Osud vyhořelého paliva je největším problémem výroby elektřiny z jádra

* Získat pro sebe ty nejlepší technicky zaměřené mozky v České republice je cílem elektrárenské společnosti ČEZ. Proto také každoročně vypisuje soutěž Cena ČEZ. Soutěž probíhá v kategoriích Nejlepší diplomové práce a Nejlepší doktorandské práce. Mezi doktorandy v letošním 7. ročníku soutěže zabodoval Ing. Daneš Burket, Ph.D., který obsadil druhé místo s prací nazvanou Palivové vsázky se zdokonaleným palivem na Jaderné elektrárně Dukovany.
Současný vedoucí týmu reaktorové fyziky dukovanské jaderné elektrárny, čtyřiatřicetiletý Daneš Burket, pochází z Hronova. V roce 1994 ukončil Jadernou fakultu ČVUT v Praze a hned po ukončení studia nastoupil do Dukovan na odbor reaktorové fyziky. V dukovanské elektrárně jsme s ním také hovořili o jeho letošním úspěchu a jaderné energetice vůbec.

* Proč vás zlákala zrovna reaktorová fyzika a ne třeba astrofyzika?

Možná by mě to táhlo k astrofyzice nebo jaderné fyzice, ale politický profil naší rodiny nebyl dostatečně vhodný k tomu, abych šel studovat na univerzitu. A přece jenom fakulta jaderná, to bylo trošku odkladiště nepohodlných lidí i z hlediska učitelů. Ale fyzika tam byla a je na vynikající úrovni. Je tam spousta zajímavých oborů, člověk si může vybrat experimentální jadernou fyziku, dozimetrii, jadernou chemii a další moderní obory, takže nakonec jsem byl spokojený, že jsem skončil tam.

* A hned po diplomce vás zlanařil ČEZ?

Vedoucí mé diplomové práce odešel v té době spouštět Temelín a nějak se doslechl, že v Dukovanech potřebují posilu. Už je to dávno, vloni v srpnu jsem slavil deset let na Dukovanech.

* Co to obnáší, zpracovat doktorandskou práci?

Byla to vyloženě moje soukromá iniciativa, protože jsem začal mít pocit, že bych zde mohl upadnout, při vší úctě, do rutiny. Chtěl jsem také zůstat v kontaktu se školou, aby se člověk trošku zdokonaloval dál. Studoval jsem distančně a podnik mi vyšel vstříc v tom, že mi dával volno. Z tohoto pohledu mi elektrárna hodně pomohla, protože ve spoustě jiných podniků si na studium zaměstnanci musí brát dovolenou. Distanční studium mi trvalo více než pět let.

* Vedení firmy si jistě dobře spočítalo, že bude mít z vaší práce mnohanásobný užitek, takže tak nezištně to jistě nedělalo.

Vycházel jsem z toho, co dělám tady a co by mohlo prospět nejen mému rozvoji, ale aby to bylo užitečné i pro elektrárnu, i když od elektrárny nebyl požadavek k mému studiu, že by zvolené téma mělo přímo s mou prací souviset. Moje práce byla zaměřena na neutronově-fyzikální výpočty a optimalizování návrhů palivových vsázek.

* Jak vás tak poslouchám, představuji si to tak, že na dně reaktoru stojí jako na nějaké šachovnici kazety s palivem, které je třeba čas od času nějak přeskládat.

Ano, v podstatě je to tak. Teď jsme přešli na elektrárně na pětiletý palivový cyklus. Jednou za dvanáct měsíců se reaktor odstaví a vymění se pětina paliva. Každá kazeta tak pracuje v reaktoru pět let. Já jsem dělal vsázky, které jsou ve světě možná i obvyklejší, že výměna paliva není jednou za dvanáct měsíců, ale třeba za osmnáct. Dukovanská elektrárna sice neuvažuje, že by přešla na tento typ vsázek, ale zase je dobré mít podklad do budoucna, aby se vědělo, o čem to vlastně je.

* V čem je podstata vašeho zlepšení?

Zaměřil jsem se na stejné palivo a stejné typy kazet, jako máme dnes, ale na jeho jiné využití. Nejde jen o nahrazení nejvyhořelejších kazet za čerstvé, ale ostatní přeskládáte tak, aby byl výkon v aktivní zóně reaktoru rovnoměrný. Protože čerstvé kazety mají větší sílu. Moje zlepšení spočívalo v tom, že jsem prodloužil dobu provozu mezi výměnami paliva a pak i strategie přeskupování kazet musí být trošičku jiná.

* Proto se tomu říká optimalizace palivových vsázek?

My neustále optimalizujeme, to znamená, že hledáme nejlepší přeskládání tak, aby rozložení kazet bylo co nejlepší a jejich využití co nejefektivnější. Zpočátku se překládky navrhovaly ručně. Fyzik si sedl a řekl: Takhle to rozmístím, pak to přepočítal, ukázalo se, že rozložení není úplně ideální, a pokračoval tak dlouho, až se dostal k co možná nejlepší variantě. Dnes probíhají optimalizace automatizovaně.

* Palivo do Dukovan pořád chodí z Ruska?

Pořád chodí. Ale jak, to je tajné. Je dopravované z Ruska přímo na zakázku pro nás. A je potřeba říct, že Rusové se hodně zlepšili v porovnání s dobou před revolucí, kdy byly problémy s dokumentací, se zajištěním jakosti a podobně. Ani tehdy palivo nebylo špatné, ale dnes už jsou v podstatě srovnatelní se západními výrobci.

* Dukovanská elektrárna je po dvaceti letech moderní, nebo stará?

Pokud se jedná o palivový cyklus, tak vlastně Dukovany, byť je to projektem ruská, poměrně stará elektrárna, patří ke světové špičce. Ale přesto se snažíme pořád inovovat, protože tlak na snižování nákladů tady pořád je.

* V Dukovanech prý plánujete zvýšení výkonu reaktoru přes jeho stoprocentní projektovanou hodnotu. Je něco takového vůbec technicky možné?

To se tady právě teď chystá, zvýšení zhruba na 105 procent, samozřejmě musí na to být jiný typ paliva s trochu vyšším obohacením. Je to i otázka spousty dalších zařízení, musí se dělat úpravy na turbíně atd. Je to obrovský projekt, ale je reálný předpoklad, že se dosáhne zvýšení minimálně na 105 procent. Třeba ve Finsku pracuje elektrárna Loviisa na 110 procent, a ta je kombinací ruského železa a západního řídícího
systému.

* A není to nebezpečné zahrávání si s ohněm?

Musíte samozřejmě Státnímu úřadu pro jadernou bezpečnost přepočítat bezpečnostní zprávu elektrárny, kde se zvažují všechny možné události, které by se mohly stát.

* Ale běžný člověk si řekne: Tenkrát v Černobylu také zkoušeli jakýsi fyzikální experiment, a jak to dopadlo?!

Jedna věc je, že jste pořád pod dohledem státního úřadu, a druhá věc je to, čemu my říkáme kultura provozu. To znamená, že operátoři a všichni lidé, kteří na elektrárně pracují, musí zajišťovat vysokou kulturu provozu, lepší označení pro to asi nenajdu. Prostě člověk si musí uvědomovat, že zařízení elektrárny není jednoduché, a proto se k němu musí chovat odpovídajícím způsobem. V Černobylu tehdy selhaly všechny zásady kultury provozu. Do hry vstupovala spousta věcí, dělali experiment a chtěli ho za každou cenu udělat, aby měli prémie, aby splnili závěry sjezdu strany a podobně. Vlastně pošlapali všechny zásady kultury provozu, porušili, co se dalo, a stalo se, co se stalo. A dodnes se vlastně, díky této události, jaderná energetika ve vztahu k veřejnosti potýká s problémy.

* Vyhořelé jaderné palivo je životu nebezpečné desetitisíce let, a proto by i lidé třeba za padesát generací měli mít nějaké ponětí, kde je pod zemí uloženo, a rozumně se k němu chovat. Takový požadavek ale přesahuje jakoukoliv civilizační zkušenost...

Souhlasím s tím, že vyhořelé palivo je v současné době největším problémem jaderné energetiky. Jedna z možností je uložit je pod zem. Materiáloví inženýři jsou dnes schopni říct, i když jako laikové si to nedovedeme představit, že materiál obalového kontejneru je schopný vydržet tisíce let. Ale abych se přiznal, sám se s tím vnitřně nedovedu vyrovnat. Ale už jsou i u nás v republice projekty výzkumu transmutace vyhořelého paliva.

* Znám, transmutace - velká naděje jaderné energetiky.

Spočívá v podstatě v tom, že vezmete dnešní vyhořelé palivo, rozpustíte ho, aby bylo v kapalném stavu, a necháte tu látku proudit transmutačním reaktorem. Za použití urychlovače částic urychlíte protony, jejich nárazem na terčík vzniknou vysoce energetické neutrony, které vyhořelé palivo bombardují, a dochází k tzv. tříštivým reakcím. Při nich se prvky, které mají poločas rozpadu tisíce či desetitisíce let mohou přeměnit na prvky s poločasem rozpadu v řádu desítek let, to znamená na něco, co už si dokážeme všichni představit.

* Vtip prý je v tom, že při transmutaci dochází i ke štěpení, které se dá opět využít k výrobě elektřiny.

Ano, takže takový systém může při svém provozu ještě vyrábět elektrickou energii. Výzkumy jsou už hodně daleko, i když existuje spousta problémů, třeba při chlazení terčíku. Ale například fungování protonového urychlovače už má armáda dávno vyřešené.

* A není to jen velké těšínské jablíčko? Ekologičtí aktivisté jsou k takovým zprávám z vědeckého světa skeptičtí.

Výzkum je už hodně daleko a Česká republika je v této problematice na srovnatelné úrovni s Japonskem, s Amerikou, s Francií. Vědci říkají, že by takový prototyp reaktoru mohli postavit už někdy za patnáct let, já bych ale takový optimista možná nebyl. Ale fakt je, že mezisklad vyhořelého paliva, který máme v Dukovanech, je plánovaný na šedesát let. A to je čas na to, abychom se rozhodli, co s vyhořelým palivem. Jestli ho uložíme a kde a nebo zda postavíme transmutační reaktor. To by podle mě vyrazilo z ruky poslední argument našim zeleným odpůrcům. Osobně souhlasím s tím, že představa ukládání paliva na tisíce let je i pro mě dost složitá.

* Na elektrárně se používal termín vyhořelé palivo a v posledních letech byl nahrazen označením použité palivo.

Ano, protože vyhořelé palivo z Dukovan je i po použití surovinou, může být ještě po přepracování využito v jiných typech reaktorů. Odborníci, kteří se zabývají transmutacemi, říkají, že pro čtyři dukovanské bloky by stačilo postavit jeden transmutační reaktor, který by byl časem schopný zpracovat veškeré naše vyhořelé palivo a současně vyrábět elektřinu.

* Vzniklý odpad by mohl zůstat v dukovanském meziskladu?

Ano, v podobné budově v lokalitě elektrárny, pak by se možná už ani nemusel ukládat pod zem, ale jen třeba na sto, dvě stě či tři sta let uskladnit, což je pro normálního smrtelníka už představitelná doba.

* V poslední době proběhla v obcích na Vysočině referenda o větrných elektrárnách. Jaký je váš názor na obří vrtule za humny vesnic?

Já to vidím dost špatně, už jenom když se podíváte na větrnou mapu naší republiky, kterou zpracovává Ústav fyziky atmosféry. Míst, kde by foukání bylo dostatečné, u nás není mnoho. Jinak fouká vítr na pobřeží Baltského nebo Severního moře. Vysoká investice do vrtulí se u nás nemůže navrátit v dohledné době bez nějaké dotace. A tu zaplatíme my všichni. Stát garantuje výrobcům této elektřiny vyšší výkupní ceny, které se potom nutně promítnou do ceny pro koncové odběratele. Využití větrných elektráren u nás nebude nikdy příliš efektivní. Podstatné také je, že na každou instalovanou větrnou kilowatu musíte instalovat kilowatu v nějakém klasickém zdroji, který zabezpečí při výpadku větrné elektrárny rovnováhu v elektrické síti. Co se stalo v Německu letos v zimě, když mrzlo a nefoukal vítr? Měli problémy, protože mají už poměrně vysoký podíl větrných elektráren, a museli elektřinu dovážet za drahé peníze od nás, aby ten výpadek nahradili. Pak byl ČEZ samozřejmě spokojený, protože prodával za několikanásobně vyšší ceny, než jsou na burze obvyklé.

* Takže ČEZ by měl vlastně maximálně podporovat stavbu větrných elektráren jinde v Evropě. Bude to, díky nestálosti počasí, Dukovanům a Temelínu přinášet obrovské zisky.

Je to paradox, ale letos v zimě tomu tak opravdu bylo.

Zdroj: Deníky Moravia, Arnošt Pacola

zpět na úvodní stránku