Jaderné elektrárny již pouze při svém vyslovení vzbuzují zvláštní a negativní emoce, což ale většinou plyne právě z neznalosti, jak takové elektrárny fungují třeba v porovnání s jinými druhy elektráren.

Jaderné elektrárny představují jednoznačně nejefektivnější způsob výroby elektrické energie a jejich provoz je v porovnání s jinými elektrárnami považován za ekologický. Nabízí se srovnání s klasickou elektrárnou na fosilní paliva – tyto elektrárny produkují vysoké množství odpadu a vypouštějí do ovzduší škodlivý oxid uhličitý, který samozřejmě přispívá ke skleníkovému efektu.

Po celém světě dohromady napočítáme okolo 400 jaderných elektráren. Nejvíce jich najdeme ve FranciiJaponsku a USA. V České republice zajišťuje jaderná elektrárna Temelín a Dukovany přibližně třetinu veškeré produkce elektřiny. Jak můžete vidět, jedná se sice o jadernou energii, ale využitou ve správném směru. Třetinu celkové produkce obstarají pouze dvě jaderné elektrárny. Tento poměr nemůže zaručit žádná jiná továrna na elektrickou energii.

Princip fungování jaderné elektrárny

Pokud si vezmeme kteroukoliv elektrárnu, vždy nám vzniká elektřina až v generátoru, který je poháněn otáčející se turbínou. Je to princip, který je starý několik desítek let, ale stále se jedná o princip, který svou efektivností a funkčností nelze zatím ničím jiným nahradit.

V případě vodních nebo větrných elektráren turbínu roztáčí přímo energie vody nebo větru. U tepelných elektráren je to pára. V jaderných elektrárnách pára vzniká díky teplu vytvořeném jadernou reakcí, kdy se štěpí jádra radioaktivních prvků.

Jak probíhá řízená štěpná reakce?

Princip si ukážeme na praktickém příkladu z jaderné elektrárny. K jaderné reakci dochází v reaktoru. Reaktor je veliká kovová nádoba v reaktorové hale, která je hermeticky umístěna v uzavřeném boxu z betonu. Do ní se strká palivo ve formě tyčí, koulí nebo kazet z uranu či plutonia, které se ponoří do tzv. moderátoru, čímž nejčastěji bývá demineralizovaná voda nebo grafit.

Celá řízená štěpná reakce začíná dopadem neutronu do jádra radioaktivního prvku. To se následně rozkmitá a rozdělí na dva či více odštěpků, které se od sebe začnou velkou rychlostí vzdalovat. Při jejich srážkách s dalšími atomy se uvolňuje obrovské množství tepelné energie, která se využívá pro výrobu páry.

Při procesu rozštěpení jádra uranu nebo plutonia vznikají dva až tři neutrony, jejichž veliká rychlost je následnými srážkami s moderátorem snížena na hodnotu potřebnou k vyvolání další štěpné reakce. Díky řídícím tyčím z boruhafnia nebo kadmia je celý tento proces regulován. Největší problém by mohl vzniknout při stavu neřízeného štěpení. Pro tento případ jsou jaderné elektrárny vybaveny bezpečnostními tyčemi, které mají vysokou koncentraci materiálu pohlcující neutrony.

Co považujeme za hlavní výhody jaderné energie?

Jak už jsme zmínili, ve srovnání jaderné elektrárny s elektrárnou na fosilní paliva je jaderná elektrárna jasně v plusu, protože po ní nezůstává tak obrovské množství odpadu a zároveň neprodukuje skleníkové plyny. Pro srovnání např. Temelín spotřebuje ročně méně než 100 tun uranového paliva, z čehož zůstanou přibližně 3 tuny pevného odpadu. U uhelné elektrárny se stejným výkonem za rok spotřebuje více než 100 000 000 tun fosilního paliva (nejčastěji ropa, uhlí nebo zemní plyn) a vyprodukuje přes 3 000 000 tun popele.

Mezi další výhody jaderných elektráren můžeme začadit třeba relativní stabilitu vyrobené energie a oproti jiným, plus také nízké provozní náklady.

Zde najdete video, které popisuje detailní fungování jaderné elektrárny.

Jaká jsou rizika jaderných elektráren?

Relativně nízké provozní náklady jsou vykoupené mimořádně vysokými prvotními náklady na výstavbu a jejich další prodlužování životnosti nebo likvidaci nebezpečného jaderného odpadu. Veškeré jaderné elektrárny mají velice striktní požadavky na bezpečnost provozu a ochranu elektráren před možnými přírodními katastrofami.

Ačkoliv můžeme považovat jadernou energii za ekologickou nejedná se o znovu použitelný zdroj energie. Přírodní zdroje radioaktivního paliva jsou omezená stejně jako uhlí. Podle nynějších odhadů nám vystačí přibližně na 300 let. Do ČR se navíc uranová ruda musí dovážet z USA, kde probíhá její těžba.

To, co je ale nejtěžší otázkou na zodpovězení, je konečná likvidace radioaktivního jaderného odpadu. Vyhořelé palivo se ukládá na několik desítek let do meziskladu a počítá se s tím, že následně bude uskladněno v bezpečném hlubinném úložišti. Zároveň se také řeší, zdali by nebylo možné tento využitý jaderný odpad znovu využít v nějakém jiném typu elektrárny.

I přes tato negativa vidíme v momentální situaci energetiky jaderné elektrárny v pozitivním pohledu co se výroby elektrické energie týče. Samozřejmostí je, že bychom rádi v budoucnu viděli i tyto elektrárny jako minulost.

Bonus

Pokud by vás zajímalo, jak to vypadá v té největší jaderné elektrárně na světě, mrkněte na tento 40 minutový dokument od National Geographic zde.

Zdroje:

Wikipedia 1

Wikipedia 2

Wikipedia 3

Svetenergie.cz