Jaderná energetika

1. Jaderná energetika

2. Proč jaderná energetika? • Svět má v současnosti dva hlavní globální problémy: -nerovný přístup k energetickým zdrojům -negativní vliv skleníkových plynů na změny klimatu na Zemi. • Řešením je jaderná energetika: -neprodukuje žádné skleníkové plyny -nejlevnější energetický zdroj. • Světové zásoby dostupných jaderných paliv mohou bez recyklace paliva vystačit na 85 let, s recyklací na 2,5 tisíce let. • Zásoby lithia pro další generaci fúzních reaktorů by vystačily dokonce na 46 milionů let.

3. Řízená štěpná reakce

4. Štěpení jádra uranu • Při ostřelování jádra uranu neutrony nastává jeho rozdělení na dvě přibližně stejné části a dochází k uvolnění velkého množství energie. • Tento rozpad = jaderné štěpení. • Zbytky jádra se od sebe rozletí rychlostí až 10 000 km/s.

5. Štěpná řetězová reakce • 2 – 3 nově uvolňované neutrony po štěpení jádra uranu mohou po svém zpomalení štěpit jádra další. Uvolní se další neutrony a nastává řetězová reakce. • Ke zpomalení neutronů se používá tzv. moderátor – čistá voda. • Nadbytečné neutrony zachycuje absorbátor, např. prvek bór.

6. Jak se v JE Dukovany vyrábí elektřina ?

7. Jaderná elektrárna - okruhy

8. Primární okruh • Jaderný reaktor – řízená štěpná reakce - štěpení uranu U235 • Aktivní zóna = prostor, v němž dochází ke štěpení jader uranu. • Aktivní zóna reaktoru složena z 312 palivových kazet a 37 regulačních kazet. • V kazetě je 126 palivových proutků s tabletami jaderného paliva. • Kolem palivových proutků proudí chladicí voda – odvádí teplo v aktivní zóně. • Energie uvolněná ze štěpícího se jádra se přeměňuje na energii tepelnou.

9. Jaderné palivo • Oxid uraničitý se obohacuje izotopem uranu U235 (2,5 – 5%). • UO2 se lisuje do malých peletek o hmotnosti 5 g. • Peletky se vkládají do hermeticky uzavřených trubek ze zirkoniové slitiny a vytvářejí palivové proutky. • Svazek palivových proutků tvoří palivovou kazetu. • Každá palivová kazeta pracuje v reaktoru 5 let.

10. Palivo

11. Rychlé odstavení reaktoru • Znamená rychlé přerušení štěpné reakce. (bezpečnost) • V případě překročení povolených provozních parametrů nebo technologického stavu primárního nebo sekundárního okruhu se automaticky uvede v činnost 37 regulačních kazet. • Během 12 sekund štěpnou reakci zastaví.

12. Sekundární okruh - vznik elektřiny • Okruh uzavřený s demineralizovanou vodu. • V parogenerátorech se voda sekundárního okruhu vaří a vznikající pára roztáčí turbínu. • Generátor mění mechanickou energii turbíny na energii elektrickou. • Pára je po průchodu turbínou odváděna do kondenzátorů, kde se sráží na vodu, tzv. kondenzát.

13. Kondenzátor • Kondenzátor tvoří systém 32 000 titanových chladicích trubek zajišťuje velký povrch, na němž pára kondenzuje. Uvnitř trubek protéká chladicí voda.

14. Chladicí okruh • V trubkách kondenzátorů se chladicí voda ohřívá na 30°C a v chladicích věžích se její teplo díky proudění vzduchu dostává do atmosféry. • Z jedné věže se odpaří asi 0,3 m3/s. • Ochlazená voda stéká do sběrného bazénu pod věží a odtud je čerpána zpět do kondenzátorů. • Do vzduchu stoupá jen čistá vodní pára.

15. Co s použitým palivem • Použité palivo se skladuje v bazénu po dobu 10 let. • Poté na 40 – 60 let do suchých skladů použitého paliva zde pod stálou kontrolou. • Pak uložení do hlubinného úložiště (Skalka – předpoklad zprovoznění r. 2065). • Možnost přepracování použitého jaderného paliva na nové (vysoké náklady) využívají jen některé země. ČR se podílí jen na výzkumu.

16. Skladování použitého paliva

17. Elektrárna Dukovany - EDU • V provozu od roku 1985. • Z hlediska bezpečnosti patří mezi 1/5 nejlépe provozovaných jaderných elektráren na světě. • Náklady na výstavbu EDU (25 miliard Kč) se už dvakrát zaplatily. • Vyrábí nejlevnější proud v ČR: 1 kWh za 0,60 Kč. • Pokrývá přibližně 20% spotřeby elektřiny v ČR. • Ročně vyrobí více než 14 mld kWh, což by stačilo k pokrytí spotřeby všech domácností v ČR.

18. Elektrárna Temelín • V provozu od roku 2003. • Každý rok ušetří více než 12 mil. tun hnědého uhlí, které by bylo třeba spálit pro výrobu stejného množství elektřiny v uhelných elektrárnách. • Jediná JE na světě, která využívá pouze nehořlavé kabely.

19. Elektrárna Dukovany – EDU a ekologie • Výroba elektřiny, kterou dosud dodala EDU, by v klasické elektrárně spalující severočeské hnědé uhlí obsahující síru znamenala kromě oxidů síry a dusíku hlavně emisi 237 milionů tun skleníkového plynu oxidu uhličitého. • EDU představuje ročně úsporu 190 mil. tun hnědého uhlí, které tak nemuselo být vytěženo a zůstává pro budoucnost.

20. Producenti elektrické energie • V Česku se většina elektrické energie vyrábí v tepelných (66 % v roce 2005), jaderných (30 % v roce 2005) a vodních (3,7 % v roce 2005) elektrárnách. Dominantním výrobcem elektrické energie je akciová společnost ČEZ, která v Česku provozuje 10 uhelných, 2 jaderné, 12 vodních, 1 větrnou a 1 sluneční elektrárnu a vyrábí téměř tři čtvrtiny z celkového objemu výrobu elektřiny v Česku. • Stejně jako v ostatních zemích, i v Česku se vede důležitá diskuse o budoucím směřování energetického průmyslu a o budoucích zdrojích elektrické energie. Ačkoliv se jako nejperspektivnější jeví obnovitelné zdroje, možnosti jejich využití jsou v Česku omezené, v úvahu přicházejí pouze malé vodní elektrárny (velké by vyžadovaly výstavbu přehrad, což je z ekologického pohledu vnímáno velmi negativně), elektrárny spalující biomasu a elektrárny větrné. • Kromě pokusů se spalováním biomasy v klasických tepelných elektrárnách dochází k výstavbě větrných a malých vodních elektráren, jejichž provoz je podporován stanovením minimálních výkupních cen energií. • Vzhledem k omezeným zdrojům uhlí a omezené životnosti stávajících elektráren bude dle názoru energetických společností nutné buď prolomit Územní limity těžby hnědého uhlí v severních Čechách, nebo postavit další jadernou elektrárnu (případně dostavět původně plánované další dva bloky do elektrárny Temelín). (zdroj: Wikipedia)

21. Prohlédni si: Animace – flash model - jak funguje jaderná elektrárna http://www.cez.cz/cs/vyroba-elektriny/jaderna-energetika/interaktivni-model-je-jak-funguje-jaderka.html Zdroj : • ENERGIE Z JIŽNÍ MORAVY • ENERGIE Z JIŽNÍCH ČECH Vydal ČEZ, a.s., Inform. centrum