Pred potresom Po cunamiju

Černobil Fukušima Tip reaktorja RMBK (moderator grafit) Vrelni reaktor BWR Število reaktorjev 4 (4000 MW) 6 (4700 MW) Število poškodovanih reaktorjev 1 (blok 4), požar 4 (1. , 2. , 3. , 4. ), izpad hlajenja Toplenje sredice 1 3 (1. , 2. , 3. ) Vzrok nesreče Človeški faktor Zasnova reaktorja Potres -> tsunami (15 m) Stanje reaktorja pred nesrečo Eksplozija delujočega Reaktor varno zaustavljen. reaktorja. Takojšnji izpusti. Zakasneli izpusti. Vrsta izpustov Atmosferski, kontinuirani 10 dni Atmosferski, občasni in kratkotrajni. Morski, občasni. Radioaktivni elementi Vsi, tudi Pu I-131, Cs-137/134, Te-132(I 132), žlahtni plini Kontaminacija z depozitom Severna polobla Lokalno do 10 km evakuacija 30 km z zakasnitvijo 36 ur 20 km pred izpusti Tablete KI ? da Izpostavljenost delavcev 15 Sv (28 umrlo za ARS) Pod 0, 25 Sv

Ukrepi v NEK po Fukušimi http: //videolectures. net/kolokviji_cizelj_potres/ (od 50 min dalje)

HVALA ZA POZORNOST