Page 1
Jakaacute je budoucnost jaderneacute energetiky Vladimiacuter Wagner
Uacutestav jaderneacute fyziky AV ČR energetickaacute komise AV ČR
1) Uacutevod
2) Jak reaktor funguje
3) Současnost ndash přechod k III generaci
4) Maleacute modulaacuterniacute reaktory
5) Budoucnost ndash reaktory IV generace
6) Reaktorem řiacutezeneacute transmutory
7) Jadernaacute fuacuteze
8) Zaacutevěr
Sodiacutekovyacute reaktor BN-800 je předstupeň reaktoru IV generaceNovovoroněž 6 je prvniacute reaktor III+ generace
Vysokoteplotniacute reaktory HTR-PM ndash cesta k SMR
Uacutevod
Jadernaacute energetika dodaacutevaacute zhruba 105 elektřiny v Evropě okolo 25
Podiacutel na niacutezkoemisniacutech zdrojiacutech Evropa okolo 50 USA okolo 60 Česko okolo 75
Uacutespěchy jaderneacute energetiky
1) Ukaacutezala možnost uacutespěšneacuteho přechodu k niacutezkoemisniacute energetice (Francie Šveacutedsko
Švyacutecarsko Ontario hellip)
2) Reaacutelně jde o nejbezpečnějšiacute zdroj (na statistiky obětiacute a škod na vyrobenou MWh)
3) Reaacutelnaacute životnost 50 i viacutece let
Probleacutemy jaderneacute energetiky
1) V povědomiacute společnosti
zmiacuteněneacute uacutespěchy nerezonujiacute
2) Probleacutem s přechodem na
modulaacuterniacute a seacuteriovou vyacutestavbu
3) Vysokeacute počaacutetečniacute investičniacute
naacuteklady
4) Citlivost na stabilitu podpory
jaderneacute energetiky Emisi oxidu uhličiteacuteho lze průběžně sledovat na straacutenkaacutech
na straacutenkaacutech httpselectricitymaptmrowco
Emise škodlivin a CO2
1) Přiacuterůstek oxidu uhličiteacuteho a jeho průmyslovyacute původ je potvrzen kvalitniacutem
měřeniacutem velikost jeho dopadů na klima je staacutele otevřenou otaacutezkou
2) Zdravotniacute a ekologickeacute dopady emisiacute dalšiacutech škodlivin jsou takeacute prokaacutezaacuteny
3) Uacutestup od uhliacute a ropy snižuje i množstviacute zdravotně zaacutevadnyacutech škodlivin
4) Škodliviny produkuje i spalovaacuteniacute biomasy
5) Spalovaacuteniacute plynu minimum škodlivin ale CO2 sniacuteženo jen na zhruba polovinu
6) Efektivniacute a racionaacutelniacute zavaacuteděniacute niacutezkoemisniacutech zdrojů maacute smysl
Enormniacute znečištěniacute čiacutenskyacutech měst Měřeniacute CO2 a 14C v UacuteJF AV ČR
Jaderneacute zdroje - současnost
Tři zaacutekladniacute teacutemata
1) Přechod k reaktorům III generace
2) Zavedeniacute Malyacutech modulaacuterniacutech reaktorů
3) Vyacutevoj reaktorů IV generace
Malyacute modulaacuterniacute reaktor
HTR-PM v Čiacuteně
Instalovanyacute vyacutekon 393 GWe (začaacutetek roku 2018)
Rozestavěno 616 GWe
Reaktor EPR (Olkiluoto 3) Rychlyacute reaktor chlazenyacute sodiacutekem BN-800 ndashBělojarsk 3
Renesance v Čiacuteně stagnace v Evropě a USA
USA a Evropa ndash prodlužovaacuteniacute životnosti bloků
Klasickeacute jaderneacute reaktory
Štěpnaacute reakce - štěpeniacute jaacutedra samovolneacute nebo po ziacuteskaacuteniacute energie
- obvykle se dodaacute energie zaacutechytem neutronu
- doprovaacutezena vznikem neutronů s energiemi v
oblasti jednotek MeV ( 2 - 3 neutrony na štěpeniacute)
(čaacutest hned ndash čaacutest zpožděnaacute)
Řetězovaacute štěpnaacute reakce Štěpeniacute nuklidů 235U 239Pu 233U
zaacutechytem neutronu 235U + n rarr 236U 85 - štěpeniacute
15 - emise fotonu
Instalace reaktoroveacute naacutedoby prvniacuteho bloku
noveacute elektraacuterny Shin Hanul (Jižniacute Korea)
Velmi vysokeacute hodnoty uacutečinnyacutech průřezů zaacutechytu neutronů
pro maleacute energie neutronů (10-2 eV)
Nutnost zpomalovaacuteniacute neutronů - moderaacutetor
Štěpeniacute - vznik štěpnyacutech produktů
Zaacutechyt emise fotonu rozpad beta - vznik transuranů
Multiplikačniacute faktor k - počet neutronů naacutesledujiacuteciacute generace
neutronů produkovanyacutech na jeden neutron předchoziacute generace
k lt 1 podkritickyacute systeacutem
k = 1 kritickyacute systeacutem
k gt 1 nadkritickyacute systeacutem
Palivo
1) přiacuterodniacute uran - složen z 238U a jen 072 235U
2) obohacenyacute uran - zvyacutešeniacute obsahu 235U na 3-4
(klasickeacute reaktory ndash i přiacuterodniacute ndash
moderace těžkou vodou - CANDU)
Manipulace s palivem (Fangjiashan 1) Vnitřek reaktoru ndash instalace Sanmen I
Principiaacutelniacute scheacutema reaktoruDůležityacute odvod tepla (voda)
většinou ve formě UO2
Dukovany ndash reaktorovyacute saacutel
T12(238U) = 451109 r T12(
235U) = 713 108 r
Regulačniacute kompenzačniacute
a bezpečnostniacute tyče
Ovlaacutedaacuteniacute
Chlazeniacute
Moderaacutetor voda grafit
V uacutenoru 2018 (podle World Nuclear Association)
445 energetickyacutech reaktorů s vyacutekonem 396 GWe
(28 z nich je v Japonsku dočasně odstavenyacutech)
staviacute se 57 s vyacutekonem 62 GWe
plaacutenovaneacute 132 s vyacutekonem 131 GWe
produkce teacuteměř 11 elektřiny
celkovaacute provozniacute zkušenost gt 25 000 reaktorroků
Tlakovodniacute a varnyacute reaktor systeacutem předaacutevaacuteniacute tepla turbiacuteně kteraacute vyraacutebiacute elektřinu
Jadernaacute elektraacuternaYonggwang v Jižniacute Koreji
Tlakovodniacute reaktor Varnyacute reaktor
Po roce 2011 dopad Fukušimy I 38 japonskyacutech
rektorů je vypnuto
Podiacutel jaacutedra na produkci elektřiny něco pod 11
Rok 2017 ndash 2519 TWh 103
Rychleacute (množiveacute) reaktory
Nemoderovaneacute neutrony rarr menšiacute pravděpodobnost reakciacute rarr většiacute intenzita neutronů
rarr většiacute počet štěpeniacute rarr nutnost vysokeacuteho obohaceniacute uranu 20 - 50 235U (ekvivalentně 239Pu)
Produkce 239Pu 238U + n rarr 239U(β-) + γ rarr 239Ne (β-)rarr239Pu rarr produkce paliva
Z 239Pu viacutece neutronů (3 na jedno štěpeniacute) rarr produkce viacutece plutonia než se spotřebuje (plodivaacute zoacutena)
Efektivnějšiacute využitiacute paliva ndash menšiacute citlivost na složeniacute paliva spalovaacuteniacute transuranů
Vysokeacute obohaceniacute rarr vysokaacute produkce tepla rarr nutnost
vyacutekonneacuteho chlazeniacute rarr roztavenyacute sodiacutek (teplota 550 oC)
roztaveneacute olovo
Doba života generace rychlyacutech neutronů velmi kraacutetkaacute rarr
většiacute role zpožděnyacutech neutronů při regulaci
Čiacutenskyacute reaktor CEFR
s vyacutekonem 20 MWe v
spuštěnyacute v roce 2014
BN600 Bělojarskaacute
jadernaacute elektraacuterna
v Rusku
Rychlyacute reaktor BN800
Bělojarskaacute elektraacuterna
Spuštěn 2014
Různeacute generace jadernyacutech reaktorů
Využiacutevaacuteniacute jaderneacute energie od padesaacutetyacutech let
Komerčniacute reaktory od šedesaacutetyacutech sedmdesaacutetyacutech let
osmdesaacutetaacute a devadesaacutetaacute leacuteta - staacutele efektivnějšiacute a bezpečnějšiacute
Začaacutetek tohoto stoletiacute ndash novaacute III generace ndash evolučniacute vyacutevoj - efektivniacute bezpečneacute
(kontejnment pasivniacute bezpečnostniacute prvky) dlouhodobaacute životnost
Současneacute reaktory
Až na vyacutejimku generace II Spolehlivaacute funkce staacutele efektivnějšiacute využitiacute
Prodlužovaacuteniacute životnosti (přes 40 let) zkracovaacuteniacute přestaacutevek optimalizace
vyacutekonu (dukovanskeacute reaktory dřiacuteve 440 MWe nyniacute teacuteměř 500 MWe)
Dva dokončeneacute bloky 1 a 2 jaderneacute elektraacuterny
Cernavoda v Rumunsku (reaktor CANDU)
Transport českeacute reaktoroveacute naacutedoby pro
dostavbu Mochovců(reaktory VVER 440)
V USA vyacutekon jaderneacute energetiky rostl i když se noveacute reaktory nestavěly
Podiacutel jaderneacute energie v některyacutech staacutetech velkyacute (Francie až 71 )
V současnosti boom vyacutestavby v rozviacutejejiacuteciacutech se zemiacutech Asie
V Evropě se dostavujiacute nedokončeneacute reaktory ndash noveacute budou už III generace
Instalace reaktoroveacute naacutedoby bloku Rostov 3 (VVER 1000) Bloky VVER1000 Kudankullam Indie
Bloky elektraacuterny Fang-čcheng-kang 1 a 2
Přechod od generace II
ke generaci III
Hlavně v Čiacuteně se dokončuje řada
bloků II generace
Evoluciacute přechod ke generaci III
U dokončovanyacutech bloků II generace
řada prvků III generace
Reaktory III a III+ generace
1) Současnaacute doba ndash přechod k reaktorům III generace
2) Zvyacutešenaacute bezpečnost ndash odolnějšiacute kontejnment efektivniacute chlazeniacute pasivniacute prvky
bazeacuten pro chlazeniacute kontejnmentu rekombinace vodiacuteku lapač aktivniacute zoacuteny
3) Modulaacuterniacute a seacuteriovaacute produkce komponent ndash efektivnějšiacute a levnějšiacute (je třeba ověřit)
4) Snadnějšiacute efektivnějšiacute a levnějšiacute provoz (prvniacute reaktory zatiacutem jen kraacutetce v
provozu)
5) Životnost přesahujiacuteciacute 60 let
6) Využiacutevaacuteniacute paliva typu MOX (efektivnějšiacute využitiacute uranu)
7) Rozsaacutehleacute možnosti regulace
Reaktorovaacute naacutedoba VVER1200 (Ostrovec) Vizualizace elektraacuterny Hinkley Point C
Zvyacutešeniacute bezpečnosti
Lapač aktivniacute zoacuteny bloku VVER1200
(elektraacuterna Ostrovec Bělorusko)
1) Pasivniacute chlazeniacute v přiacutepadě havaacuterie
2) Přirozenaacute cirkulace vzduchu přes tepelneacute vyacuteměniacuteky
3) Dvojityacute kontejnment
4) Vodniacute bazeacuten k ochlazovaacuteniacute kontejnmentu
5) Rychleacute vstřikovaacuteniacute kyseliny boriteacute
6) Zařiacutezeniacute pro rekombinaci vodiacuteku
7) Lapač aktivniacute zoacuteny (Lapač koria)
Vnějšiacute vzhled kontejnmentu VVER1000
elektraacuterna Kudankullam (bliacutežiacute se III generaci
Vnějšiacute vzhled kontejnmentu AP1000
Rok 2018 ndash průlom u bloků III generace
Spouštiacute se šest novyacutech reaktorů III generace přičemž uacuteplně prvniacute typu AP1000 a EPR
EPR ndash Tchaj-šan
AP1000 ndash San-men
VVER1200 - Novovoroněž
Barakah 1
Ktereacute bloky jsou k dispozici
ABWR ndash varnyacute reaktor vybudovanyacute v Japonsku a na Tchaj-wanu
nyniacute odstaveneacute (III )
AP 1000 ndash již tři běžiacute v Čině Westinghouse maacute velkeacute probleacutemy
nechce se už podiacutelet na samotneacute vyacutestavbě negativniacute zkušenosti z
USA (III+)
EPR ndash jeden běžiacute v Čiacuteně (Finsko Francie bude v roce 2019)
probleacutemy při stavbě uvidiacuteme zkušenosti z Velkeacute Britaacutenie přiacuteliš
velkyacute vyacutekon až 1700 MW (III+)
APR1400 ndash běžiacute v Jižniacute Koreji dokončuje se v SAE pozitivniacute
reference v domovskaacute země odstupuje od jaacutedra (III)
Hualong One ndash zatiacutem neběžiacute (prvniacute 2019) dobreacute zkušenosti z
kontinuaacutelniacute vyacutestavby reaktorů v Čiacuteně (III+)
VVER1200 ndash běžiacute v Rusku dokončuje se v Bělorusku stavba ve
Finsku Maďarsku Turecku Bangladeši Kontinuaacutelniacute stavba a
evoluce reaktorů Intenzivniacute zapojeniacute českyacutech firem (III+)
Fungujiacuteciacute a ve vyacutestavbě
Dalšiacute projekty ESBWR ATMEA1 pokročileacute typy CANDU
Je třeba alespoň některeacute z modelů začiacutet stavět hromadně v seacuterii ndash nejbliacuteže k tomu maacute
VVER1200 přiacutepadně čiacutenskeacute modely (důležitaacute kontinuita budovaacuteniacute bloků)
Důležiteacute je jak se jednotliveacute modely osvědčiacute v provozu důraz na bezpečnost a ekonomiku
Nelze přeskočit hned k malyacutem modulaacuterniacutem reaktorům IV generaci nebo fuacutezi nutnost
kontinuity a firem se zkušenostiacute v oboru
Nutnost nahrazeniacute staacuternouciacute flotily v Evropě a USA a pokrytiacute rostouciacutech potřeb v
rozvojovyacutech zemiacutech (Indie Čiacutena Turecko hellip)
Novovoroněžskaacute 6 a 7 ndash prvniacute fungujiacuteciacute bloky III+ generace
Maleacute modulaacuterniacute reaktory
1) Zaacutesadniacute probleacutem ndash vysokeacute počaacutetečniacute investice jen velmi velkyacute zdroj
2) Řešeniacute ndash maleacute modulaacuterniacute reaktory (vyacutekon menšiacute než 300 MWe 500 MWe)
3) Umožňujiacute a) Postavit velkou elektraacuternu postupně
b) Postavit malyacute blok třeba pro teplaacuterenskeacute uacutečely
4) Možneacute varianty a) Založeneacute na klasickeacutem zaacutekladě
b) Maleacute modulaacuterniacute reaktory IV generace
c) bdquoBaterieldquo s dlouhou periodou vyacuteměny paliva
5) Zatiacutem spiacuteše exotika pro specifickeacute uacutečely (reaacutelneacute modely zatiacutem v projektech)
Plovouciacute elektraacuterna Akademik Lomonosov Architektonickaacute vize kompaktniacute bdquobaterieldquo StarCore Nuclear
Současnyacute stav ndash otaacutezka budoucnosti otevřenaacute
Dokončovanyacute KLT-40S (Rusko) ndash tlakovodniacute 35 MWe plovouciacute elektraacuterna Akademik
Lomonsov nahrazuje dosluhujiacuteciacute Bilibinskou elektraacuternu (4 bloky s 11 MWe)
(klasickyacute model ndash podobně i lodniacute reaktory RITM-200 s 50 MWe)
Zahaacutejenyacute ACPR50S (Čiacutena) ndash 60 MWe
Plovouciacute i pozemniacute elektraacuterny (ACPR100)
Plovouciacute elektraacuterna Akademik Lomonosov
nahradiacute Bilibinskou elektraacuternu
Představa budouciacute čiacutenskeacute plovouciacute jaderneacute
elektraacuterny
Dokončovanyacute HTR-PM ndash vysokoteplotniacute reaktor chlazenyacute plynem dva bloky s jednou
turbiacutenou 210 MWe
Pokročilyacute
Rozpracovaneacute projekty (cesta do budoucnosti)
Tlakovodniacute - VBER-300 (Rusko) SMR-160 (USA)
Integraacutelniacute tlakovodniacute ndash NuScale (USA) ACP100 (Čiacutena) SMART (Jižniacute Korea)
Sodiacutekovyacute rychlyacute ndash PRISM ARC-100
Integraacutelniacute tekuteacute soli ndash Integral MSR (Kanada)
Chlazenyacute olovem ndash BREAST (Rusko)
Chlazenyacute bismutem a olovem ndash SVBR100 (Rusko)
Scheacutema elektraacuterny
Terrestrial Energy
Kanada
Kritickeacute ndash dokončeniacute
prototypu a seacuteriovaacute vyacuteroba
Vyacuteroba paliva pro bloky HTR-PM
Jak jsme na tom s palivem
Znaacutemeacute zaacutesoby 55 milionů tun (130 $kg)
Austraacutelie 23 Kazachstaacuten 15 Rusko 10 Kanada 8
Uraninit jeden z typů uranoveacute rudy
Zaacutesoby uranu maacute i Česko
Důl Rožnaacute v Dolniacute RožiacutenceKanada je největšiacutem producentem uranu
Lepšiacute prospekciacute až řaacutedoveacute zvyacutešeniacute zaacutesob
Současnaacute potřeba ndash 65 014 tun
Těžba 1) Podzemniacute
2) Povrchovaacute
3) Louženiacutem (29)
4) Vedlejšiacute produkt (10)
(i obsahy uranu 0025 a meacuteně)
5) Zpracovaacuteniacute elektraacuterenskeacuteho popiacutelku
Těžba v roce 2013
(59 678 t)
Kazachstaacuten 22567 t
Kanada 9332 t
Austraacutelie 6350 t
Niger 4528 t
Rusko 3135 t
(61)
Spotřeba 1000 MW ndash 200 tun přiacuterodniacuteho uranu ročně
Svět ndash 430 000 MW ndash 65 000 tun ročně (při takoveacute spotřebě znaacutemeacute zaacutesoby pro
cenu 130 $ na 85 let) ndash cena byla už i 300 $ - odhad zaacutesob o řaacuted až dva většiacute
Těžba v Česku 225 tun (2015) v principu zaacutesoby až 109 000 t (při ceně 300 $)
Zbrojniacute uran a plutonium ndash ekvivalent 545 000 tun přiacuterodniacuteho uranu
Využitiacute uranu 238 ndash přiacuterodniacute uran 07 uranu 235 rarr viacutece než 100kraacutet viacutece paliva
Přepracovaacuteniacute vyhořeleacuteho paliva ndash MOX ndash efektivnějšiacute využitiacute
Spolehlivě zhruba na stoletiacute i při zvyacutešeniacute produkce několikanaacutesobně
Možnost i při vysokeacutem zvyacutešeniacute využitiacute jaacutedra na tisiacuteciletiacute
Zpracovatelskyacute zaacutevod dolu Beverley (Austraacutelie)
Thoriovyacute cyklus (vyacutehoda ndash nevznikajiacute transurany)
232Th T12 = 14051010 let rarr je ho ještě viacutece než uranu 238
232Th + n rarr 233Th(β-) + γ rarr 233Pa(β-) + γ rarr 233U
vyacuteskyt v monazitu
Austraacutelie 452 000 tun
USA 400 000 tun
Turecko 344 000 tun
Indie 319 000 tun
Celkově 2 400 000 tun
Produkce štěpneacuteho materiaacutelu
možnost zajištěniacute jaderneacute energetiky na tisiacuteciletiacute
Velkeacute zaacutesoby thoria maacute opět Austraacutelie a takeacute Indie
Pozor znaacutemeacute zaacutesoby
Znalosti velmi sporeacute
Množstviacute určitě řaacutedově podceněneacute
Reaktory IV generace
Proč je potřebujeme
1) Zvyacutešeniacute efektivity využitiacute uranu a thoria (zaacutesoby paliva na mnoho tisiacuteciletiacute) ndash rychleacute
reaktory
2) Sniacuteženiacute objemu a nebezpečnosti radioaktivniacuteho odpadu (uzavřeniacute palivoveacuteho cyklu) ndash
exotickeacute typy s tekutyacutem palivem a průběžnou separaciacute
3) Zvyacutešeniacute efektivity produkce elektřiny a tepla pro průmysl (vysokoteplotniacute reaktory
pro průmysl i produkci vodiacuteku)
4) Uacuteplně noveacute koncepty někdy značně exotickeacute ndash šest třiacuted konceptů
Sodiacutekem chlazenyacute reaktor BN800
Sodiacutekem chlazenyacute reaktor ndash rychlyacute reaktor uacutespěšneacute komerčniacute bloky BN600 a BN800
v Rusku prototyp CEFR (Čiacutena) dokončovanyacute blok Kalpakkam 500 MWe (Indie)
evropskyacute hlavně francouzskyacute projekt ASTRID
Olovem chlazenyacute reaktor ndash rychlyacute reaktor chla-
zenyacute tekutyacutem kovem zkušenosti na ponorkaacutech
BREST-300 ndash prototypovyacute reaktor (Rusko)
Palivovyacute soubor a staveniště reaktoru BREST 300
Sodiacutekovyacute reaktor Kalpakkam (Indie)
Ruskaacute ponorka s olovem chlazenyacutem reaktorem
Vysokoteplotniacute plynem chlazenyacute reaktor ndash chlazenyacute
heacuteliem (přiacutepadně jinyacutem plynem) moderovanyacute
grafitem vysokyacute stupeň vyhořeniacute paliva pasivniacute
bezpečnost dokončovanyacute reaktor s palivem v
podobě kouliacute v Čiacuteně ndash HTR-PM spolupraacutece se
Saudskou Araacutebiiacute
Reaktor chlazenyacute superkritickou vodou ndash nadkritickeacute
bloky s klasickou moderaciacute velmi vysokaacute efektivita
konverze tepla na elektřinu Smyčka se
superkritickou vodou v UacuteJV
Reaktory využiacutevajiacuteciacute tekuteacute soli ndash využitiacute fluoroveacute
soliacute s lithiem tekuteacute palivo ndash nejinovativnějšiacute
princip různeacute typy moderace (energetickeacuteho
spektra) Vhodnyacute pro konverzi thoria 232 na uran
233 Nejdaacutele v Čiacuteně Zapojeniacute CVŘ a UacuteJV
Rychlyacute reaktor chlazenyacute plynem ndash chlazeniacute heliem
nemoderovanyacute evropskyacute projekt ALLEGRO
uacutevahy o jeho vyacutestavbě ve Středniacute Evropě heliovaacute
smyčka v UacuteJV as Řež
Kuloveacute palivo pro reaktor HTR-PM v Čiacuteně
Instalace reaktoru HTR-PM v Čiacuteně
Scheacutema projektu reaktoru Allegro
Prvniacute dokončovaneacute uacuteložiště vyhořeleacuteho paliva
Onkalo
Finsko ndash bliacutezko elektraacuterny
Olkiluoto
Žulovyacute masiacutev ndash umiacutestěniacute
500 m pod povrchem
2004 ndash začaacutetek ražby
2015 ndash licence pro vyacutestavbu
2020 ndash dokončeniacute 1etapy
2024 ndash začaacutetek uklaacutedaacuteniacute
Recyklace ndash palivo MOX
Využitiacute uranu a plutonia z vyhořeleacuteho
paliva
Přepracovaciacute zaacutevod ndash separace uranu a
plutonia
Přepracovaacuteniacute a produkci MOX ndash
Francie Velkaacute Britaacutenie Rusko
Sniacuteženiacute potřeby čerstveacuteho uranu a
zmenšeniacute objemu odpadu
Radionuklidoveacute zdroje pro vesmiacuter ndash chybiacute plutonium 238
Miacutesto 238Pu použiacutet 241Am z jaderneacuteho odpadu
plutonium 238 americium 241
poločas rozpadu 87 7 let 432 let
Nejintenzivnějšiacute gama 004 36
Energie gama 43 keV 60 keV
Energie rozpadu 56 MeV 56 MeV
Hustota energie 054 kWkg 0105 kWkg
Možnost ziacuteskat chemickou separaciacute z vyhořeleacuteho paliva (staryacutech zaacutesob plutonia)
Vyacutehody Možnost ziacuteskaacuteniacute bez speciaacutelniacuteho ozařovaacuteniacute ve speciaacutelniacutem reaktoru
Pomalejšiacute pokles vyacutekonu
Nevyacutehody Teacuteměř 5kraacutet vyššiacute potřebnaacute hmotnost ( 5kraacutet nižšiacute aktivita)
Vyacuteraznějšiacute aktivita gama ndash nutnost řešit stiacuteněniacute před touto radiaciacute
Ziacuteskaacutevaacuteniacute americia 241
Chemickaacute
separace
americia
Čisteacute plutonium americium pro vesmiacuter
Přepracovaacuteniacute
paliva
Separovaneacute plutonium
Čas uloženiacute
Z plutoniiacute jedině 241Pu se rozpadaacute beta rozpadem při rozpadu směsi plutoniiacute
tak vznikaacute pouze izotop americia 241Am (241Pu rarr 241Am T12 = 14 let)
241Pu rarr 241Am
Urychlovačem řiacutezeneacute transmutory
Z čeho se sklaacutedaacute
1) Urychlovač protonů - energie 100 - 1000 MeV
2) Terč - olovo wolfram hellip
3) Naacutedoba obsahujiacuteciacute systeacutem jaderneacuteho odpadu moderaacutetoru
Nutnost separace stabilniacutech a kraacutetkodobyacutech izotopů
Zaacutekladniacute vlastnosti
1) Využiacutevaacute třiacuteštivyacutech reakciacute
2) Velmi vysokaacute hustota neutronů rarr efektivniacute transmutace
3) Podkritickyacute režim provozu
4) Produkce neutronů ve velmi širokeacutem rozmeziacute energiiacute
Scheacutema koncepce urychlovačem řiacutezeneacuteho jaderneacuteho transmutoru
Praacutece na analyacuteze terče Megapie
v horkyacutech komoraacutech v PSI
Olověnyacute terč při testech v laboratoři CERN
Termojadernaacute elektraacuterna
Tokamak ITER ndash prvniacute fuacutezniacute reaktor vyacutekon 500 MW 10kraacutet vyššiacute než vklad demonstruje
chovaacuteniacute plazmy u elektraacuterny fuacutezniacute reakce deuteria a tritia testy s produkciacute tritia
Tokamak ITER ndash produkce 10kraacutet viacutece energie
DEMO ndash prvniacute prototyp fuacutezniacute elektraacuterny ndash i s turbiacutenou a produkciacute paliva (tritia) z lithia
Současnyacute časovyacute plaacuten Sestavovaacuteniacute a instalace zařiacutezeniacute 2018 ndash 2025
prvniacute plazma ndash 2025 přechod na studium fuacutezniacutech reakciacute d+t -2035
Na zaacutekladě vyacutesledků vyacutezkumů za pomociacute ITER (i jeho budovaacuteniacute) přechod k reaacutelneacute
elektraacuterně
Jineacute cesty ndash stelaraacutetor inerciaacutelniacute udrženiacute NIF (USA) ndash zatiacutem daleko za tokamaky
Jakeacute možnosti jaacutedro poskytuje
Efektivniacute většiacute zdroj energie minimaacutelně (chlazeniacute) zaacutevislyacute na miacutestniacutech podmiacutenkaacutech
staacutelyacute stabilniacute vyacutekon rarr vhodneacute zaacutekladniacute většiacute zdroje
Česko ndash Dukovany (4 500 MW) a Temeliacuten (2 1000 MW) ndash celkem 4000 MW (36 )
uacutevaha ndash 2 bloky Temeliacuten a 2 Dukovany ( ~ 5000 MW) ndash 60 elektrickeacute energie
Slovensko - Jaslovskeacute Bohunice (2 bloky 440 MW) a Mochovce (2 bloky 440 MW) - 50
dokončovaacuteny ndash 2 bloky Mochovce (440 MW) 1 blok Jaslovskeacute Bohunice (~ 1500 MW)
V budoucnu i dalšiacute elektraacuterny ndash podiacutel na elektřině 70 ndash 80 většiacute podiacutel u tepla vodiacutek
U elektřiny by tak podiacutel mohl byacutet až 70 ndash 80 (nemaacute smysl byacutet většiacute)
Většiacute využitiacute v dopravě v přiacutepadě přechodu na
elektromobily a vodiacutekoveacute hospodaacuteřstviacute
Nahrazeniacute hlavně uhelnyacutech elektraacuteren ndash sniacuteženiacute produkce CO2
Teplaacuterny ndash přechod na menšiacute kompaktniacute zdroje
Možnost kompaktniacutech malyacutech zdrojů kde by se
neměnilo palivo ale celaacute elektraacuterna
Nutnost vhodneacute kombinace a doplňovaacuteniacute s dalšiacutemi
zdroji a uacutesporami
Jadernaacute energetika neniacute samospasitelnaacute ale může byacutet vyacuteznamnyacutem zdrojem energie
Budovanyacute
plovouciacute reaktor
(70 MWe)
EPR reaktor
Některeacute možneacute energetickeacute sceacutenaacuteře
Sceacutenaacuteř 1 Superniacutezkoemisniacute ndash postaveniacute většiacuteho počtu jadernyacutech bloků intenzivniacute
budovaacuteniacute obnovitelnyacutech zdrojů uacuteložiště energie hellip
Česko by zaacutesadně přispělo ke sniacuteženiacute emisiacute
Dnes už velmi nepravděpodobnyacute
Sceacutenaacuteř 3 Druheacute Bavorsko ndash postupnyacute uacutebytek vyacutekonu v jadernyacutech a uhelnyacutech zdrojiacutech
spoleacutehaacuteniacute na větrneacute zdroje na severu Německa a plynoveacute
zdroje regulujiacuteciacute siacuteť u naacutes i v Německu
Situace v Bavorsku ukaacuteže k čemu sceacutenaacuteř vede
Sceacutenaacuteř pravděpodobnyacute v přiacutepadě pokračovaacuteniacute současneacute
nečinnosti
Sceacutenaacuteř 4 Vyacutepadek Dukovan už v roce 2025 ndash třeba tlakem Rakouska a Německa ndash spolu
s odstavenyacutemi uhelnyacutemi bloky ztraacuteta přes 6 GW vyacutekonu
V přiacutepadě nečinnosti a cestě k Bavorskeacutemu sceacutenaacuteři povede
k velkyacutem naacuterokům na regulaci a import elektřiny
Sceacutenaacuteř 2 ASEK ndash poměrně širokeacute rozmeziacute umožňujiacuteciacute optimalizaci podle podmiacutenek
nutnost vyacutestavby jadernyacutech bloků a uacutespěšnyacute rozvoj
obnovitelnyacutech zdrojů a uklaacutedaacuteniacute energie
Je třeba naleacutezt optimum a ve všech sceacutenaacuteřiacutech zajistit bezpečneacute fungovaacuteniacute našeho
energetickeacute ndash vyacutezva pro všechny souvisejiacuteciacute obory
Zaacutevěr1) Jadernaacute energetika prokaacutezala možnost velice efektivniacuteho přechodu k niacutezkoemisniacute
elektroenergetice (Francie Šveacutedsko Ontario hellip)
2) Probleacutemy spojeneacute s velikostiacute těchto zdrojů a citlivostiacute na společenskou podporu
3) Zatiacutem otevřenaacute otaacutezka uacutespěšnosti přechodu k reaktorům III generace (splněniacute
očekaacutevaacuteniacute z hlediska efektivity vyacutestavby a provozu) K tomu potřeba i dostatek
budovanyacutech jednotek a kontinuita Nejleacutepe na tom je VVER1200 a zatiacutem i APR1400
4) Velkyacute potenciaacutel v malyacutech modulaacuterniacutech reaktorech potřeba vyvinout kompaktniacute
model s masovou vyacuterobou (klasickeacute i inovativniacute typy)
5) Pro udržitelneacute využiacutevaacuteniacute jaderneacute energie nutneacute reaktory IV generace nejdaacutele jsou
sodiacutekem a olovem chlazeneacute a vysokoteplotniacute chlazeneacute plynem
6) Urychlovačem řiacutezeneacute transmutory a fuacuteze ndash velkyacute potenciaacutel ale komerčniacute realizace
zatiacutem dost vzdaacutelenaacute ndash velkaacute synergie mezi popsanyacutemi oblastmi
7) Miacuteru využiacutevaacuteniacute jaacutedra silně ovlivniacute reaacutelnaacute miacutera vlivu emisiacute CO2 a nutnost je potlačit
Page 2
Uacutevod
Jadernaacute energetika dodaacutevaacute zhruba 105 elektřiny v Evropě okolo 25
Podiacutel na niacutezkoemisniacutech zdrojiacutech Evropa okolo 50 USA okolo 60 Česko okolo 75
Uacutespěchy jaderneacute energetiky
1) Ukaacutezala možnost uacutespěšneacuteho přechodu k niacutezkoemisniacute energetice (Francie Šveacutedsko
Švyacutecarsko Ontario hellip)
2) Reaacutelně jde o nejbezpečnějšiacute zdroj (na statistiky obětiacute a škod na vyrobenou MWh)
3) Reaacutelnaacute životnost 50 i viacutece let
Probleacutemy jaderneacute energetiky
1) V povědomiacute společnosti
zmiacuteněneacute uacutespěchy nerezonujiacute
2) Probleacutem s přechodem na
modulaacuterniacute a seacuteriovou vyacutestavbu
3) Vysokeacute počaacutetečniacute investičniacute
naacuteklady
4) Citlivost na stabilitu podpory
jaderneacute energetiky Emisi oxidu uhličiteacuteho lze průběžně sledovat na straacutenkaacutech
na straacutenkaacutech httpselectricitymaptmrowco
Emise škodlivin a CO2
1) Přiacuterůstek oxidu uhličiteacuteho a jeho průmyslovyacute původ je potvrzen kvalitniacutem
měřeniacutem velikost jeho dopadů na klima je staacutele otevřenou otaacutezkou
2) Zdravotniacute a ekologickeacute dopady emisiacute dalšiacutech škodlivin jsou takeacute prokaacutezaacuteny
3) Uacutestup od uhliacute a ropy snižuje i množstviacute zdravotně zaacutevadnyacutech škodlivin
4) Škodliviny produkuje i spalovaacuteniacute biomasy
5) Spalovaacuteniacute plynu minimum škodlivin ale CO2 sniacuteženo jen na zhruba polovinu
6) Efektivniacute a racionaacutelniacute zavaacuteděniacute niacutezkoemisniacutech zdrojů maacute smysl
Enormniacute znečištěniacute čiacutenskyacutech měst Měřeniacute CO2 a 14C v UacuteJF AV ČR
Jaderneacute zdroje - současnost
Tři zaacutekladniacute teacutemata
1) Přechod k reaktorům III generace
2) Zavedeniacute Malyacutech modulaacuterniacutech reaktorů
3) Vyacutevoj reaktorů IV generace
Malyacute modulaacuterniacute reaktor
HTR-PM v Čiacuteně
Instalovanyacute vyacutekon 393 GWe (začaacutetek roku 2018)
Rozestavěno 616 GWe
Reaktor EPR (Olkiluoto 3) Rychlyacute reaktor chlazenyacute sodiacutekem BN-800 ndashBělojarsk 3
Renesance v Čiacuteně stagnace v Evropě a USA
USA a Evropa ndash prodlužovaacuteniacute životnosti bloků
Klasickeacute jaderneacute reaktory
Štěpnaacute reakce - štěpeniacute jaacutedra samovolneacute nebo po ziacuteskaacuteniacute energie
- obvykle se dodaacute energie zaacutechytem neutronu
- doprovaacutezena vznikem neutronů s energiemi v
oblasti jednotek MeV ( 2 - 3 neutrony na štěpeniacute)
(čaacutest hned ndash čaacutest zpožděnaacute)
Řetězovaacute štěpnaacute reakce Štěpeniacute nuklidů 235U 239Pu 233U
zaacutechytem neutronu 235U + n rarr 236U 85 - štěpeniacute
15 - emise fotonu
Instalace reaktoroveacute naacutedoby prvniacuteho bloku
noveacute elektraacuterny Shin Hanul (Jižniacute Korea)
Velmi vysokeacute hodnoty uacutečinnyacutech průřezů zaacutechytu neutronů
pro maleacute energie neutronů (10-2 eV)
Nutnost zpomalovaacuteniacute neutronů - moderaacutetor
Štěpeniacute - vznik štěpnyacutech produktů
Zaacutechyt emise fotonu rozpad beta - vznik transuranů
Multiplikačniacute faktor k - počet neutronů naacutesledujiacuteciacute generace
neutronů produkovanyacutech na jeden neutron předchoziacute generace
k lt 1 podkritickyacute systeacutem
k = 1 kritickyacute systeacutem
k gt 1 nadkritickyacute systeacutem
Palivo
1) přiacuterodniacute uran - složen z 238U a jen 072 235U
2) obohacenyacute uran - zvyacutešeniacute obsahu 235U na 3-4
(klasickeacute reaktory ndash i přiacuterodniacute ndash
moderace těžkou vodou - CANDU)
Manipulace s palivem (Fangjiashan 1) Vnitřek reaktoru ndash instalace Sanmen I
Principiaacutelniacute scheacutema reaktoruDůležityacute odvod tepla (voda)
většinou ve formě UO2
Dukovany ndash reaktorovyacute saacutel
T12(238U) = 451109 r T12(
235U) = 713 108 r
Regulačniacute kompenzačniacute
a bezpečnostniacute tyče
Ovlaacutedaacuteniacute
Chlazeniacute
Moderaacutetor voda grafit
V uacutenoru 2018 (podle World Nuclear Association)
445 energetickyacutech reaktorů s vyacutekonem 396 GWe
(28 z nich je v Japonsku dočasně odstavenyacutech)
staviacute se 57 s vyacutekonem 62 GWe
plaacutenovaneacute 132 s vyacutekonem 131 GWe
produkce teacuteměř 11 elektřiny
celkovaacute provozniacute zkušenost gt 25 000 reaktorroků
Tlakovodniacute a varnyacute reaktor systeacutem předaacutevaacuteniacute tepla turbiacuteně kteraacute vyraacutebiacute elektřinu
Jadernaacute elektraacuternaYonggwang v Jižniacute Koreji
Tlakovodniacute reaktor Varnyacute reaktor
Po roce 2011 dopad Fukušimy I 38 japonskyacutech
rektorů je vypnuto
Podiacutel jaacutedra na produkci elektřiny něco pod 11
Rok 2017 ndash 2519 TWh 103
Rychleacute (množiveacute) reaktory
Nemoderovaneacute neutrony rarr menšiacute pravděpodobnost reakciacute rarr většiacute intenzita neutronů
rarr většiacute počet štěpeniacute rarr nutnost vysokeacuteho obohaceniacute uranu 20 - 50 235U (ekvivalentně 239Pu)
Produkce 239Pu 238U + n rarr 239U(β-) + γ rarr 239Ne (β-)rarr239Pu rarr produkce paliva
Z 239Pu viacutece neutronů (3 na jedno štěpeniacute) rarr produkce viacutece plutonia než se spotřebuje (plodivaacute zoacutena)
Efektivnějšiacute využitiacute paliva ndash menšiacute citlivost na složeniacute paliva spalovaacuteniacute transuranů
Vysokeacute obohaceniacute rarr vysokaacute produkce tepla rarr nutnost
vyacutekonneacuteho chlazeniacute rarr roztavenyacute sodiacutek (teplota 550 oC)
roztaveneacute olovo
Doba života generace rychlyacutech neutronů velmi kraacutetkaacute rarr
většiacute role zpožděnyacutech neutronů při regulaci
Čiacutenskyacute reaktor CEFR
s vyacutekonem 20 MWe v
spuštěnyacute v roce 2014
BN600 Bělojarskaacute
jadernaacute elektraacuterna
v Rusku
Rychlyacute reaktor BN800
Bělojarskaacute elektraacuterna
Spuštěn 2014
Různeacute generace jadernyacutech reaktorů
Využiacutevaacuteniacute jaderneacute energie od padesaacutetyacutech let
Komerčniacute reaktory od šedesaacutetyacutech sedmdesaacutetyacutech let
osmdesaacutetaacute a devadesaacutetaacute leacuteta - staacutele efektivnějšiacute a bezpečnějšiacute
Začaacutetek tohoto stoletiacute ndash novaacute III generace ndash evolučniacute vyacutevoj - efektivniacute bezpečneacute
(kontejnment pasivniacute bezpečnostniacute prvky) dlouhodobaacute životnost
Současneacute reaktory
Až na vyacutejimku generace II Spolehlivaacute funkce staacutele efektivnějšiacute využitiacute
Prodlužovaacuteniacute životnosti (přes 40 let) zkracovaacuteniacute přestaacutevek optimalizace
vyacutekonu (dukovanskeacute reaktory dřiacuteve 440 MWe nyniacute teacuteměř 500 MWe)
Dva dokončeneacute bloky 1 a 2 jaderneacute elektraacuterny
Cernavoda v Rumunsku (reaktor CANDU)
Transport českeacute reaktoroveacute naacutedoby pro
dostavbu Mochovců(reaktory VVER 440)
V USA vyacutekon jaderneacute energetiky rostl i když se noveacute reaktory nestavěly
Podiacutel jaderneacute energie v některyacutech staacutetech velkyacute (Francie až 71 )
V současnosti boom vyacutestavby v rozviacutejejiacuteciacutech se zemiacutech Asie
V Evropě se dostavujiacute nedokončeneacute reaktory ndash noveacute budou už III generace
Instalace reaktoroveacute naacutedoby bloku Rostov 3 (VVER 1000) Bloky VVER1000 Kudankullam Indie
Bloky elektraacuterny Fang-čcheng-kang 1 a 2
Přechod od generace II
ke generaci III
Hlavně v Čiacuteně se dokončuje řada
bloků II generace
Evoluciacute přechod ke generaci III
U dokončovanyacutech bloků II generace
řada prvků III generace
Reaktory III a III+ generace
1) Současnaacute doba ndash přechod k reaktorům III generace
2) Zvyacutešenaacute bezpečnost ndash odolnějšiacute kontejnment efektivniacute chlazeniacute pasivniacute prvky
bazeacuten pro chlazeniacute kontejnmentu rekombinace vodiacuteku lapač aktivniacute zoacuteny
3) Modulaacuterniacute a seacuteriovaacute produkce komponent ndash efektivnějšiacute a levnějšiacute (je třeba ověřit)
4) Snadnějšiacute efektivnějšiacute a levnějšiacute provoz (prvniacute reaktory zatiacutem jen kraacutetce v
provozu)
5) Životnost přesahujiacuteciacute 60 let
6) Využiacutevaacuteniacute paliva typu MOX (efektivnějšiacute využitiacute uranu)
7) Rozsaacutehleacute možnosti regulace
Reaktorovaacute naacutedoba VVER1200 (Ostrovec) Vizualizace elektraacuterny Hinkley Point C
Zvyacutešeniacute bezpečnosti
Lapač aktivniacute zoacuteny bloku VVER1200
(elektraacuterna Ostrovec Bělorusko)
1) Pasivniacute chlazeniacute v přiacutepadě havaacuterie
2) Přirozenaacute cirkulace vzduchu přes tepelneacute vyacuteměniacuteky
3) Dvojityacute kontejnment
4) Vodniacute bazeacuten k ochlazovaacuteniacute kontejnmentu
5) Rychleacute vstřikovaacuteniacute kyseliny boriteacute
6) Zařiacutezeniacute pro rekombinaci vodiacuteku
7) Lapač aktivniacute zoacuteny (Lapač koria)
Vnějšiacute vzhled kontejnmentu VVER1000
elektraacuterna Kudankullam (bliacutežiacute se III generaci
Vnějšiacute vzhled kontejnmentu AP1000
Rok 2018 ndash průlom u bloků III generace
Spouštiacute se šest novyacutech reaktorů III generace přičemž uacuteplně prvniacute typu AP1000 a EPR
EPR ndash Tchaj-šan
AP1000 ndash San-men
VVER1200 - Novovoroněž
Barakah 1
Ktereacute bloky jsou k dispozici
ABWR ndash varnyacute reaktor vybudovanyacute v Japonsku a na Tchaj-wanu
nyniacute odstaveneacute (III )
AP 1000 ndash již tři běžiacute v Čině Westinghouse maacute velkeacute probleacutemy
nechce se už podiacutelet na samotneacute vyacutestavbě negativniacute zkušenosti z
USA (III+)
EPR ndash jeden běžiacute v Čiacuteně (Finsko Francie bude v roce 2019)
probleacutemy při stavbě uvidiacuteme zkušenosti z Velkeacute Britaacutenie přiacuteliš
velkyacute vyacutekon až 1700 MW (III+)
APR1400 ndash běžiacute v Jižniacute Koreji dokončuje se v SAE pozitivniacute
reference v domovskaacute země odstupuje od jaacutedra (III)
Hualong One ndash zatiacutem neběžiacute (prvniacute 2019) dobreacute zkušenosti z
kontinuaacutelniacute vyacutestavby reaktorů v Čiacuteně (III+)
VVER1200 ndash běžiacute v Rusku dokončuje se v Bělorusku stavba ve
Finsku Maďarsku Turecku Bangladeši Kontinuaacutelniacute stavba a
evoluce reaktorů Intenzivniacute zapojeniacute českyacutech firem (III+)
Fungujiacuteciacute a ve vyacutestavbě
Dalšiacute projekty ESBWR ATMEA1 pokročileacute typy CANDU
Je třeba alespoň některeacute z modelů začiacutet stavět hromadně v seacuterii ndash nejbliacuteže k tomu maacute
VVER1200 přiacutepadně čiacutenskeacute modely (důležitaacute kontinuita budovaacuteniacute bloků)
Důležiteacute je jak se jednotliveacute modely osvědčiacute v provozu důraz na bezpečnost a ekonomiku
Nelze přeskočit hned k malyacutem modulaacuterniacutem reaktorům IV generaci nebo fuacutezi nutnost
kontinuity a firem se zkušenostiacute v oboru
Nutnost nahrazeniacute staacuternouciacute flotily v Evropě a USA a pokrytiacute rostouciacutech potřeb v
rozvojovyacutech zemiacutech (Indie Čiacutena Turecko hellip)
Novovoroněžskaacute 6 a 7 ndash prvniacute fungujiacuteciacute bloky III+ generace
Maleacute modulaacuterniacute reaktory
1) Zaacutesadniacute probleacutem ndash vysokeacute počaacutetečniacute investice jen velmi velkyacute zdroj
2) Řešeniacute ndash maleacute modulaacuterniacute reaktory (vyacutekon menšiacute než 300 MWe 500 MWe)
3) Umožňujiacute a) Postavit velkou elektraacuternu postupně
b) Postavit malyacute blok třeba pro teplaacuterenskeacute uacutečely
4) Možneacute varianty a) Založeneacute na klasickeacutem zaacutekladě
b) Maleacute modulaacuterniacute reaktory IV generace
c) bdquoBaterieldquo s dlouhou periodou vyacuteměny paliva
5) Zatiacutem spiacuteše exotika pro specifickeacute uacutečely (reaacutelneacute modely zatiacutem v projektech)
Plovouciacute elektraacuterna Akademik Lomonosov Architektonickaacute vize kompaktniacute bdquobaterieldquo StarCore Nuclear
Současnyacute stav ndash otaacutezka budoucnosti otevřenaacute
Dokončovanyacute KLT-40S (Rusko) ndash tlakovodniacute 35 MWe plovouciacute elektraacuterna Akademik
Lomonsov nahrazuje dosluhujiacuteciacute Bilibinskou elektraacuternu (4 bloky s 11 MWe)
(klasickyacute model ndash podobně i lodniacute reaktory RITM-200 s 50 MWe)
Zahaacutejenyacute ACPR50S (Čiacutena) ndash 60 MWe
Plovouciacute i pozemniacute elektraacuterny (ACPR100)
Plovouciacute elektraacuterna Akademik Lomonosov
nahradiacute Bilibinskou elektraacuternu
Představa budouciacute čiacutenskeacute plovouciacute jaderneacute
elektraacuterny
Dokončovanyacute HTR-PM ndash vysokoteplotniacute reaktor chlazenyacute plynem dva bloky s jednou
turbiacutenou 210 MWe
Pokročilyacute
Rozpracovaneacute projekty (cesta do budoucnosti)
Tlakovodniacute - VBER-300 (Rusko) SMR-160 (USA)
Integraacutelniacute tlakovodniacute ndash NuScale (USA) ACP100 (Čiacutena) SMART (Jižniacute Korea)
Sodiacutekovyacute rychlyacute ndash PRISM ARC-100
Integraacutelniacute tekuteacute soli ndash Integral MSR (Kanada)
Chlazenyacute olovem ndash BREAST (Rusko)
Chlazenyacute bismutem a olovem ndash SVBR100 (Rusko)
Scheacutema elektraacuterny
Terrestrial Energy
Kanada
Kritickeacute ndash dokončeniacute
prototypu a seacuteriovaacute vyacuteroba
Vyacuteroba paliva pro bloky HTR-PM
Jak jsme na tom s palivem
Znaacutemeacute zaacutesoby 55 milionů tun (130 $kg)
Austraacutelie 23 Kazachstaacuten 15 Rusko 10 Kanada 8
Uraninit jeden z typů uranoveacute rudy
Zaacutesoby uranu maacute i Česko
Důl Rožnaacute v Dolniacute RožiacutenceKanada je největšiacutem producentem uranu
Lepšiacute prospekciacute až řaacutedoveacute zvyacutešeniacute zaacutesob
Současnaacute potřeba ndash 65 014 tun
Těžba 1) Podzemniacute
2) Povrchovaacute
3) Louženiacutem (29)
4) Vedlejšiacute produkt (10)
(i obsahy uranu 0025 a meacuteně)
5) Zpracovaacuteniacute elektraacuterenskeacuteho popiacutelku
Těžba v roce 2013
(59 678 t)
Kazachstaacuten 22567 t
Kanada 9332 t
Austraacutelie 6350 t
Niger 4528 t
Rusko 3135 t
(61)
Spotřeba 1000 MW ndash 200 tun přiacuterodniacuteho uranu ročně
Svět ndash 430 000 MW ndash 65 000 tun ročně (při takoveacute spotřebě znaacutemeacute zaacutesoby pro
cenu 130 $ na 85 let) ndash cena byla už i 300 $ - odhad zaacutesob o řaacuted až dva většiacute
Těžba v Česku 225 tun (2015) v principu zaacutesoby až 109 000 t (při ceně 300 $)
Zbrojniacute uran a plutonium ndash ekvivalent 545 000 tun přiacuterodniacuteho uranu
Využitiacute uranu 238 ndash přiacuterodniacute uran 07 uranu 235 rarr viacutece než 100kraacutet viacutece paliva
Přepracovaacuteniacute vyhořeleacuteho paliva ndash MOX ndash efektivnějšiacute využitiacute
Spolehlivě zhruba na stoletiacute i při zvyacutešeniacute produkce několikanaacutesobně
Možnost i při vysokeacutem zvyacutešeniacute využitiacute jaacutedra na tisiacuteciletiacute
Zpracovatelskyacute zaacutevod dolu Beverley (Austraacutelie)
Thoriovyacute cyklus (vyacutehoda ndash nevznikajiacute transurany)
232Th T12 = 14051010 let rarr je ho ještě viacutece než uranu 238
232Th + n rarr 233Th(β-) + γ rarr 233Pa(β-) + γ rarr 233U
vyacuteskyt v monazitu
Austraacutelie 452 000 tun
USA 400 000 tun
Turecko 344 000 tun
Indie 319 000 tun
Celkově 2 400 000 tun
Produkce štěpneacuteho materiaacutelu
možnost zajištěniacute jaderneacute energetiky na tisiacuteciletiacute
Velkeacute zaacutesoby thoria maacute opět Austraacutelie a takeacute Indie
Pozor znaacutemeacute zaacutesoby
Znalosti velmi sporeacute
Množstviacute určitě řaacutedově podceněneacute
Reaktory IV generace
Proč je potřebujeme
1) Zvyacutešeniacute efektivity využitiacute uranu a thoria (zaacutesoby paliva na mnoho tisiacuteciletiacute) ndash rychleacute
reaktory
2) Sniacuteženiacute objemu a nebezpečnosti radioaktivniacuteho odpadu (uzavřeniacute palivoveacuteho cyklu) ndash
exotickeacute typy s tekutyacutem palivem a průběžnou separaciacute
3) Zvyacutešeniacute efektivity produkce elektřiny a tepla pro průmysl (vysokoteplotniacute reaktory
pro průmysl i produkci vodiacuteku)
4) Uacuteplně noveacute koncepty někdy značně exotickeacute ndash šest třiacuted konceptů
Sodiacutekem chlazenyacute reaktor BN800
Sodiacutekem chlazenyacute reaktor ndash rychlyacute reaktor uacutespěšneacute komerčniacute bloky BN600 a BN800
v Rusku prototyp CEFR (Čiacutena) dokončovanyacute blok Kalpakkam 500 MWe (Indie)
evropskyacute hlavně francouzskyacute projekt ASTRID
Olovem chlazenyacute reaktor ndash rychlyacute reaktor chla-
zenyacute tekutyacutem kovem zkušenosti na ponorkaacutech
BREST-300 ndash prototypovyacute reaktor (Rusko)
Palivovyacute soubor a staveniště reaktoru BREST 300
Sodiacutekovyacute reaktor Kalpakkam (Indie)
Ruskaacute ponorka s olovem chlazenyacutem reaktorem
Vysokoteplotniacute plynem chlazenyacute reaktor ndash chlazenyacute
heacuteliem (přiacutepadně jinyacutem plynem) moderovanyacute
grafitem vysokyacute stupeň vyhořeniacute paliva pasivniacute
bezpečnost dokončovanyacute reaktor s palivem v
podobě kouliacute v Čiacuteně ndash HTR-PM spolupraacutece se
Saudskou Araacutebiiacute
Reaktor chlazenyacute superkritickou vodou ndash nadkritickeacute
bloky s klasickou moderaciacute velmi vysokaacute efektivita
konverze tepla na elektřinu Smyčka se
superkritickou vodou v UacuteJV
Reaktory využiacutevajiacuteciacute tekuteacute soli ndash využitiacute fluoroveacute
soliacute s lithiem tekuteacute palivo ndash nejinovativnějšiacute
princip různeacute typy moderace (energetickeacuteho
spektra) Vhodnyacute pro konverzi thoria 232 na uran
233 Nejdaacutele v Čiacuteně Zapojeniacute CVŘ a UacuteJV
Rychlyacute reaktor chlazenyacute plynem ndash chlazeniacute heliem
nemoderovanyacute evropskyacute projekt ALLEGRO
uacutevahy o jeho vyacutestavbě ve Středniacute Evropě heliovaacute
smyčka v UacuteJV as Řež
Kuloveacute palivo pro reaktor HTR-PM v Čiacuteně
Instalace reaktoru HTR-PM v Čiacuteně
Scheacutema projektu reaktoru Allegro
Prvniacute dokončovaneacute uacuteložiště vyhořeleacuteho paliva
Onkalo
Finsko ndash bliacutezko elektraacuterny
Olkiluoto
Žulovyacute masiacutev ndash umiacutestěniacute
500 m pod povrchem
2004 ndash začaacutetek ražby
2015 ndash licence pro vyacutestavbu
2020 ndash dokončeniacute 1etapy
2024 ndash začaacutetek uklaacutedaacuteniacute
Recyklace ndash palivo MOX
Využitiacute uranu a plutonia z vyhořeleacuteho
paliva
Přepracovaciacute zaacutevod ndash separace uranu a
plutonia
Přepracovaacuteniacute a produkci MOX ndash
Francie Velkaacute Britaacutenie Rusko
Sniacuteženiacute potřeby čerstveacuteho uranu a
zmenšeniacute objemu odpadu
Radionuklidoveacute zdroje pro vesmiacuter ndash chybiacute plutonium 238
Miacutesto 238Pu použiacutet 241Am z jaderneacuteho odpadu
plutonium 238 americium 241
poločas rozpadu 87 7 let 432 let
Nejintenzivnějšiacute gama 004 36
Energie gama 43 keV 60 keV
Energie rozpadu 56 MeV 56 MeV
Hustota energie 054 kWkg 0105 kWkg
Možnost ziacuteskat chemickou separaciacute z vyhořeleacuteho paliva (staryacutech zaacutesob plutonia)
Vyacutehody Možnost ziacuteskaacuteniacute bez speciaacutelniacuteho ozařovaacuteniacute ve speciaacutelniacutem reaktoru
Pomalejšiacute pokles vyacutekonu
Nevyacutehody Teacuteměř 5kraacutet vyššiacute potřebnaacute hmotnost ( 5kraacutet nižšiacute aktivita)
Vyacuteraznějšiacute aktivita gama ndash nutnost řešit stiacuteněniacute před touto radiaciacute
Ziacuteskaacutevaacuteniacute americia 241
Chemickaacute
separace
americia
Čisteacute plutonium americium pro vesmiacuter
Přepracovaacuteniacute
paliva
Separovaneacute plutonium
Čas uloženiacute
Z plutoniiacute jedině 241Pu se rozpadaacute beta rozpadem při rozpadu směsi plutoniiacute
tak vznikaacute pouze izotop americia 241Am (241Pu rarr 241Am T12 = 14 let)
241Pu rarr 241Am
Urychlovačem řiacutezeneacute transmutory
Z čeho se sklaacutedaacute
1) Urychlovač protonů - energie 100 - 1000 MeV
2) Terč - olovo wolfram hellip
3) Naacutedoba obsahujiacuteciacute systeacutem jaderneacuteho odpadu moderaacutetoru
Nutnost separace stabilniacutech a kraacutetkodobyacutech izotopů
Zaacutekladniacute vlastnosti
1) Využiacutevaacute třiacuteštivyacutech reakciacute
2) Velmi vysokaacute hustota neutronů rarr efektivniacute transmutace
3) Podkritickyacute režim provozu
4) Produkce neutronů ve velmi širokeacutem rozmeziacute energiiacute
Scheacutema koncepce urychlovačem řiacutezeneacuteho jaderneacuteho transmutoru
Praacutece na analyacuteze terče Megapie
v horkyacutech komoraacutech v PSI
Olověnyacute terč při testech v laboratoři CERN
Termojadernaacute elektraacuterna
Tokamak ITER ndash prvniacute fuacutezniacute reaktor vyacutekon 500 MW 10kraacutet vyššiacute než vklad demonstruje
chovaacuteniacute plazmy u elektraacuterny fuacutezniacute reakce deuteria a tritia testy s produkciacute tritia
Tokamak ITER ndash produkce 10kraacutet viacutece energie
DEMO ndash prvniacute prototyp fuacutezniacute elektraacuterny ndash i s turbiacutenou a produkciacute paliva (tritia) z lithia
Současnyacute časovyacute plaacuten Sestavovaacuteniacute a instalace zařiacutezeniacute 2018 ndash 2025
prvniacute plazma ndash 2025 přechod na studium fuacutezniacutech reakciacute d+t -2035
Na zaacutekladě vyacutesledků vyacutezkumů za pomociacute ITER (i jeho budovaacuteniacute) přechod k reaacutelneacute
elektraacuterně
Jineacute cesty ndash stelaraacutetor inerciaacutelniacute udrženiacute NIF (USA) ndash zatiacutem daleko za tokamaky
Jakeacute možnosti jaacutedro poskytuje
Efektivniacute většiacute zdroj energie minimaacutelně (chlazeniacute) zaacutevislyacute na miacutestniacutech podmiacutenkaacutech
staacutelyacute stabilniacute vyacutekon rarr vhodneacute zaacutekladniacute většiacute zdroje
Česko ndash Dukovany (4 500 MW) a Temeliacuten (2 1000 MW) ndash celkem 4000 MW (36 )
uacutevaha ndash 2 bloky Temeliacuten a 2 Dukovany ( ~ 5000 MW) ndash 60 elektrickeacute energie
Slovensko - Jaslovskeacute Bohunice (2 bloky 440 MW) a Mochovce (2 bloky 440 MW) - 50
dokončovaacuteny ndash 2 bloky Mochovce (440 MW) 1 blok Jaslovskeacute Bohunice (~ 1500 MW)
V budoucnu i dalšiacute elektraacuterny ndash podiacutel na elektřině 70 ndash 80 většiacute podiacutel u tepla vodiacutek
U elektřiny by tak podiacutel mohl byacutet až 70 ndash 80 (nemaacute smysl byacutet většiacute)
Většiacute využitiacute v dopravě v přiacutepadě přechodu na
elektromobily a vodiacutekoveacute hospodaacuteřstviacute
Nahrazeniacute hlavně uhelnyacutech elektraacuteren ndash sniacuteženiacute produkce CO2
Teplaacuterny ndash přechod na menšiacute kompaktniacute zdroje
Možnost kompaktniacutech malyacutech zdrojů kde by se
neměnilo palivo ale celaacute elektraacuterna
Nutnost vhodneacute kombinace a doplňovaacuteniacute s dalšiacutemi
zdroji a uacutesporami
Jadernaacute energetika neniacute samospasitelnaacute ale může byacutet vyacuteznamnyacutem zdrojem energie
Budovanyacute
plovouciacute reaktor
(70 MWe)
EPR reaktor
Některeacute možneacute energetickeacute sceacutenaacuteře
Sceacutenaacuteř 1 Superniacutezkoemisniacute ndash postaveniacute většiacuteho počtu jadernyacutech bloků intenzivniacute
budovaacuteniacute obnovitelnyacutech zdrojů uacuteložiště energie hellip
Česko by zaacutesadně přispělo ke sniacuteženiacute emisiacute
Dnes už velmi nepravděpodobnyacute
Sceacutenaacuteř 3 Druheacute Bavorsko ndash postupnyacute uacutebytek vyacutekonu v jadernyacutech a uhelnyacutech zdrojiacutech
spoleacutehaacuteniacute na větrneacute zdroje na severu Německa a plynoveacute
zdroje regulujiacuteciacute siacuteť u naacutes i v Německu
Situace v Bavorsku ukaacuteže k čemu sceacutenaacuteř vede
Sceacutenaacuteř pravděpodobnyacute v přiacutepadě pokračovaacuteniacute současneacute
nečinnosti
Sceacutenaacuteř 4 Vyacutepadek Dukovan už v roce 2025 ndash třeba tlakem Rakouska a Německa ndash spolu
s odstavenyacutemi uhelnyacutemi bloky ztraacuteta přes 6 GW vyacutekonu
V přiacutepadě nečinnosti a cestě k Bavorskeacutemu sceacutenaacuteři povede
k velkyacutem naacuterokům na regulaci a import elektřiny
Sceacutenaacuteř 2 ASEK ndash poměrně širokeacute rozmeziacute umožňujiacuteciacute optimalizaci podle podmiacutenek
nutnost vyacutestavby jadernyacutech bloků a uacutespěšnyacute rozvoj
obnovitelnyacutech zdrojů a uklaacutedaacuteniacute energie
Je třeba naleacutezt optimum a ve všech sceacutenaacuteřiacutech zajistit bezpečneacute fungovaacuteniacute našeho
energetickeacute ndash vyacutezva pro všechny souvisejiacuteciacute obory
Zaacutevěr1) Jadernaacute energetika prokaacutezala možnost velice efektivniacuteho přechodu k niacutezkoemisniacute
elektroenergetice (Francie Šveacutedsko Ontario hellip)
2) Probleacutemy spojeneacute s velikostiacute těchto zdrojů a citlivostiacute na společenskou podporu
3) Zatiacutem otevřenaacute otaacutezka uacutespěšnosti přechodu k reaktorům III generace (splněniacute
očekaacutevaacuteniacute z hlediska efektivity vyacutestavby a provozu) K tomu potřeba i dostatek
budovanyacutech jednotek a kontinuita Nejleacutepe na tom je VVER1200 a zatiacutem i APR1400
4) Velkyacute potenciaacutel v malyacutech modulaacuterniacutech reaktorech potřeba vyvinout kompaktniacute
model s masovou vyacuterobou (klasickeacute i inovativniacute typy)
5) Pro udržitelneacute využiacutevaacuteniacute jaderneacute energie nutneacute reaktory IV generace nejdaacutele jsou
sodiacutekem a olovem chlazeneacute a vysokoteplotniacute chlazeneacute plynem
6) Urychlovačem řiacutezeneacute transmutory a fuacuteze ndash velkyacute potenciaacutel ale komerčniacute realizace
zatiacutem dost vzdaacutelenaacute ndash velkaacute synergie mezi popsanyacutemi oblastmi
7) Miacuteru využiacutevaacuteniacute jaacutedra silně ovlivniacute reaacutelnaacute miacutera vlivu emisiacute CO2 a nutnost je potlačit
Page 3
Emise škodlivin a CO2
1) Přiacuterůstek oxidu uhličiteacuteho a jeho průmyslovyacute původ je potvrzen kvalitniacutem
měřeniacutem velikost jeho dopadů na klima je staacutele otevřenou otaacutezkou
2) Zdravotniacute a ekologickeacute dopady emisiacute dalšiacutech škodlivin jsou takeacute prokaacutezaacuteny
3) Uacutestup od uhliacute a ropy snižuje i množstviacute zdravotně zaacutevadnyacutech škodlivin
4) Škodliviny produkuje i spalovaacuteniacute biomasy
5) Spalovaacuteniacute plynu minimum škodlivin ale CO2 sniacuteženo jen na zhruba polovinu
6) Efektivniacute a racionaacutelniacute zavaacuteděniacute niacutezkoemisniacutech zdrojů maacute smysl
Enormniacute znečištěniacute čiacutenskyacutech měst Měřeniacute CO2 a 14C v UacuteJF AV ČR
Jaderneacute zdroje - současnost
Tři zaacutekladniacute teacutemata
1) Přechod k reaktorům III generace
2) Zavedeniacute Malyacutech modulaacuterniacutech reaktorů
3) Vyacutevoj reaktorů IV generace
Malyacute modulaacuterniacute reaktor
HTR-PM v Čiacuteně
Instalovanyacute vyacutekon 393 GWe (začaacutetek roku 2018)
Rozestavěno 616 GWe
Reaktor EPR (Olkiluoto 3) Rychlyacute reaktor chlazenyacute sodiacutekem BN-800 ndashBělojarsk 3
Renesance v Čiacuteně stagnace v Evropě a USA
USA a Evropa ndash prodlužovaacuteniacute životnosti bloků
Klasickeacute jaderneacute reaktory
Štěpnaacute reakce - štěpeniacute jaacutedra samovolneacute nebo po ziacuteskaacuteniacute energie
- obvykle se dodaacute energie zaacutechytem neutronu
- doprovaacutezena vznikem neutronů s energiemi v
oblasti jednotek MeV ( 2 - 3 neutrony na štěpeniacute)
(čaacutest hned ndash čaacutest zpožděnaacute)
Řetězovaacute štěpnaacute reakce Štěpeniacute nuklidů 235U 239Pu 233U
zaacutechytem neutronu 235U + n rarr 236U 85 - štěpeniacute
15 - emise fotonu
Instalace reaktoroveacute naacutedoby prvniacuteho bloku
noveacute elektraacuterny Shin Hanul (Jižniacute Korea)
Velmi vysokeacute hodnoty uacutečinnyacutech průřezů zaacutechytu neutronů
pro maleacute energie neutronů (10-2 eV)
Nutnost zpomalovaacuteniacute neutronů - moderaacutetor
Štěpeniacute - vznik štěpnyacutech produktů
Zaacutechyt emise fotonu rozpad beta - vznik transuranů
Multiplikačniacute faktor k - počet neutronů naacutesledujiacuteciacute generace
neutronů produkovanyacutech na jeden neutron předchoziacute generace
k lt 1 podkritickyacute systeacutem
k = 1 kritickyacute systeacutem
k gt 1 nadkritickyacute systeacutem
Palivo
1) přiacuterodniacute uran - složen z 238U a jen 072 235U
2) obohacenyacute uran - zvyacutešeniacute obsahu 235U na 3-4
(klasickeacute reaktory ndash i přiacuterodniacute ndash
moderace těžkou vodou - CANDU)
Manipulace s palivem (Fangjiashan 1) Vnitřek reaktoru ndash instalace Sanmen I
Principiaacutelniacute scheacutema reaktoruDůležityacute odvod tepla (voda)
většinou ve formě UO2
Dukovany ndash reaktorovyacute saacutel
T12(238U) = 451109 r T12(
235U) = 713 108 r
Regulačniacute kompenzačniacute
a bezpečnostniacute tyče
Ovlaacutedaacuteniacute
Chlazeniacute
Moderaacutetor voda grafit
V uacutenoru 2018 (podle World Nuclear Association)
445 energetickyacutech reaktorů s vyacutekonem 396 GWe
(28 z nich je v Japonsku dočasně odstavenyacutech)
staviacute se 57 s vyacutekonem 62 GWe
plaacutenovaneacute 132 s vyacutekonem 131 GWe
produkce teacuteměř 11 elektřiny
celkovaacute provozniacute zkušenost gt 25 000 reaktorroků
Tlakovodniacute a varnyacute reaktor systeacutem předaacutevaacuteniacute tepla turbiacuteně kteraacute vyraacutebiacute elektřinu
Jadernaacute elektraacuternaYonggwang v Jižniacute Koreji
Tlakovodniacute reaktor Varnyacute reaktor
Po roce 2011 dopad Fukušimy I 38 japonskyacutech
rektorů je vypnuto
Podiacutel jaacutedra na produkci elektřiny něco pod 11
Rok 2017 ndash 2519 TWh 103
Rychleacute (množiveacute) reaktory
Nemoderovaneacute neutrony rarr menšiacute pravděpodobnost reakciacute rarr většiacute intenzita neutronů
rarr většiacute počet štěpeniacute rarr nutnost vysokeacuteho obohaceniacute uranu 20 - 50 235U (ekvivalentně 239Pu)
Produkce 239Pu 238U + n rarr 239U(β-) + γ rarr 239Ne (β-)rarr239Pu rarr produkce paliva
Z 239Pu viacutece neutronů (3 na jedno štěpeniacute) rarr produkce viacutece plutonia než se spotřebuje (plodivaacute zoacutena)
Efektivnějšiacute využitiacute paliva ndash menšiacute citlivost na složeniacute paliva spalovaacuteniacute transuranů
Vysokeacute obohaceniacute rarr vysokaacute produkce tepla rarr nutnost
vyacutekonneacuteho chlazeniacute rarr roztavenyacute sodiacutek (teplota 550 oC)
roztaveneacute olovo
Doba života generace rychlyacutech neutronů velmi kraacutetkaacute rarr
většiacute role zpožděnyacutech neutronů při regulaci
Čiacutenskyacute reaktor CEFR
s vyacutekonem 20 MWe v
spuštěnyacute v roce 2014
BN600 Bělojarskaacute
jadernaacute elektraacuterna
v Rusku
Rychlyacute reaktor BN800
Bělojarskaacute elektraacuterna
Spuštěn 2014
Různeacute generace jadernyacutech reaktorů
Využiacutevaacuteniacute jaderneacute energie od padesaacutetyacutech let
Komerčniacute reaktory od šedesaacutetyacutech sedmdesaacutetyacutech let
osmdesaacutetaacute a devadesaacutetaacute leacuteta - staacutele efektivnějšiacute a bezpečnějšiacute
Začaacutetek tohoto stoletiacute ndash novaacute III generace ndash evolučniacute vyacutevoj - efektivniacute bezpečneacute
(kontejnment pasivniacute bezpečnostniacute prvky) dlouhodobaacute životnost
Současneacute reaktory
Až na vyacutejimku generace II Spolehlivaacute funkce staacutele efektivnějšiacute využitiacute
Prodlužovaacuteniacute životnosti (přes 40 let) zkracovaacuteniacute přestaacutevek optimalizace
vyacutekonu (dukovanskeacute reaktory dřiacuteve 440 MWe nyniacute teacuteměř 500 MWe)
Dva dokončeneacute bloky 1 a 2 jaderneacute elektraacuterny
Cernavoda v Rumunsku (reaktor CANDU)
Transport českeacute reaktoroveacute naacutedoby pro
dostavbu Mochovců(reaktory VVER 440)
V USA vyacutekon jaderneacute energetiky rostl i když se noveacute reaktory nestavěly
Podiacutel jaderneacute energie v některyacutech staacutetech velkyacute (Francie až 71 )
V současnosti boom vyacutestavby v rozviacutejejiacuteciacutech se zemiacutech Asie
V Evropě se dostavujiacute nedokončeneacute reaktory ndash noveacute budou už III generace
Instalace reaktoroveacute naacutedoby bloku Rostov 3 (VVER 1000) Bloky VVER1000 Kudankullam Indie
Bloky elektraacuterny Fang-čcheng-kang 1 a 2
Přechod od generace II
ke generaci III
Hlavně v Čiacuteně se dokončuje řada
bloků II generace
Evoluciacute přechod ke generaci III
U dokončovanyacutech bloků II generace
řada prvků III generace
Reaktory III a III+ generace
1) Současnaacute doba ndash přechod k reaktorům III generace
2) Zvyacutešenaacute bezpečnost ndash odolnějšiacute kontejnment efektivniacute chlazeniacute pasivniacute prvky
bazeacuten pro chlazeniacute kontejnmentu rekombinace vodiacuteku lapač aktivniacute zoacuteny
3) Modulaacuterniacute a seacuteriovaacute produkce komponent ndash efektivnějšiacute a levnějšiacute (je třeba ověřit)
4) Snadnějšiacute efektivnějšiacute a levnějšiacute provoz (prvniacute reaktory zatiacutem jen kraacutetce v
provozu)
5) Životnost přesahujiacuteciacute 60 let
6) Využiacutevaacuteniacute paliva typu MOX (efektivnějšiacute využitiacute uranu)
7) Rozsaacutehleacute možnosti regulace
Reaktorovaacute naacutedoba VVER1200 (Ostrovec) Vizualizace elektraacuterny Hinkley Point C
Zvyacutešeniacute bezpečnosti
Lapač aktivniacute zoacuteny bloku VVER1200
(elektraacuterna Ostrovec Bělorusko)
1) Pasivniacute chlazeniacute v přiacutepadě havaacuterie
2) Přirozenaacute cirkulace vzduchu přes tepelneacute vyacuteměniacuteky
3) Dvojityacute kontejnment
4) Vodniacute bazeacuten k ochlazovaacuteniacute kontejnmentu
5) Rychleacute vstřikovaacuteniacute kyseliny boriteacute
6) Zařiacutezeniacute pro rekombinaci vodiacuteku
7) Lapač aktivniacute zoacuteny (Lapač koria)
Vnějšiacute vzhled kontejnmentu VVER1000
elektraacuterna Kudankullam (bliacutežiacute se III generaci
Vnějšiacute vzhled kontejnmentu AP1000
Rok 2018 ndash průlom u bloků III generace
Spouštiacute se šest novyacutech reaktorů III generace přičemž uacuteplně prvniacute typu AP1000 a EPR
EPR ndash Tchaj-šan
AP1000 ndash San-men
VVER1200 - Novovoroněž
Barakah 1
Ktereacute bloky jsou k dispozici
ABWR ndash varnyacute reaktor vybudovanyacute v Japonsku a na Tchaj-wanu
nyniacute odstaveneacute (III )
AP 1000 ndash již tři běžiacute v Čině Westinghouse maacute velkeacute probleacutemy
nechce se už podiacutelet na samotneacute vyacutestavbě negativniacute zkušenosti z
USA (III+)
EPR ndash jeden běžiacute v Čiacuteně (Finsko Francie bude v roce 2019)
probleacutemy při stavbě uvidiacuteme zkušenosti z Velkeacute Britaacutenie přiacuteliš
velkyacute vyacutekon až 1700 MW (III+)
APR1400 ndash běžiacute v Jižniacute Koreji dokončuje se v SAE pozitivniacute
reference v domovskaacute země odstupuje od jaacutedra (III)
Hualong One ndash zatiacutem neběžiacute (prvniacute 2019) dobreacute zkušenosti z
kontinuaacutelniacute vyacutestavby reaktorů v Čiacuteně (III+)
VVER1200 ndash běžiacute v Rusku dokončuje se v Bělorusku stavba ve
Finsku Maďarsku Turecku Bangladeši Kontinuaacutelniacute stavba a
evoluce reaktorů Intenzivniacute zapojeniacute českyacutech firem (III+)
Fungujiacuteciacute a ve vyacutestavbě
Dalšiacute projekty ESBWR ATMEA1 pokročileacute typy CANDU
Je třeba alespoň některeacute z modelů začiacutet stavět hromadně v seacuterii ndash nejbliacuteže k tomu maacute
VVER1200 přiacutepadně čiacutenskeacute modely (důležitaacute kontinuita budovaacuteniacute bloků)
Důležiteacute je jak se jednotliveacute modely osvědčiacute v provozu důraz na bezpečnost a ekonomiku
Nelze přeskočit hned k malyacutem modulaacuterniacutem reaktorům IV generaci nebo fuacutezi nutnost
kontinuity a firem se zkušenostiacute v oboru
Nutnost nahrazeniacute staacuternouciacute flotily v Evropě a USA a pokrytiacute rostouciacutech potřeb v
rozvojovyacutech zemiacutech (Indie Čiacutena Turecko hellip)
Novovoroněžskaacute 6 a 7 ndash prvniacute fungujiacuteciacute bloky III+ generace
Maleacute modulaacuterniacute reaktory
1) Zaacutesadniacute probleacutem ndash vysokeacute počaacutetečniacute investice jen velmi velkyacute zdroj
2) Řešeniacute ndash maleacute modulaacuterniacute reaktory (vyacutekon menšiacute než 300 MWe 500 MWe)
3) Umožňujiacute a) Postavit velkou elektraacuternu postupně
b) Postavit malyacute blok třeba pro teplaacuterenskeacute uacutečely
4) Možneacute varianty a) Založeneacute na klasickeacutem zaacutekladě
b) Maleacute modulaacuterniacute reaktory IV generace
c) bdquoBaterieldquo s dlouhou periodou vyacuteměny paliva
5) Zatiacutem spiacuteše exotika pro specifickeacute uacutečely (reaacutelneacute modely zatiacutem v projektech)
Plovouciacute elektraacuterna Akademik Lomonosov Architektonickaacute vize kompaktniacute bdquobaterieldquo StarCore Nuclear
Současnyacute stav ndash otaacutezka budoucnosti otevřenaacute
Dokončovanyacute KLT-40S (Rusko) ndash tlakovodniacute 35 MWe plovouciacute elektraacuterna Akademik
Lomonsov nahrazuje dosluhujiacuteciacute Bilibinskou elektraacuternu (4 bloky s 11 MWe)
(klasickyacute model ndash podobně i lodniacute reaktory RITM-200 s 50 MWe)
Zahaacutejenyacute ACPR50S (Čiacutena) ndash 60 MWe
Plovouciacute i pozemniacute elektraacuterny (ACPR100)
Plovouciacute elektraacuterna Akademik Lomonosov
nahradiacute Bilibinskou elektraacuternu
Představa budouciacute čiacutenskeacute plovouciacute jaderneacute
elektraacuterny
Dokončovanyacute HTR-PM ndash vysokoteplotniacute reaktor chlazenyacute plynem dva bloky s jednou
turbiacutenou 210 MWe
Pokročilyacute
Rozpracovaneacute projekty (cesta do budoucnosti)
Tlakovodniacute - VBER-300 (Rusko) SMR-160 (USA)
Integraacutelniacute tlakovodniacute ndash NuScale (USA) ACP100 (Čiacutena) SMART (Jižniacute Korea)
Sodiacutekovyacute rychlyacute ndash PRISM ARC-100
Integraacutelniacute tekuteacute soli ndash Integral MSR (Kanada)
Chlazenyacute olovem ndash BREAST (Rusko)
Chlazenyacute bismutem a olovem ndash SVBR100 (Rusko)
Scheacutema elektraacuterny
Terrestrial Energy
Kanada
Kritickeacute ndash dokončeniacute
prototypu a seacuteriovaacute vyacuteroba
Vyacuteroba paliva pro bloky HTR-PM
Jak jsme na tom s palivem
Znaacutemeacute zaacutesoby 55 milionů tun (130 $kg)
Austraacutelie 23 Kazachstaacuten 15 Rusko 10 Kanada 8
Uraninit jeden z typů uranoveacute rudy
Zaacutesoby uranu maacute i Česko
Důl Rožnaacute v Dolniacute RožiacutenceKanada je největšiacutem producentem uranu
Lepšiacute prospekciacute až řaacutedoveacute zvyacutešeniacute zaacutesob
Současnaacute potřeba ndash 65 014 tun
Těžba 1) Podzemniacute
2) Povrchovaacute
3) Louženiacutem (29)
4) Vedlejšiacute produkt (10)
(i obsahy uranu 0025 a meacuteně)
5) Zpracovaacuteniacute elektraacuterenskeacuteho popiacutelku
Těžba v roce 2013
(59 678 t)
Kazachstaacuten 22567 t
Kanada 9332 t
Austraacutelie 6350 t
Niger 4528 t
Rusko 3135 t
(61)
Spotřeba 1000 MW ndash 200 tun přiacuterodniacuteho uranu ročně
Svět ndash 430 000 MW ndash 65 000 tun ročně (při takoveacute spotřebě znaacutemeacute zaacutesoby pro
cenu 130 $ na 85 let) ndash cena byla už i 300 $ - odhad zaacutesob o řaacuted až dva většiacute
Těžba v Česku 225 tun (2015) v principu zaacutesoby až 109 000 t (při ceně 300 $)
Zbrojniacute uran a plutonium ndash ekvivalent 545 000 tun přiacuterodniacuteho uranu
Využitiacute uranu 238 ndash přiacuterodniacute uran 07 uranu 235 rarr viacutece než 100kraacutet viacutece paliva
Přepracovaacuteniacute vyhořeleacuteho paliva ndash MOX ndash efektivnějšiacute využitiacute
Spolehlivě zhruba na stoletiacute i při zvyacutešeniacute produkce několikanaacutesobně
Možnost i při vysokeacutem zvyacutešeniacute využitiacute jaacutedra na tisiacuteciletiacute
Zpracovatelskyacute zaacutevod dolu Beverley (Austraacutelie)
Thoriovyacute cyklus (vyacutehoda ndash nevznikajiacute transurany)
232Th T12 = 14051010 let rarr je ho ještě viacutece než uranu 238
232Th + n rarr 233Th(β-) + γ rarr 233Pa(β-) + γ rarr 233U
vyacuteskyt v monazitu
Austraacutelie 452 000 tun
USA 400 000 tun
Turecko 344 000 tun
Indie 319 000 tun
Celkově 2 400 000 tun
Produkce štěpneacuteho materiaacutelu
možnost zajištěniacute jaderneacute energetiky na tisiacuteciletiacute
Velkeacute zaacutesoby thoria maacute opět Austraacutelie a takeacute Indie
Pozor znaacutemeacute zaacutesoby
Znalosti velmi sporeacute
Množstviacute určitě řaacutedově podceněneacute
Reaktory IV generace
Proč je potřebujeme
1) Zvyacutešeniacute efektivity využitiacute uranu a thoria (zaacutesoby paliva na mnoho tisiacuteciletiacute) ndash rychleacute
reaktory
2) Sniacuteženiacute objemu a nebezpečnosti radioaktivniacuteho odpadu (uzavřeniacute palivoveacuteho cyklu) ndash
exotickeacute typy s tekutyacutem palivem a průběžnou separaciacute
3) Zvyacutešeniacute efektivity produkce elektřiny a tepla pro průmysl (vysokoteplotniacute reaktory
pro průmysl i produkci vodiacuteku)
4) Uacuteplně noveacute koncepty někdy značně exotickeacute ndash šest třiacuted konceptů
Sodiacutekem chlazenyacute reaktor BN800
Sodiacutekem chlazenyacute reaktor ndash rychlyacute reaktor uacutespěšneacute komerčniacute bloky BN600 a BN800
v Rusku prototyp CEFR (Čiacutena) dokončovanyacute blok Kalpakkam 500 MWe (Indie)
evropskyacute hlavně francouzskyacute projekt ASTRID
Olovem chlazenyacute reaktor ndash rychlyacute reaktor chla-
zenyacute tekutyacutem kovem zkušenosti na ponorkaacutech
BREST-300 ndash prototypovyacute reaktor (Rusko)
Palivovyacute soubor a staveniště reaktoru BREST 300
Sodiacutekovyacute reaktor Kalpakkam (Indie)
Ruskaacute ponorka s olovem chlazenyacutem reaktorem
Vysokoteplotniacute plynem chlazenyacute reaktor ndash chlazenyacute
heacuteliem (přiacutepadně jinyacutem plynem) moderovanyacute
grafitem vysokyacute stupeň vyhořeniacute paliva pasivniacute
bezpečnost dokončovanyacute reaktor s palivem v
podobě kouliacute v Čiacuteně ndash HTR-PM spolupraacutece se
Saudskou Araacutebiiacute
Reaktor chlazenyacute superkritickou vodou ndash nadkritickeacute
bloky s klasickou moderaciacute velmi vysokaacute efektivita
konverze tepla na elektřinu Smyčka se
superkritickou vodou v UacuteJV
Reaktory využiacutevajiacuteciacute tekuteacute soli ndash využitiacute fluoroveacute
soliacute s lithiem tekuteacute palivo ndash nejinovativnějšiacute
princip různeacute typy moderace (energetickeacuteho
spektra) Vhodnyacute pro konverzi thoria 232 na uran
233 Nejdaacutele v Čiacuteně Zapojeniacute CVŘ a UacuteJV
Rychlyacute reaktor chlazenyacute plynem ndash chlazeniacute heliem
nemoderovanyacute evropskyacute projekt ALLEGRO
uacutevahy o jeho vyacutestavbě ve Středniacute Evropě heliovaacute
smyčka v UacuteJV as Řež
Kuloveacute palivo pro reaktor HTR-PM v Čiacuteně
Instalace reaktoru HTR-PM v Čiacuteně
Scheacutema projektu reaktoru Allegro
Prvniacute dokončovaneacute uacuteložiště vyhořeleacuteho paliva
Onkalo
Finsko ndash bliacutezko elektraacuterny
Olkiluoto
Žulovyacute masiacutev ndash umiacutestěniacute
500 m pod povrchem
2004 ndash začaacutetek ražby
2015 ndash licence pro vyacutestavbu
2020 ndash dokončeniacute 1etapy
2024 ndash začaacutetek uklaacutedaacuteniacute
Recyklace ndash palivo MOX
Využitiacute uranu a plutonia z vyhořeleacuteho
paliva
Přepracovaciacute zaacutevod ndash separace uranu a
plutonia
Přepracovaacuteniacute a produkci MOX ndash
Francie Velkaacute Britaacutenie Rusko
Sniacuteženiacute potřeby čerstveacuteho uranu a
zmenšeniacute objemu odpadu
Radionuklidoveacute zdroje pro vesmiacuter ndash chybiacute plutonium 238
Miacutesto 238Pu použiacutet 241Am z jaderneacuteho odpadu
plutonium 238 americium 241
poločas rozpadu 87 7 let 432 let
Nejintenzivnějšiacute gama 004 36
Energie gama 43 keV 60 keV
Energie rozpadu 56 MeV 56 MeV
Hustota energie 054 kWkg 0105 kWkg
Možnost ziacuteskat chemickou separaciacute z vyhořeleacuteho paliva (staryacutech zaacutesob plutonia)
Vyacutehody Možnost ziacuteskaacuteniacute bez speciaacutelniacuteho ozařovaacuteniacute ve speciaacutelniacutem reaktoru
Pomalejšiacute pokles vyacutekonu
Nevyacutehody Teacuteměř 5kraacutet vyššiacute potřebnaacute hmotnost ( 5kraacutet nižšiacute aktivita)
Vyacuteraznějšiacute aktivita gama ndash nutnost řešit stiacuteněniacute před touto radiaciacute
Ziacuteskaacutevaacuteniacute americia 241
Chemickaacute
separace
americia
Čisteacute plutonium americium pro vesmiacuter
Přepracovaacuteniacute
paliva
Separovaneacute plutonium
Čas uloženiacute
Z plutoniiacute jedině 241Pu se rozpadaacute beta rozpadem při rozpadu směsi plutoniiacute
tak vznikaacute pouze izotop americia 241Am (241Pu rarr 241Am T12 = 14 let)
241Pu rarr 241Am
Urychlovačem řiacutezeneacute transmutory
Z čeho se sklaacutedaacute
1) Urychlovač protonů - energie 100 - 1000 MeV
2) Terč - olovo wolfram hellip
3) Naacutedoba obsahujiacuteciacute systeacutem jaderneacuteho odpadu moderaacutetoru
Nutnost separace stabilniacutech a kraacutetkodobyacutech izotopů
Zaacutekladniacute vlastnosti
1) Využiacutevaacute třiacuteštivyacutech reakciacute
2) Velmi vysokaacute hustota neutronů rarr efektivniacute transmutace
3) Podkritickyacute režim provozu
4) Produkce neutronů ve velmi širokeacutem rozmeziacute energiiacute
Scheacutema koncepce urychlovačem řiacutezeneacuteho jaderneacuteho transmutoru
Praacutece na analyacuteze terče Megapie
v horkyacutech komoraacutech v PSI
Olověnyacute terč při testech v laboratoři CERN
Termojadernaacute elektraacuterna
Tokamak ITER ndash prvniacute fuacutezniacute reaktor vyacutekon 500 MW 10kraacutet vyššiacute než vklad demonstruje
chovaacuteniacute plazmy u elektraacuterny fuacutezniacute reakce deuteria a tritia testy s produkciacute tritia
Tokamak ITER ndash produkce 10kraacutet viacutece energie
DEMO ndash prvniacute prototyp fuacutezniacute elektraacuterny ndash i s turbiacutenou a produkciacute paliva (tritia) z lithia
Současnyacute časovyacute plaacuten Sestavovaacuteniacute a instalace zařiacutezeniacute 2018 ndash 2025
prvniacute plazma ndash 2025 přechod na studium fuacutezniacutech reakciacute d+t -2035
Na zaacutekladě vyacutesledků vyacutezkumů za pomociacute ITER (i jeho budovaacuteniacute) přechod k reaacutelneacute
elektraacuterně
Jineacute cesty ndash stelaraacutetor inerciaacutelniacute udrženiacute NIF (USA) ndash zatiacutem daleko za tokamaky
Jakeacute možnosti jaacutedro poskytuje
Efektivniacute většiacute zdroj energie minimaacutelně (chlazeniacute) zaacutevislyacute na miacutestniacutech podmiacutenkaacutech
staacutelyacute stabilniacute vyacutekon rarr vhodneacute zaacutekladniacute většiacute zdroje
Česko ndash Dukovany (4 500 MW) a Temeliacuten (2 1000 MW) ndash celkem 4000 MW (36 )
uacutevaha ndash 2 bloky Temeliacuten a 2 Dukovany ( ~ 5000 MW) ndash 60 elektrickeacute energie
Slovensko - Jaslovskeacute Bohunice (2 bloky 440 MW) a Mochovce (2 bloky 440 MW) - 50
dokončovaacuteny ndash 2 bloky Mochovce (440 MW) 1 blok Jaslovskeacute Bohunice (~ 1500 MW)
V budoucnu i dalšiacute elektraacuterny ndash podiacutel na elektřině 70 ndash 80 většiacute podiacutel u tepla vodiacutek
U elektřiny by tak podiacutel mohl byacutet až 70 ndash 80 (nemaacute smysl byacutet většiacute)
Většiacute využitiacute v dopravě v přiacutepadě přechodu na
elektromobily a vodiacutekoveacute hospodaacuteřstviacute
Nahrazeniacute hlavně uhelnyacutech elektraacuteren ndash sniacuteženiacute produkce CO2
Teplaacuterny ndash přechod na menšiacute kompaktniacute zdroje
Možnost kompaktniacutech malyacutech zdrojů kde by se
neměnilo palivo ale celaacute elektraacuterna
Nutnost vhodneacute kombinace a doplňovaacuteniacute s dalšiacutemi
zdroji a uacutesporami
Jadernaacute energetika neniacute samospasitelnaacute ale může byacutet vyacuteznamnyacutem zdrojem energie
Budovanyacute
plovouciacute reaktor
(70 MWe)
EPR reaktor
Některeacute možneacute energetickeacute sceacutenaacuteře
Sceacutenaacuteř 1 Superniacutezkoemisniacute ndash postaveniacute většiacuteho počtu jadernyacutech bloků intenzivniacute
budovaacuteniacute obnovitelnyacutech zdrojů uacuteložiště energie hellip
Česko by zaacutesadně přispělo ke sniacuteženiacute emisiacute
Dnes už velmi nepravděpodobnyacute
Sceacutenaacuteř 3 Druheacute Bavorsko ndash postupnyacute uacutebytek vyacutekonu v jadernyacutech a uhelnyacutech zdrojiacutech
spoleacutehaacuteniacute na větrneacute zdroje na severu Německa a plynoveacute
zdroje regulujiacuteciacute siacuteť u naacutes i v Německu
Situace v Bavorsku ukaacuteže k čemu sceacutenaacuteř vede
Sceacutenaacuteř pravděpodobnyacute v přiacutepadě pokračovaacuteniacute současneacute
nečinnosti
Sceacutenaacuteř 4 Vyacutepadek Dukovan už v roce 2025 ndash třeba tlakem Rakouska a Německa ndash spolu
s odstavenyacutemi uhelnyacutemi bloky ztraacuteta přes 6 GW vyacutekonu
V přiacutepadě nečinnosti a cestě k Bavorskeacutemu sceacutenaacuteři povede
k velkyacutem naacuterokům na regulaci a import elektřiny
Sceacutenaacuteř 2 ASEK ndash poměrně širokeacute rozmeziacute umožňujiacuteciacute optimalizaci podle podmiacutenek
nutnost vyacutestavby jadernyacutech bloků a uacutespěšnyacute rozvoj
obnovitelnyacutech zdrojů a uklaacutedaacuteniacute energie
Je třeba naleacutezt optimum a ve všech sceacutenaacuteřiacutech zajistit bezpečneacute fungovaacuteniacute našeho
energetickeacute ndash vyacutezva pro všechny souvisejiacuteciacute obory
Zaacutevěr1) Jadernaacute energetika prokaacutezala možnost velice efektivniacuteho přechodu k niacutezkoemisniacute
elektroenergetice (Francie Šveacutedsko Ontario hellip)
2) Probleacutemy spojeneacute s velikostiacute těchto zdrojů a citlivostiacute na společenskou podporu
3) Zatiacutem otevřenaacute otaacutezka uacutespěšnosti přechodu k reaktorům III generace (splněniacute
očekaacutevaacuteniacute z hlediska efektivity vyacutestavby a provozu) K tomu potřeba i dostatek
budovanyacutech jednotek a kontinuita Nejleacutepe na tom je VVER1200 a zatiacutem i APR1400
4) Velkyacute potenciaacutel v malyacutech modulaacuterniacutech reaktorech potřeba vyvinout kompaktniacute
model s masovou vyacuterobou (klasickeacute i inovativniacute typy)
5) Pro udržitelneacute využiacutevaacuteniacute jaderneacute energie nutneacute reaktory IV generace nejdaacutele jsou
sodiacutekem a olovem chlazeneacute a vysokoteplotniacute chlazeneacute plynem
6) Urychlovačem řiacutezeneacute transmutory a fuacuteze ndash velkyacute potenciaacutel ale komerčniacute realizace
zatiacutem dost vzdaacutelenaacute ndash velkaacute synergie mezi popsanyacutemi oblastmi
7) Miacuteru využiacutevaacuteniacute jaacutedra silně ovlivniacute reaacutelnaacute miacutera vlivu emisiacute CO2 a nutnost je potlačit
Page 4
Jaderneacute zdroje - současnost
Tři zaacutekladniacute teacutemata
1) Přechod k reaktorům III generace
2) Zavedeniacute Malyacutech modulaacuterniacutech reaktorů
3) Vyacutevoj reaktorů IV generace
Malyacute modulaacuterniacute reaktor
HTR-PM v Čiacuteně
Instalovanyacute vyacutekon 393 GWe (začaacutetek roku 2018)
Rozestavěno 616 GWe
Reaktor EPR (Olkiluoto 3) Rychlyacute reaktor chlazenyacute sodiacutekem BN-800 ndashBělojarsk 3
Renesance v Čiacuteně stagnace v Evropě a USA
USA a Evropa ndash prodlužovaacuteniacute životnosti bloků
Klasickeacute jaderneacute reaktory
Štěpnaacute reakce - štěpeniacute jaacutedra samovolneacute nebo po ziacuteskaacuteniacute energie
- obvykle se dodaacute energie zaacutechytem neutronu
- doprovaacutezena vznikem neutronů s energiemi v
oblasti jednotek MeV ( 2 - 3 neutrony na štěpeniacute)
(čaacutest hned ndash čaacutest zpožděnaacute)
Řetězovaacute štěpnaacute reakce Štěpeniacute nuklidů 235U 239Pu 233U
zaacutechytem neutronu 235U + n rarr 236U 85 - štěpeniacute
15 - emise fotonu
Instalace reaktoroveacute naacutedoby prvniacuteho bloku
noveacute elektraacuterny Shin Hanul (Jižniacute Korea)
Velmi vysokeacute hodnoty uacutečinnyacutech průřezů zaacutechytu neutronů
pro maleacute energie neutronů (10-2 eV)
Nutnost zpomalovaacuteniacute neutronů - moderaacutetor
Štěpeniacute - vznik štěpnyacutech produktů
Zaacutechyt emise fotonu rozpad beta - vznik transuranů
Multiplikačniacute faktor k - počet neutronů naacutesledujiacuteciacute generace
neutronů produkovanyacutech na jeden neutron předchoziacute generace
k lt 1 podkritickyacute systeacutem
k = 1 kritickyacute systeacutem
k gt 1 nadkritickyacute systeacutem
Palivo
1) přiacuterodniacute uran - složen z 238U a jen 072 235U
2) obohacenyacute uran - zvyacutešeniacute obsahu 235U na 3-4
(klasickeacute reaktory ndash i přiacuterodniacute ndash
moderace těžkou vodou - CANDU)
Manipulace s palivem (Fangjiashan 1) Vnitřek reaktoru ndash instalace Sanmen I
Principiaacutelniacute scheacutema reaktoruDůležityacute odvod tepla (voda)
většinou ve formě UO2
Dukovany ndash reaktorovyacute saacutel
T12(238U) = 451109 r T12(
235U) = 713 108 r
Regulačniacute kompenzačniacute
a bezpečnostniacute tyče
Ovlaacutedaacuteniacute
Chlazeniacute
Moderaacutetor voda grafit
V uacutenoru 2018 (podle World Nuclear Association)
445 energetickyacutech reaktorů s vyacutekonem 396 GWe
(28 z nich je v Japonsku dočasně odstavenyacutech)
staviacute se 57 s vyacutekonem 62 GWe
plaacutenovaneacute 132 s vyacutekonem 131 GWe
produkce teacuteměř 11 elektřiny
celkovaacute provozniacute zkušenost gt 25 000 reaktorroků
Tlakovodniacute a varnyacute reaktor systeacutem předaacutevaacuteniacute tepla turbiacuteně kteraacute vyraacutebiacute elektřinu
Jadernaacute elektraacuternaYonggwang v Jižniacute Koreji
Tlakovodniacute reaktor Varnyacute reaktor
Po roce 2011 dopad Fukušimy I 38 japonskyacutech
rektorů je vypnuto
Podiacutel jaacutedra na produkci elektřiny něco pod 11
Rok 2017 ndash 2519 TWh 103
Rychleacute (množiveacute) reaktory
Nemoderovaneacute neutrony rarr menšiacute pravděpodobnost reakciacute rarr většiacute intenzita neutronů
rarr většiacute počet štěpeniacute rarr nutnost vysokeacuteho obohaceniacute uranu 20 - 50 235U (ekvivalentně 239Pu)
Produkce 239Pu 238U + n rarr 239U(β-) + γ rarr 239Ne (β-)rarr239Pu rarr produkce paliva
Z 239Pu viacutece neutronů (3 na jedno štěpeniacute) rarr produkce viacutece plutonia než se spotřebuje (plodivaacute zoacutena)
Efektivnějšiacute využitiacute paliva ndash menšiacute citlivost na složeniacute paliva spalovaacuteniacute transuranů
Vysokeacute obohaceniacute rarr vysokaacute produkce tepla rarr nutnost
vyacutekonneacuteho chlazeniacute rarr roztavenyacute sodiacutek (teplota 550 oC)
roztaveneacute olovo
Doba života generace rychlyacutech neutronů velmi kraacutetkaacute rarr
většiacute role zpožděnyacutech neutronů při regulaci
Čiacutenskyacute reaktor CEFR
s vyacutekonem 20 MWe v
spuštěnyacute v roce 2014
BN600 Bělojarskaacute
jadernaacute elektraacuterna
v Rusku
Rychlyacute reaktor BN800
Bělojarskaacute elektraacuterna
Spuštěn 2014
Různeacute generace jadernyacutech reaktorů
Využiacutevaacuteniacute jaderneacute energie od padesaacutetyacutech let
Komerčniacute reaktory od šedesaacutetyacutech sedmdesaacutetyacutech let
osmdesaacutetaacute a devadesaacutetaacute leacuteta - staacutele efektivnějšiacute a bezpečnějšiacute
Začaacutetek tohoto stoletiacute ndash novaacute III generace ndash evolučniacute vyacutevoj - efektivniacute bezpečneacute
(kontejnment pasivniacute bezpečnostniacute prvky) dlouhodobaacute životnost
Současneacute reaktory
Až na vyacutejimku generace II Spolehlivaacute funkce staacutele efektivnějšiacute využitiacute
Prodlužovaacuteniacute životnosti (přes 40 let) zkracovaacuteniacute přestaacutevek optimalizace
vyacutekonu (dukovanskeacute reaktory dřiacuteve 440 MWe nyniacute teacuteměř 500 MWe)
Dva dokončeneacute bloky 1 a 2 jaderneacute elektraacuterny
Cernavoda v Rumunsku (reaktor CANDU)
Transport českeacute reaktoroveacute naacutedoby pro
dostavbu Mochovců(reaktory VVER 440)
V USA vyacutekon jaderneacute energetiky rostl i když se noveacute reaktory nestavěly
Podiacutel jaderneacute energie v některyacutech staacutetech velkyacute (Francie až 71 )
V současnosti boom vyacutestavby v rozviacutejejiacuteciacutech se zemiacutech Asie
V Evropě se dostavujiacute nedokončeneacute reaktory ndash noveacute budou už III generace
Instalace reaktoroveacute naacutedoby bloku Rostov 3 (VVER 1000) Bloky VVER1000 Kudankullam Indie
Bloky elektraacuterny Fang-čcheng-kang 1 a 2
Přechod od generace II
ke generaci III
Hlavně v Čiacuteně se dokončuje řada
bloků II generace
Evoluciacute přechod ke generaci III
U dokončovanyacutech bloků II generace
řada prvků III generace
Reaktory III a III+ generace
1) Současnaacute doba ndash přechod k reaktorům III generace
2) Zvyacutešenaacute bezpečnost ndash odolnějšiacute kontejnment efektivniacute chlazeniacute pasivniacute prvky
bazeacuten pro chlazeniacute kontejnmentu rekombinace vodiacuteku lapač aktivniacute zoacuteny
3) Modulaacuterniacute a seacuteriovaacute produkce komponent ndash efektivnějšiacute a levnějšiacute (je třeba ověřit)
4) Snadnějšiacute efektivnějšiacute a levnějšiacute provoz (prvniacute reaktory zatiacutem jen kraacutetce v
provozu)
5) Životnost přesahujiacuteciacute 60 let
6) Využiacutevaacuteniacute paliva typu MOX (efektivnějšiacute využitiacute uranu)
7) Rozsaacutehleacute možnosti regulace
Reaktorovaacute naacutedoba VVER1200 (Ostrovec) Vizualizace elektraacuterny Hinkley Point C
Zvyacutešeniacute bezpečnosti
Lapač aktivniacute zoacuteny bloku VVER1200
(elektraacuterna Ostrovec Bělorusko)
1) Pasivniacute chlazeniacute v přiacutepadě havaacuterie
2) Přirozenaacute cirkulace vzduchu přes tepelneacute vyacuteměniacuteky
3) Dvojityacute kontejnment
4) Vodniacute bazeacuten k ochlazovaacuteniacute kontejnmentu
5) Rychleacute vstřikovaacuteniacute kyseliny boriteacute
6) Zařiacutezeniacute pro rekombinaci vodiacuteku
7) Lapač aktivniacute zoacuteny (Lapač koria)
Vnějšiacute vzhled kontejnmentu VVER1000
elektraacuterna Kudankullam (bliacutežiacute se III generaci
Vnějšiacute vzhled kontejnmentu AP1000
Rok 2018 ndash průlom u bloků III generace
Spouštiacute se šest novyacutech reaktorů III generace přičemž uacuteplně prvniacute typu AP1000 a EPR
EPR ndash Tchaj-šan
AP1000 ndash San-men
VVER1200 - Novovoroněž
Barakah 1
Ktereacute bloky jsou k dispozici
ABWR ndash varnyacute reaktor vybudovanyacute v Japonsku a na Tchaj-wanu
nyniacute odstaveneacute (III )
AP 1000 ndash již tři běžiacute v Čině Westinghouse maacute velkeacute probleacutemy
nechce se už podiacutelet na samotneacute vyacutestavbě negativniacute zkušenosti z
USA (III+)
EPR ndash jeden běžiacute v Čiacuteně (Finsko Francie bude v roce 2019)
probleacutemy při stavbě uvidiacuteme zkušenosti z Velkeacute Britaacutenie přiacuteliš
velkyacute vyacutekon až 1700 MW (III+)
APR1400 ndash běžiacute v Jižniacute Koreji dokončuje se v SAE pozitivniacute
reference v domovskaacute země odstupuje od jaacutedra (III)
Hualong One ndash zatiacutem neběžiacute (prvniacute 2019) dobreacute zkušenosti z
kontinuaacutelniacute vyacutestavby reaktorů v Čiacuteně (III+)
VVER1200 ndash běžiacute v Rusku dokončuje se v Bělorusku stavba ve
Finsku Maďarsku Turecku Bangladeši Kontinuaacutelniacute stavba a
evoluce reaktorů Intenzivniacute zapojeniacute českyacutech firem (III+)
Fungujiacuteciacute a ve vyacutestavbě
Dalšiacute projekty ESBWR ATMEA1 pokročileacute typy CANDU
Je třeba alespoň některeacute z modelů začiacutet stavět hromadně v seacuterii ndash nejbliacuteže k tomu maacute
VVER1200 přiacutepadně čiacutenskeacute modely (důležitaacute kontinuita budovaacuteniacute bloků)
Důležiteacute je jak se jednotliveacute modely osvědčiacute v provozu důraz na bezpečnost a ekonomiku
Nelze přeskočit hned k malyacutem modulaacuterniacutem reaktorům IV generaci nebo fuacutezi nutnost
kontinuity a firem se zkušenostiacute v oboru
Nutnost nahrazeniacute staacuternouciacute flotily v Evropě a USA a pokrytiacute rostouciacutech potřeb v
rozvojovyacutech zemiacutech (Indie Čiacutena Turecko hellip)
Novovoroněžskaacute 6 a 7 ndash prvniacute fungujiacuteciacute bloky III+ generace
Maleacute modulaacuterniacute reaktory
1) Zaacutesadniacute probleacutem ndash vysokeacute počaacutetečniacute investice jen velmi velkyacute zdroj
2) Řešeniacute ndash maleacute modulaacuterniacute reaktory (vyacutekon menšiacute než 300 MWe 500 MWe)
3) Umožňujiacute a) Postavit velkou elektraacuternu postupně
b) Postavit malyacute blok třeba pro teplaacuterenskeacute uacutečely
4) Možneacute varianty a) Založeneacute na klasickeacutem zaacutekladě
b) Maleacute modulaacuterniacute reaktory IV generace
c) bdquoBaterieldquo s dlouhou periodou vyacuteměny paliva
5) Zatiacutem spiacuteše exotika pro specifickeacute uacutečely (reaacutelneacute modely zatiacutem v projektech)
Plovouciacute elektraacuterna Akademik Lomonosov Architektonickaacute vize kompaktniacute bdquobaterieldquo StarCore Nuclear
Současnyacute stav ndash otaacutezka budoucnosti otevřenaacute
Dokončovanyacute KLT-40S (Rusko) ndash tlakovodniacute 35 MWe plovouciacute elektraacuterna Akademik
Lomonsov nahrazuje dosluhujiacuteciacute Bilibinskou elektraacuternu (4 bloky s 11 MWe)
(klasickyacute model ndash podobně i lodniacute reaktory RITM-200 s 50 MWe)
Zahaacutejenyacute ACPR50S (Čiacutena) ndash 60 MWe
Plovouciacute i pozemniacute elektraacuterny (ACPR100)
Plovouciacute elektraacuterna Akademik Lomonosov
nahradiacute Bilibinskou elektraacuternu
Představa budouciacute čiacutenskeacute plovouciacute jaderneacute
elektraacuterny
Dokončovanyacute HTR-PM ndash vysokoteplotniacute reaktor chlazenyacute plynem dva bloky s jednou
turbiacutenou 210 MWe
Pokročilyacute
Rozpracovaneacute projekty (cesta do budoucnosti)
Tlakovodniacute - VBER-300 (Rusko) SMR-160 (USA)
Integraacutelniacute tlakovodniacute ndash NuScale (USA) ACP100 (Čiacutena) SMART (Jižniacute Korea)
Sodiacutekovyacute rychlyacute ndash PRISM ARC-100
Integraacutelniacute tekuteacute soli ndash Integral MSR (Kanada)
Chlazenyacute olovem ndash BREAST (Rusko)
Chlazenyacute bismutem a olovem ndash SVBR100 (Rusko)
Scheacutema elektraacuterny
Terrestrial Energy
Kanada
Kritickeacute ndash dokončeniacute
prototypu a seacuteriovaacute vyacuteroba
Vyacuteroba paliva pro bloky HTR-PM
Jak jsme na tom s palivem
Znaacutemeacute zaacutesoby 55 milionů tun (130 $kg)
Austraacutelie 23 Kazachstaacuten 15 Rusko 10 Kanada 8
Uraninit jeden z typů uranoveacute rudy
Zaacutesoby uranu maacute i Česko
Důl Rožnaacute v Dolniacute RožiacutenceKanada je největšiacutem producentem uranu
Lepšiacute prospekciacute až řaacutedoveacute zvyacutešeniacute zaacutesob
Současnaacute potřeba ndash 65 014 tun
Těžba 1) Podzemniacute
2) Povrchovaacute
3) Louženiacutem (29)
4) Vedlejšiacute produkt (10)
(i obsahy uranu 0025 a meacuteně)
5) Zpracovaacuteniacute elektraacuterenskeacuteho popiacutelku
Těžba v roce 2013
(59 678 t)
Kazachstaacuten 22567 t
Kanada 9332 t
Austraacutelie 6350 t
Niger 4528 t
Rusko 3135 t
(61)
Spotřeba 1000 MW ndash 200 tun přiacuterodniacuteho uranu ročně
Svět ndash 430 000 MW ndash 65 000 tun ročně (při takoveacute spotřebě znaacutemeacute zaacutesoby pro
cenu 130 $ na 85 let) ndash cena byla už i 300 $ - odhad zaacutesob o řaacuted až dva většiacute
Těžba v Česku 225 tun (2015) v principu zaacutesoby až 109 000 t (při ceně 300 $)
Zbrojniacute uran a plutonium ndash ekvivalent 545 000 tun přiacuterodniacuteho uranu
Využitiacute uranu 238 ndash přiacuterodniacute uran 07 uranu 235 rarr viacutece než 100kraacutet viacutece paliva
Přepracovaacuteniacute vyhořeleacuteho paliva ndash MOX ndash efektivnějšiacute využitiacute
Spolehlivě zhruba na stoletiacute i při zvyacutešeniacute produkce několikanaacutesobně
Možnost i při vysokeacutem zvyacutešeniacute využitiacute jaacutedra na tisiacuteciletiacute
Zpracovatelskyacute zaacutevod dolu Beverley (Austraacutelie)
Thoriovyacute cyklus (vyacutehoda ndash nevznikajiacute transurany)
232Th T12 = 14051010 let rarr je ho ještě viacutece než uranu 238
232Th + n rarr 233Th(β-) + γ rarr 233Pa(β-) + γ rarr 233U
vyacuteskyt v monazitu
Austraacutelie 452 000 tun
USA 400 000 tun
Turecko 344 000 tun
Indie 319 000 tun
Celkově 2 400 000 tun
Produkce štěpneacuteho materiaacutelu
možnost zajištěniacute jaderneacute energetiky na tisiacuteciletiacute
Velkeacute zaacutesoby thoria maacute opět Austraacutelie a takeacute Indie
Pozor znaacutemeacute zaacutesoby
Znalosti velmi sporeacute
Množstviacute určitě řaacutedově podceněneacute
Reaktory IV generace
Proč je potřebujeme
1) Zvyacutešeniacute efektivity využitiacute uranu a thoria (zaacutesoby paliva na mnoho tisiacuteciletiacute) ndash rychleacute
reaktory
2) Sniacuteženiacute objemu a nebezpečnosti radioaktivniacuteho odpadu (uzavřeniacute palivoveacuteho cyklu) ndash
exotickeacute typy s tekutyacutem palivem a průběžnou separaciacute
3) Zvyacutešeniacute efektivity produkce elektřiny a tepla pro průmysl (vysokoteplotniacute reaktory
pro průmysl i produkci vodiacuteku)
4) Uacuteplně noveacute koncepty někdy značně exotickeacute ndash šest třiacuted konceptů
Sodiacutekem chlazenyacute reaktor BN800
Sodiacutekem chlazenyacute reaktor ndash rychlyacute reaktor uacutespěšneacute komerčniacute bloky BN600 a BN800
v Rusku prototyp CEFR (Čiacutena) dokončovanyacute blok Kalpakkam 500 MWe (Indie)
evropskyacute hlavně francouzskyacute projekt ASTRID
Olovem chlazenyacute reaktor ndash rychlyacute reaktor chla-
zenyacute tekutyacutem kovem zkušenosti na ponorkaacutech
BREST-300 ndash prototypovyacute reaktor (Rusko)
Palivovyacute soubor a staveniště reaktoru BREST 300
Sodiacutekovyacute reaktor Kalpakkam (Indie)
Ruskaacute ponorka s olovem chlazenyacutem reaktorem
Vysokoteplotniacute plynem chlazenyacute reaktor ndash chlazenyacute
heacuteliem (přiacutepadně jinyacutem plynem) moderovanyacute
grafitem vysokyacute stupeň vyhořeniacute paliva pasivniacute
bezpečnost dokončovanyacute reaktor s palivem v
podobě kouliacute v Čiacuteně ndash HTR-PM spolupraacutece se
Saudskou Araacutebiiacute
Reaktor chlazenyacute superkritickou vodou ndash nadkritickeacute
bloky s klasickou moderaciacute velmi vysokaacute efektivita
konverze tepla na elektřinu Smyčka se
superkritickou vodou v UacuteJV
Reaktory využiacutevajiacuteciacute tekuteacute soli ndash využitiacute fluoroveacute
soliacute s lithiem tekuteacute palivo ndash nejinovativnějšiacute
princip různeacute typy moderace (energetickeacuteho
spektra) Vhodnyacute pro konverzi thoria 232 na uran
233 Nejdaacutele v Čiacuteně Zapojeniacute CVŘ a UacuteJV
Rychlyacute reaktor chlazenyacute plynem ndash chlazeniacute heliem
nemoderovanyacute evropskyacute projekt ALLEGRO
uacutevahy o jeho vyacutestavbě ve Středniacute Evropě heliovaacute
smyčka v UacuteJV as Řež
Kuloveacute palivo pro reaktor HTR-PM v Čiacuteně
Instalace reaktoru HTR-PM v Čiacuteně
Scheacutema projektu reaktoru Allegro
Prvniacute dokončovaneacute uacuteložiště vyhořeleacuteho paliva
Onkalo
Finsko ndash bliacutezko elektraacuterny
Olkiluoto
Žulovyacute masiacutev ndash umiacutestěniacute
500 m pod povrchem
2004 ndash začaacutetek ražby
2015 ndash licence pro vyacutestavbu
2020 ndash dokončeniacute 1etapy
2024 ndash začaacutetek uklaacutedaacuteniacute
Recyklace ndash palivo MOX
Využitiacute uranu a plutonia z vyhořeleacuteho
paliva
Přepracovaciacute zaacutevod ndash separace uranu a
plutonia
Přepracovaacuteniacute a produkci MOX ndash
Francie Velkaacute Britaacutenie Rusko
Sniacuteženiacute potřeby čerstveacuteho uranu a
zmenšeniacute objemu odpadu
Radionuklidoveacute zdroje pro vesmiacuter ndash chybiacute plutonium 238
Miacutesto 238Pu použiacutet 241Am z jaderneacuteho odpadu
plutonium 238 americium 241
poločas rozpadu 87 7 let 432 let
Nejintenzivnějšiacute gama 004 36
Energie gama 43 keV 60 keV
Energie rozpadu 56 MeV 56 MeV
Hustota energie 054 kWkg 0105 kWkg
Možnost ziacuteskat chemickou separaciacute z vyhořeleacuteho paliva (staryacutech zaacutesob plutonia)
Vyacutehody Možnost ziacuteskaacuteniacute bez speciaacutelniacuteho ozařovaacuteniacute ve speciaacutelniacutem reaktoru
Pomalejšiacute pokles vyacutekonu
Nevyacutehody Teacuteměř 5kraacutet vyššiacute potřebnaacute hmotnost ( 5kraacutet nižšiacute aktivita)
Vyacuteraznějšiacute aktivita gama ndash nutnost řešit stiacuteněniacute před touto radiaciacute
Ziacuteskaacutevaacuteniacute americia 241
Chemickaacute
separace
americia
Čisteacute plutonium americium pro vesmiacuter
Přepracovaacuteniacute
paliva
Separovaneacute plutonium
Čas uloženiacute
Z plutoniiacute jedině 241Pu se rozpadaacute beta rozpadem při rozpadu směsi plutoniiacute
tak vznikaacute pouze izotop americia 241Am (241Pu rarr 241Am T12 = 14 let)
241Pu rarr 241Am
Urychlovačem řiacutezeneacute transmutory
Z čeho se sklaacutedaacute
1) Urychlovač protonů - energie 100 - 1000 MeV
2) Terč - olovo wolfram hellip
3) Naacutedoba obsahujiacuteciacute systeacutem jaderneacuteho odpadu moderaacutetoru
Nutnost separace stabilniacutech a kraacutetkodobyacutech izotopů
Zaacutekladniacute vlastnosti
1) Využiacutevaacute třiacuteštivyacutech reakciacute
2) Velmi vysokaacute hustota neutronů rarr efektivniacute transmutace
3) Podkritickyacute režim provozu
4) Produkce neutronů ve velmi širokeacutem rozmeziacute energiiacute
Scheacutema koncepce urychlovačem řiacutezeneacuteho jaderneacuteho transmutoru
Praacutece na analyacuteze terče Megapie
v horkyacutech komoraacutech v PSI
Olověnyacute terč při testech v laboratoři CERN
Termojadernaacute elektraacuterna
Tokamak ITER ndash prvniacute fuacutezniacute reaktor vyacutekon 500 MW 10kraacutet vyššiacute než vklad demonstruje
chovaacuteniacute plazmy u elektraacuterny fuacutezniacute reakce deuteria a tritia testy s produkciacute tritia
Tokamak ITER ndash produkce 10kraacutet viacutece energie
DEMO ndash prvniacute prototyp fuacutezniacute elektraacuterny ndash i s turbiacutenou a produkciacute paliva (tritia) z lithia
Současnyacute časovyacute plaacuten Sestavovaacuteniacute a instalace zařiacutezeniacute 2018 ndash 2025
prvniacute plazma ndash 2025 přechod na studium fuacutezniacutech reakciacute d+t -2035
Na zaacutekladě vyacutesledků vyacutezkumů za pomociacute ITER (i jeho budovaacuteniacute) přechod k reaacutelneacute
elektraacuterně
Jineacute cesty ndash stelaraacutetor inerciaacutelniacute udrženiacute NIF (USA) ndash zatiacutem daleko za tokamaky
Jakeacute možnosti jaacutedro poskytuje
Efektivniacute většiacute zdroj energie minimaacutelně (chlazeniacute) zaacutevislyacute na miacutestniacutech podmiacutenkaacutech
staacutelyacute stabilniacute vyacutekon rarr vhodneacute zaacutekladniacute většiacute zdroje
Česko ndash Dukovany (4 500 MW) a Temeliacuten (2 1000 MW) ndash celkem 4000 MW (36 )
uacutevaha ndash 2 bloky Temeliacuten a 2 Dukovany ( ~ 5000 MW) ndash 60 elektrickeacute energie
Slovensko - Jaslovskeacute Bohunice (2 bloky 440 MW) a Mochovce (2 bloky 440 MW) - 50
dokončovaacuteny ndash 2 bloky Mochovce (440 MW) 1 blok Jaslovskeacute Bohunice (~ 1500 MW)
V budoucnu i dalšiacute elektraacuterny ndash podiacutel na elektřině 70 ndash 80 většiacute podiacutel u tepla vodiacutek
U elektřiny by tak podiacutel mohl byacutet až 70 ndash 80 (nemaacute smysl byacutet většiacute)
Většiacute využitiacute v dopravě v přiacutepadě přechodu na
elektromobily a vodiacutekoveacute hospodaacuteřstviacute
Nahrazeniacute hlavně uhelnyacutech elektraacuteren ndash sniacuteženiacute produkce CO2
Teplaacuterny ndash přechod na menšiacute kompaktniacute zdroje
Možnost kompaktniacutech malyacutech zdrojů kde by se
neměnilo palivo ale celaacute elektraacuterna
Nutnost vhodneacute kombinace a doplňovaacuteniacute s dalšiacutemi
zdroji a uacutesporami
Jadernaacute energetika neniacute samospasitelnaacute ale může byacutet vyacuteznamnyacutem zdrojem energie
Budovanyacute
plovouciacute reaktor
(70 MWe)
EPR reaktor
Některeacute možneacute energetickeacute sceacutenaacuteře
Sceacutenaacuteř 1 Superniacutezkoemisniacute ndash postaveniacute většiacuteho počtu jadernyacutech bloků intenzivniacute
budovaacuteniacute obnovitelnyacutech zdrojů uacuteložiště energie hellip
Česko by zaacutesadně přispělo ke sniacuteženiacute emisiacute
Dnes už velmi nepravděpodobnyacute
Sceacutenaacuteř 3 Druheacute Bavorsko ndash postupnyacute uacutebytek vyacutekonu v jadernyacutech a uhelnyacutech zdrojiacutech
spoleacutehaacuteniacute na větrneacute zdroje na severu Německa a plynoveacute
zdroje regulujiacuteciacute siacuteť u naacutes i v Německu
Situace v Bavorsku ukaacuteže k čemu sceacutenaacuteř vede
Sceacutenaacuteř pravděpodobnyacute v přiacutepadě pokračovaacuteniacute současneacute
nečinnosti
Sceacutenaacuteř 4 Vyacutepadek Dukovan už v roce 2025 ndash třeba tlakem Rakouska a Německa ndash spolu
s odstavenyacutemi uhelnyacutemi bloky ztraacuteta přes 6 GW vyacutekonu
V přiacutepadě nečinnosti a cestě k Bavorskeacutemu sceacutenaacuteři povede
k velkyacutem naacuterokům na regulaci a import elektřiny
Sceacutenaacuteř 2 ASEK ndash poměrně širokeacute rozmeziacute umožňujiacuteciacute optimalizaci podle podmiacutenek
nutnost vyacutestavby jadernyacutech bloků a uacutespěšnyacute rozvoj
obnovitelnyacutech zdrojů a uklaacutedaacuteniacute energie
Je třeba naleacutezt optimum a ve všech sceacutenaacuteřiacutech zajistit bezpečneacute fungovaacuteniacute našeho
energetickeacute ndash vyacutezva pro všechny souvisejiacuteciacute obory
Zaacutevěr1) Jadernaacute energetika prokaacutezala možnost velice efektivniacuteho přechodu k niacutezkoemisniacute
elektroenergetice (Francie Šveacutedsko Ontario hellip)
2) Probleacutemy spojeneacute s velikostiacute těchto zdrojů a citlivostiacute na společenskou podporu
3) Zatiacutem otevřenaacute otaacutezka uacutespěšnosti přechodu k reaktorům III generace (splněniacute
očekaacutevaacuteniacute z hlediska efektivity vyacutestavby a provozu) K tomu potřeba i dostatek
budovanyacutech jednotek a kontinuita Nejleacutepe na tom je VVER1200 a zatiacutem i APR1400
4) Velkyacute potenciaacutel v malyacutech modulaacuterniacutech reaktorech potřeba vyvinout kompaktniacute
model s masovou vyacuterobou (klasickeacute i inovativniacute typy)
5) Pro udržitelneacute využiacutevaacuteniacute jaderneacute energie nutneacute reaktory IV generace nejdaacutele jsou
sodiacutekem a olovem chlazeneacute a vysokoteplotniacute chlazeneacute plynem
6) Urychlovačem řiacutezeneacute transmutory a fuacuteze ndash velkyacute potenciaacutel ale komerčniacute realizace
zatiacutem dost vzdaacutelenaacute ndash velkaacute synergie mezi popsanyacutemi oblastmi
7) Miacuteru využiacutevaacuteniacute jaacutedra silně ovlivniacute reaacutelnaacute miacutera vlivu emisiacute CO2 a nutnost je potlačit
Page 5
Klasickeacute jaderneacute reaktory
Štěpnaacute reakce - štěpeniacute jaacutedra samovolneacute nebo po ziacuteskaacuteniacute energie
- obvykle se dodaacute energie zaacutechytem neutronu
- doprovaacutezena vznikem neutronů s energiemi v
oblasti jednotek MeV ( 2 - 3 neutrony na štěpeniacute)
(čaacutest hned ndash čaacutest zpožděnaacute)
Řetězovaacute štěpnaacute reakce Štěpeniacute nuklidů 235U 239Pu 233U
zaacutechytem neutronu 235U + n rarr 236U 85 - štěpeniacute
15 - emise fotonu
Instalace reaktoroveacute naacutedoby prvniacuteho bloku
noveacute elektraacuterny Shin Hanul (Jižniacute Korea)
Velmi vysokeacute hodnoty uacutečinnyacutech průřezů zaacutechytu neutronů
pro maleacute energie neutronů (10-2 eV)
Nutnost zpomalovaacuteniacute neutronů - moderaacutetor
Štěpeniacute - vznik štěpnyacutech produktů
Zaacutechyt emise fotonu rozpad beta - vznik transuranů
Multiplikačniacute faktor k - počet neutronů naacutesledujiacuteciacute generace
neutronů produkovanyacutech na jeden neutron předchoziacute generace
k lt 1 podkritickyacute systeacutem
k = 1 kritickyacute systeacutem
k gt 1 nadkritickyacute systeacutem
Palivo
1) přiacuterodniacute uran - složen z 238U a jen 072 235U
2) obohacenyacute uran - zvyacutešeniacute obsahu 235U na 3-4
(klasickeacute reaktory ndash i přiacuterodniacute ndash
moderace těžkou vodou - CANDU)
Manipulace s palivem (Fangjiashan 1) Vnitřek reaktoru ndash instalace Sanmen I
Principiaacutelniacute scheacutema reaktoruDůležityacute odvod tepla (voda)
většinou ve formě UO2
Dukovany ndash reaktorovyacute saacutel
T12(238U) = 451109 r T12(
235U) = 713 108 r
Regulačniacute kompenzačniacute
a bezpečnostniacute tyče
Ovlaacutedaacuteniacute
Chlazeniacute
Moderaacutetor voda grafit
V uacutenoru 2018 (podle World Nuclear Association)
445 energetickyacutech reaktorů s vyacutekonem 396 GWe
(28 z nich je v Japonsku dočasně odstavenyacutech)
staviacute se 57 s vyacutekonem 62 GWe
plaacutenovaneacute 132 s vyacutekonem 131 GWe
produkce teacuteměř 11 elektřiny
celkovaacute provozniacute zkušenost gt 25 000 reaktorroků
Tlakovodniacute a varnyacute reaktor systeacutem předaacutevaacuteniacute tepla turbiacuteně kteraacute vyraacutebiacute elektřinu
Jadernaacute elektraacuternaYonggwang v Jižniacute Koreji
Tlakovodniacute reaktor Varnyacute reaktor
Po roce 2011 dopad Fukušimy I 38 japonskyacutech
rektorů je vypnuto
Podiacutel jaacutedra na produkci elektřiny něco pod 11
Rok 2017 ndash 2519 TWh 103
Rychleacute (množiveacute) reaktory
Nemoderovaneacute neutrony rarr menšiacute pravděpodobnost reakciacute rarr většiacute intenzita neutronů
rarr většiacute počet štěpeniacute rarr nutnost vysokeacuteho obohaceniacute uranu 20 - 50 235U (ekvivalentně 239Pu)
Produkce 239Pu 238U + n rarr 239U(β-) + γ rarr 239Ne (β-)rarr239Pu rarr produkce paliva
Z 239Pu viacutece neutronů (3 na jedno štěpeniacute) rarr produkce viacutece plutonia než se spotřebuje (plodivaacute zoacutena)
Efektivnějšiacute využitiacute paliva ndash menšiacute citlivost na složeniacute paliva spalovaacuteniacute transuranů
Vysokeacute obohaceniacute rarr vysokaacute produkce tepla rarr nutnost
vyacutekonneacuteho chlazeniacute rarr roztavenyacute sodiacutek (teplota 550 oC)
roztaveneacute olovo
Doba života generace rychlyacutech neutronů velmi kraacutetkaacute rarr
většiacute role zpožděnyacutech neutronů při regulaci
Čiacutenskyacute reaktor CEFR
s vyacutekonem 20 MWe v
spuštěnyacute v roce 2014
BN600 Bělojarskaacute
jadernaacute elektraacuterna
v Rusku
Rychlyacute reaktor BN800
Bělojarskaacute elektraacuterna
Spuštěn 2014
Různeacute generace jadernyacutech reaktorů
Využiacutevaacuteniacute jaderneacute energie od padesaacutetyacutech let
Komerčniacute reaktory od šedesaacutetyacutech sedmdesaacutetyacutech let
osmdesaacutetaacute a devadesaacutetaacute leacuteta - staacutele efektivnějšiacute a bezpečnějšiacute
Začaacutetek tohoto stoletiacute ndash novaacute III generace ndash evolučniacute vyacutevoj - efektivniacute bezpečneacute
(kontejnment pasivniacute bezpečnostniacute prvky) dlouhodobaacute životnost
Současneacute reaktory
Až na vyacutejimku generace II Spolehlivaacute funkce staacutele efektivnějšiacute využitiacute
Prodlužovaacuteniacute životnosti (přes 40 let) zkracovaacuteniacute přestaacutevek optimalizace
vyacutekonu (dukovanskeacute reaktory dřiacuteve 440 MWe nyniacute teacuteměř 500 MWe)
Dva dokončeneacute bloky 1 a 2 jaderneacute elektraacuterny
Cernavoda v Rumunsku (reaktor CANDU)
Transport českeacute reaktoroveacute naacutedoby pro
dostavbu Mochovců(reaktory VVER 440)
V USA vyacutekon jaderneacute energetiky rostl i když se noveacute reaktory nestavěly
Podiacutel jaderneacute energie v některyacutech staacutetech velkyacute (Francie až 71 )
V současnosti boom vyacutestavby v rozviacutejejiacuteciacutech se zemiacutech Asie
V Evropě se dostavujiacute nedokončeneacute reaktory ndash noveacute budou už III generace
Instalace reaktoroveacute naacutedoby bloku Rostov 3 (VVER 1000) Bloky VVER1000 Kudankullam Indie
Bloky elektraacuterny Fang-čcheng-kang 1 a 2
Přechod od generace II
ke generaci III
Hlavně v Čiacuteně se dokončuje řada
bloků II generace
Evoluciacute přechod ke generaci III
U dokončovanyacutech bloků II generace
řada prvků III generace
Reaktory III a III+ generace
1) Současnaacute doba ndash přechod k reaktorům III generace
2) Zvyacutešenaacute bezpečnost ndash odolnějšiacute kontejnment efektivniacute chlazeniacute pasivniacute prvky
bazeacuten pro chlazeniacute kontejnmentu rekombinace vodiacuteku lapač aktivniacute zoacuteny
3) Modulaacuterniacute a seacuteriovaacute produkce komponent ndash efektivnějšiacute a levnějšiacute (je třeba ověřit)
4) Snadnějšiacute efektivnějšiacute a levnějšiacute provoz (prvniacute reaktory zatiacutem jen kraacutetce v
provozu)
5) Životnost přesahujiacuteciacute 60 let
6) Využiacutevaacuteniacute paliva typu MOX (efektivnějšiacute využitiacute uranu)
7) Rozsaacutehleacute možnosti regulace
Reaktorovaacute naacutedoba VVER1200 (Ostrovec) Vizualizace elektraacuterny Hinkley Point C
Zvyacutešeniacute bezpečnosti
Lapač aktivniacute zoacuteny bloku VVER1200
(elektraacuterna Ostrovec Bělorusko)
1) Pasivniacute chlazeniacute v přiacutepadě havaacuterie
2) Přirozenaacute cirkulace vzduchu přes tepelneacute vyacuteměniacuteky
3) Dvojityacute kontejnment
4) Vodniacute bazeacuten k ochlazovaacuteniacute kontejnmentu
5) Rychleacute vstřikovaacuteniacute kyseliny boriteacute
6) Zařiacutezeniacute pro rekombinaci vodiacuteku
7) Lapač aktivniacute zoacuteny (Lapač koria)
Vnějšiacute vzhled kontejnmentu VVER1000
elektraacuterna Kudankullam (bliacutežiacute se III generaci
Vnějšiacute vzhled kontejnmentu AP1000
Rok 2018 ndash průlom u bloků III generace
Spouštiacute se šest novyacutech reaktorů III generace přičemž uacuteplně prvniacute typu AP1000 a EPR
EPR ndash Tchaj-šan
AP1000 ndash San-men
VVER1200 - Novovoroněž
Barakah 1
Ktereacute bloky jsou k dispozici
ABWR ndash varnyacute reaktor vybudovanyacute v Japonsku a na Tchaj-wanu
nyniacute odstaveneacute (III )
AP 1000 ndash již tři běžiacute v Čině Westinghouse maacute velkeacute probleacutemy
nechce se už podiacutelet na samotneacute vyacutestavbě negativniacute zkušenosti z
USA (III+)
EPR ndash jeden běžiacute v Čiacuteně (Finsko Francie bude v roce 2019)
probleacutemy při stavbě uvidiacuteme zkušenosti z Velkeacute Britaacutenie přiacuteliš
velkyacute vyacutekon až 1700 MW (III+)
APR1400 ndash běžiacute v Jižniacute Koreji dokončuje se v SAE pozitivniacute
reference v domovskaacute země odstupuje od jaacutedra (III)
Hualong One ndash zatiacutem neběžiacute (prvniacute 2019) dobreacute zkušenosti z
kontinuaacutelniacute vyacutestavby reaktorů v Čiacuteně (III+)
VVER1200 ndash běžiacute v Rusku dokončuje se v Bělorusku stavba ve
Finsku Maďarsku Turecku Bangladeši Kontinuaacutelniacute stavba a
evoluce reaktorů Intenzivniacute zapojeniacute českyacutech firem (III+)
Fungujiacuteciacute a ve vyacutestavbě
Dalšiacute projekty ESBWR ATMEA1 pokročileacute typy CANDU
Je třeba alespoň některeacute z modelů začiacutet stavět hromadně v seacuterii ndash nejbliacuteže k tomu maacute
VVER1200 přiacutepadně čiacutenskeacute modely (důležitaacute kontinuita budovaacuteniacute bloků)
Důležiteacute je jak se jednotliveacute modely osvědčiacute v provozu důraz na bezpečnost a ekonomiku
Nelze přeskočit hned k malyacutem modulaacuterniacutem reaktorům IV generaci nebo fuacutezi nutnost
kontinuity a firem se zkušenostiacute v oboru
Nutnost nahrazeniacute staacuternouciacute flotily v Evropě a USA a pokrytiacute rostouciacutech potřeb v
rozvojovyacutech zemiacutech (Indie Čiacutena Turecko hellip)
Novovoroněžskaacute 6 a 7 ndash prvniacute fungujiacuteciacute bloky III+ generace
Maleacute modulaacuterniacute reaktory
1) Zaacutesadniacute probleacutem ndash vysokeacute počaacutetečniacute investice jen velmi velkyacute zdroj
2) Řešeniacute ndash maleacute modulaacuterniacute reaktory (vyacutekon menšiacute než 300 MWe 500 MWe)
3) Umožňujiacute a) Postavit velkou elektraacuternu postupně
b) Postavit malyacute blok třeba pro teplaacuterenskeacute uacutečely
4) Možneacute varianty a) Založeneacute na klasickeacutem zaacutekladě
b) Maleacute modulaacuterniacute reaktory IV generace
c) bdquoBaterieldquo s dlouhou periodou vyacuteměny paliva
5) Zatiacutem spiacuteše exotika pro specifickeacute uacutečely (reaacutelneacute modely zatiacutem v projektech)
Plovouciacute elektraacuterna Akademik Lomonosov Architektonickaacute vize kompaktniacute bdquobaterieldquo StarCore Nuclear
Současnyacute stav ndash otaacutezka budoucnosti otevřenaacute
Dokončovanyacute KLT-40S (Rusko) ndash tlakovodniacute 35 MWe plovouciacute elektraacuterna Akademik
Lomonsov nahrazuje dosluhujiacuteciacute Bilibinskou elektraacuternu (4 bloky s 11 MWe)
(klasickyacute model ndash podobně i lodniacute reaktory RITM-200 s 50 MWe)
Zahaacutejenyacute ACPR50S (Čiacutena) ndash 60 MWe
Plovouciacute i pozemniacute elektraacuterny (ACPR100)
Plovouciacute elektraacuterna Akademik Lomonosov
nahradiacute Bilibinskou elektraacuternu
Představa budouciacute čiacutenskeacute plovouciacute jaderneacute
elektraacuterny
Dokončovanyacute HTR-PM ndash vysokoteplotniacute reaktor chlazenyacute plynem dva bloky s jednou
turbiacutenou 210 MWe
Pokročilyacute
Rozpracovaneacute projekty (cesta do budoucnosti)
Tlakovodniacute - VBER-300 (Rusko) SMR-160 (USA)
Integraacutelniacute tlakovodniacute ndash NuScale (USA) ACP100 (Čiacutena) SMART (Jižniacute Korea)
Sodiacutekovyacute rychlyacute ndash PRISM ARC-100
Integraacutelniacute tekuteacute soli ndash Integral MSR (Kanada)
Chlazenyacute olovem ndash BREAST (Rusko)
Chlazenyacute bismutem a olovem ndash SVBR100 (Rusko)
Scheacutema elektraacuterny
Terrestrial Energy
Kanada
Kritickeacute ndash dokončeniacute
prototypu a seacuteriovaacute vyacuteroba
Vyacuteroba paliva pro bloky HTR-PM
Jak jsme na tom s palivem
Znaacutemeacute zaacutesoby 55 milionů tun (130 $kg)
Austraacutelie 23 Kazachstaacuten 15 Rusko 10 Kanada 8
Uraninit jeden z typů uranoveacute rudy
Zaacutesoby uranu maacute i Česko
Důl Rožnaacute v Dolniacute RožiacutenceKanada je největšiacutem producentem uranu
Lepšiacute prospekciacute až řaacutedoveacute zvyacutešeniacute zaacutesob
Současnaacute potřeba ndash 65 014 tun
Těžba 1) Podzemniacute
2) Povrchovaacute
3) Louženiacutem (29)
4) Vedlejšiacute produkt (10)
(i obsahy uranu 0025 a meacuteně)
5) Zpracovaacuteniacute elektraacuterenskeacuteho popiacutelku
Těžba v roce 2013
(59 678 t)
Kazachstaacuten 22567 t
Kanada 9332 t
Austraacutelie 6350 t
Niger 4528 t
Rusko 3135 t
(61)
Spotřeba 1000 MW ndash 200 tun přiacuterodniacuteho uranu ročně
Svět ndash 430 000 MW ndash 65 000 tun ročně (při takoveacute spotřebě znaacutemeacute zaacutesoby pro
cenu 130 $ na 85 let) ndash cena byla už i 300 $ - odhad zaacutesob o řaacuted až dva většiacute
Těžba v Česku 225 tun (2015) v principu zaacutesoby až 109 000 t (při ceně 300 $)
Zbrojniacute uran a plutonium ndash ekvivalent 545 000 tun přiacuterodniacuteho uranu
Využitiacute uranu 238 ndash přiacuterodniacute uran 07 uranu 235 rarr viacutece než 100kraacutet viacutece paliva
Přepracovaacuteniacute vyhořeleacuteho paliva ndash MOX ndash efektivnějšiacute využitiacute
Spolehlivě zhruba na stoletiacute i při zvyacutešeniacute produkce několikanaacutesobně
Možnost i při vysokeacutem zvyacutešeniacute využitiacute jaacutedra na tisiacuteciletiacute
Zpracovatelskyacute zaacutevod dolu Beverley (Austraacutelie)
Thoriovyacute cyklus (vyacutehoda ndash nevznikajiacute transurany)
232Th T12 = 14051010 let rarr je ho ještě viacutece než uranu 238
232Th + n rarr 233Th(β-) + γ rarr 233Pa(β-) + γ rarr 233U
vyacuteskyt v monazitu
Austraacutelie 452 000 tun
USA 400 000 tun
Turecko 344 000 tun
Indie 319 000 tun
Celkově 2 400 000 tun
Produkce štěpneacuteho materiaacutelu
možnost zajištěniacute jaderneacute energetiky na tisiacuteciletiacute
Velkeacute zaacutesoby thoria maacute opět Austraacutelie a takeacute Indie
Pozor znaacutemeacute zaacutesoby
Znalosti velmi sporeacute
Množstviacute určitě řaacutedově podceněneacute
Reaktory IV generace
Proč je potřebujeme
1) Zvyacutešeniacute efektivity využitiacute uranu a thoria (zaacutesoby paliva na mnoho tisiacuteciletiacute) ndash rychleacute
reaktory
2) Sniacuteženiacute objemu a nebezpečnosti radioaktivniacuteho odpadu (uzavřeniacute palivoveacuteho cyklu) ndash
exotickeacute typy s tekutyacutem palivem a průběžnou separaciacute
3) Zvyacutešeniacute efektivity produkce elektřiny a tepla pro průmysl (vysokoteplotniacute reaktory
pro průmysl i produkci vodiacuteku)
4) Uacuteplně noveacute koncepty někdy značně exotickeacute ndash šest třiacuted konceptů
Sodiacutekem chlazenyacute reaktor BN800
Sodiacutekem chlazenyacute reaktor ndash rychlyacute reaktor uacutespěšneacute komerčniacute bloky BN600 a BN800
v Rusku prototyp CEFR (Čiacutena) dokončovanyacute blok Kalpakkam 500 MWe (Indie)
evropskyacute hlavně francouzskyacute projekt ASTRID
Olovem chlazenyacute reaktor ndash rychlyacute reaktor chla-
zenyacute tekutyacutem kovem zkušenosti na ponorkaacutech
BREST-300 ndash prototypovyacute reaktor (Rusko)
Palivovyacute soubor a staveniště reaktoru BREST 300
Sodiacutekovyacute reaktor Kalpakkam (Indie)
Ruskaacute ponorka s olovem chlazenyacutem reaktorem
Vysokoteplotniacute plynem chlazenyacute reaktor ndash chlazenyacute
heacuteliem (přiacutepadně jinyacutem plynem) moderovanyacute
grafitem vysokyacute stupeň vyhořeniacute paliva pasivniacute
bezpečnost dokončovanyacute reaktor s palivem v
podobě kouliacute v Čiacuteně ndash HTR-PM spolupraacutece se
Saudskou Araacutebiiacute
Reaktor chlazenyacute superkritickou vodou ndash nadkritickeacute
bloky s klasickou moderaciacute velmi vysokaacute efektivita
konverze tepla na elektřinu Smyčka se
superkritickou vodou v UacuteJV
Reaktory využiacutevajiacuteciacute tekuteacute soli ndash využitiacute fluoroveacute
soliacute s lithiem tekuteacute palivo ndash nejinovativnějšiacute
princip různeacute typy moderace (energetickeacuteho
spektra) Vhodnyacute pro konverzi thoria 232 na uran
233 Nejdaacutele v Čiacuteně Zapojeniacute CVŘ a UacuteJV
Rychlyacute reaktor chlazenyacute plynem ndash chlazeniacute heliem
nemoderovanyacute evropskyacute projekt ALLEGRO
uacutevahy o jeho vyacutestavbě ve Středniacute Evropě heliovaacute
smyčka v UacuteJV as Řež
Kuloveacute palivo pro reaktor HTR-PM v Čiacuteně
Instalace reaktoru HTR-PM v Čiacuteně
Scheacutema projektu reaktoru Allegro
Prvniacute dokončovaneacute uacuteložiště vyhořeleacuteho paliva
Onkalo
Finsko ndash bliacutezko elektraacuterny
Olkiluoto
Žulovyacute masiacutev ndash umiacutestěniacute
500 m pod povrchem
2004 ndash začaacutetek ražby
2015 ndash licence pro vyacutestavbu
2020 ndash dokončeniacute 1etapy
2024 ndash začaacutetek uklaacutedaacuteniacute
Recyklace ndash palivo MOX
Využitiacute uranu a plutonia z vyhořeleacuteho
paliva
Přepracovaciacute zaacutevod ndash separace uranu a
plutonia
Přepracovaacuteniacute a produkci MOX ndash
Francie Velkaacute Britaacutenie Rusko
Sniacuteženiacute potřeby čerstveacuteho uranu a
zmenšeniacute objemu odpadu
Radionuklidoveacute zdroje pro vesmiacuter ndash chybiacute plutonium 238
Miacutesto 238Pu použiacutet 241Am z jaderneacuteho odpadu
plutonium 238 americium 241
poločas rozpadu 87 7 let 432 let
Nejintenzivnějšiacute gama 004 36
Energie gama 43 keV 60 keV
Energie rozpadu 56 MeV 56 MeV
Hustota energie 054 kWkg 0105 kWkg
Možnost ziacuteskat chemickou separaciacute z vyhořeleacuteho paliva (staryacutech zaacutesob plutonia)
Vyacutehody Možnost ziacuteskaacuteniacute bez speciaacutelniacuteho ozařovaacuteniacute ve speciaacutelniacutem reaktoru
Pomalejšiacute pokles vyacutekonu
Nevyacutehody Teacuteměř 5kraacutet vyššiacute potřebnaacute hmotnost ( 5kraacutet nižšiacute aktivita)
Vyacuteraznějšiacute aktivita gama ndash nutnost řešit stiacuteněniacute před touto radiaciacute
Ziacuteskaacutevaacuteniacute americia 241
Chemickaacute
separace
americia
Čisteacute plutonium americium pro vesmiacuter
Přepracovaacuteniacute
paliva
Separovaneacute plutonium
Čas uloženiacute
Z plutoniiacute jedině 241Pu se rozpadaacute beta rozpadem při rozpadu směsi plutoniiacute
tak vznikaacute pouze izotop americia 241Am (241Pu rarr 241Am T12 = 14 let)
241Pu rarr 241Am
Urychlovačem řiacutezeneacute transmutory
Z čeho se sklaacutedaacute
1) Urychlovač protonů - energie 100 - 1000 MeV
2) Terč - olovo wolfram hellip
3) Naacutedoba obsahujiacuteciacute systeacutem jaderneacuteho odpadu moderaacutetoru
Nutnost separace stabilniacutech a kraacutetkodobyacutech izotopů
Zaacutekladniacute vlastnosti
1) Využiacutevaacute třiacuteštivyacutech reakciacute
2) Velmi vysokaacute hustota neutronů rarr efektivniacute transmutace
3) Podkritickyacute režim provozu
4) Produkce neutronů ve velmi širokeacutem rozmeziacute energiiacute
Scheacutema koncepce urychlovačem řiacutezeneacuteho jaderneacuteho transmutoru
Praacutece na analyacuteze terče Megapie
v horkyacutech komoraacutech v PSI
Olověnyacute terč při testech v laboratoři CERN
Termojadernaacute elektraacuterna
Tokamak ITER ndash prvniacute fuacutezniacute reaktor vyacutekon 500 MW 10kraacutet vyššiacute než vklad demonstruje
chovaacuteniacute plazmy u elektraacuterny fuacutezniacute reakce deuteria a tritia testy s produkciacute tritia
Tokamak ITER ndash produkce 10kraacutet viacutece energie
DEMO ndash prvniacute prototyp fuacutezniacute elektraacuterny ndash i s turbiacutenou a produkciacute paliva (tritia) z lithia
Současnyacute časovyacute plaacuten Sestavovaacuteniacute a instalace zařiacutezeniacute 2018 ndash 2025
prvniacute plazma ndash 2025 přechod na studium fuacutezniacutech reakciacute d+t -2035
Na zaacutekladě vyacutesledků vyacutezkumů za pomociacute ITER (i jeho budovaacuteniacute) přechod k reaacutelneacute
elektraacuterně
Jineacute cesty ndash stelaraacutetor inerciaacutelniacute udrženiacute NIF (USA) ndash zatiacutem daleko za tokamaky
Jakeacute možnosti jaacutedro poskytuje
Efektivniacute většiacute zdroj energie minimaacutelně (chlazeniacute) zaacutevislyacute na miacutestniacutech podmiacutenkaacutech
staacutelyacute stabilniacute vyacutekon rarr vhodneacute zaacutekladniacute většiacute zdroje
Česko ndash Dukovany (4 500 MW) a Temeliacuten (2 1000 MW) ndash celkem 4000 MW (36 )
uacutevaha ndash 2 bloky Temeliacuten a 2 Dukovany ( ~ 5000 MW) ndash 60 elektrickeacute energie
Slovensko - Jaslovskeacute Bohunice (2 bloky 440 MW) a Mochovce (2 bloky 440 MW) - 50
dokončovaacuteny ndash 2 bloky Mochovce (440 MW) 1 blok Jaslovskeacute Bohunice (~ 1500 MW)
V budoucnu i dalšiacute elektraacuterny ndash podiacutel na elektřině 70 ndash 80 většiacute podiacutel u tepla vodiacutek
U elektřiny by tak podiacutel mohl byacutet až 70 ndash 80 (nemaacute smysl byacutet většiacute)
Většiacute využitiacute v dopravě v přiacutepadě přechodu na
elektromobily a vodiacutekoveacute hospodaacuteřstviacute
Nahrazeniacute hlavně uhelnyacutech elektraacuteren ndash sniacuteženiacute produkce CO2
Teplaacuterny ndash přechod na menšiacute kompaktniacute zdroje
Možnost kompaktniacutech malyacutech zdrojů kde by se
neměnilo palivo ale celaacute elektraacuterna
Nutnost vhodneacute kombinace a doplňovaacuteniacute s dalšiacutemi
zdroji a uacutesporami
Jadernaacute energetika neniacute samospasitelnaacute ale může byacutet vyacuteznamnyacutem zdrojem energie
Budovanyacute
plovouciacute reaktor
(70 MWe)
EPR reaktor
Některeacute možneacute energetickeacute sceacutenaacuteře
Sceacutenaacuteř 1 Superniacutezkoemisniacute ndash postaveniacute většiacuteho počtu jadernyacutech bloků intenzivniacute
budovaacuteniacute obnovitelnyacutech zdrojů uacuteložiště energie hellip
Česko by zaacutesadně přispělo ke sniacuteženiacute emisiacute
Dnes už velmi nepravděpodobnyacute
Sceacutenaacuteř 3 Druheacute Bavorsko ndash postupnyacute uacutebytek vyacutekonu v jadernyacutech a uhelnyacutech zdrojiacutech
spoleacutehaacuteniacute na větrneacute zdroje na severu Německa a plynoveacute
zdroje regulujiacuteciacute siacuteť u naacutes i v Německu
Situace v Bavorsku ukaacuteže k čemu sceacutenaacuteř vede
Sceacutenaacuteř pravděpodobnyacute v přiacutepadě pokračovaacuteniacute současneacute
nečinnosti
Sceacutenaacuteř 4 Vyacutepadek Dukovan už v roce 2025 ndash třeba tlakem Rakouska a Německa ndash spolu
s odstavenyacutemi uhelnyacutemi bloky ztraacuteta přes 6 GW vyacutekonu
V přiacutepadě nečinnosti a cestě k Bavorskeacutemu sceacutenaacuteři povede
k velkyacutem naacuterokům na regulaci a import elektřiny
Sceacutenaacuteř 2 ASEK ndash poměrně širokeacute rozmeziacute umožňujiacuteciacute optimalizaci podle podmiacutenek
nutnost vyacutestavby jadernyacutech bloků a uacutespěšnyacute rozvoj
obnovitelnyacutech zdrojů a uklaacutedaacuteniacute energie
Je třeba naleacutezt optimum a ve všech sceacutenaacuteřiacutech zajistit bezpečneacute fungovaacuteniacute našeho
energetickeacute ndash vyacutezva pro všechny souvisejiacuteciacute obory
Zaacutevěr1) Jadernaacute energetika prokaacutezala možnost velice efektivniacuteho přechodu k niacutezkoemisniacute
elektroenergetice (Francie Šveacutedsko Ontario hellip)
2) Probleacutemy spojeneacute s velikostiacute těchto zdrojů a citlivostiacute na společenskou podporu
3) Zatiacutem otevřenaacute otaacutezka uacutespěšnosti přechodu k reaktorům III generace (splněniacute
očekaacutevaacuteniacute z hlediska efektivity vyacutestavby a provozu) K tomu potřeba i dostatek
budovanyacutech jednotek a kontinuita Nejleacutepe na tom je VVER1200 a zatiacutem i APR1400
4) Velkyacute potenciaacutel v malyacutech modulaacuterniacutech reaktorech potřeba vyvinout kompaktniacute
model s masovou vyacuterobou (klasickeacute i inovativniacute typy)
5) Pro udržitelneacute využiacutevaacuteniacute jaderneacute energie nutneacute reaktory IV generace nejdaacutele jsou
sodiacutekem a olovem chlazeneacute a vysokoteplotniacute chlazeneacute plynem
6) Urychlovačem řiacutezeneacute transmutory a fuacuteze ndash velkyacute potenciaacutel ale komerčniacute realizace
zatiacutem dost vzdaacutelenaacute ndash velkaacute synergie mezi popsanyacutemi oblastmi
7) Miacuteru využiacutevaacuteniacute jaacutedra silně ovlivniacute reaacutelnaacute miacutera vlivu emisiacute CO2 a nutnost je potlačit
Page 6
Palivo
1) přiacuterodniacute uran - složen z 238U a jen 072 235U
2) obohacenyacute uran - zvyacutešeniacute obsahu 235U na 3-4
(klasickeacute reaktory ndash i přiacuterodniacute ndash
moderace těžkou vodou - CANDU)
Manipulace s palivem (Fangjiashan 1) Vnitřek reaktoru ndash instalace Sanmen I
Principiaacutelniacute scheacutema reaktoruDůležityacute odvod tepla (voda)
většinou ve formě UO2
Dukovany ndash reaktorovyacute saacutel
T12(238U) = 451109 r T12(
235U) = 713 108 r
Regulačniacute kompenzačniacute
a bezpečnostniacute tyče
Ovlaacutedaacuteniacute
Chlazeniacute
Moderaacutetor voda grafit
V uacutenoru 2018 (podle World Nuclear Association)
445 energetickyacutech reaktorů s vyacutekonem 396 GWe
(28 z nich je v Japonsku dočasně odstavenyacutech)
staviacute se 57 s vyacutekonem 62 GWe
plaacutenovaneacute 132 s vyacutekonem 131 GWe
produkce teacuteměř 11 elektřiny
celkovaacute provozniacute zkušenost gt 25 000 reaktorroků
Tlakovodniacute a varnyacute reaktor systeacutem předaacutevaacuteniacute tepla turbiacuteně kteraacute vyraacutebiacute elektřinu
Jadernaacute elektraacuternaYonggwang v Jižniacute Koreji
Tlakovodniacute reaktor Varnyacute reaktor
Po roce 2011 dopad Fukušimy I 38 japonskyacutech
rektorů je vypnuto
Podiacutel jaacutedra na produkci elektřiny něco pod 11
Rok 2017 ndash 2519 TWh 103
Rychleacute (množiveacute) reaktory
Nemoderovaneacute neutrony rarr menšiacute pravděpodobnost reakciacute rarr většiacute intenzita neutronů
rarr většiacute počet štěpeniacute rarr nutnost vysokeacuteho obohaceniacute uranu 20 - 50 235U (ekvivalentně 239Pu)
Produkce 239Pu 238U + n rarr 239U(β-) + γ rarr 239Ne (β-)rarr239Pu rarr produkce paliva
Z 239Pu viacutece neutronů (3 na jedno štěpeniacute) rarr produkce viacutece plutonia než se spotřebuje (plodivaacute zoacutena)
Efektivnějšiacute využitiacute paliva ndash menšiacute citlivost na složeniacute paliva spalovaacuteniacute transuranů
Vysokeacute obohaceniacute rarr vysokaacute produkce tepla rarr nutnost
vyacutekonneacuteho chlazeniacute rarr roztavenyacute sodiacutek (teplota 550 oC)
roztaveneacute olovo
Doba života generace rychlyacutech neutronů velmi kraacutetkaacute rarr
většiacute role zpožděnyacutech neutronů při regulaci
Čiacutenskyacute reaktor CEFR
s vyacutekonem 20 MWe v
spuštěnyacute v roce 2014
BN600 Bělojarskaacute
jadernaacute elektraacuterna
v Rusku
Rychlyacute reaktor BN800
Bělojarskaacute elektraacuterna
Spuštěn 2014
Různeacute generace jadernyacutech reaktorů
Využiacutevaacuteniacute jaderneacute energie od padesaacutetyacutech let
Komerčniacute reaktory od šedesaacutetyacutech sedmdesaacutetyacutech let
osmdesaacutetaacute a devadesaacutetaacute leacuteta - staacutele efektivnějšiacute a bezpečnějšiacute
Začaacutetek tohoto stoletiacute ndash novaacute III generace ndash evolučniacute vyacutevoj - efektivniacute bezpečneacute
(kontejnment pasivniacute bezpečnostniacute prvky) dlouhodobaacute životnost
Současneacute reaktory
Až na vyacutejimku generace II Spolehlivaacute funkce staacutele efektivnějšiacute využitiacute
Prodlužovaacuteniacute životnosti (přes 40 let) zkracovaacuteniacute přestaacutevek optimalizace
vyacutekonu (dukovanskeacute reaktory dřiacuteve 440 MWe nyniacute teacuteměř 500 MWe)
Dva dokončeneacute bloky 1 a 2 jaderneacute elektraacuterny
Cernavoda v Rumunsku (reaktor CANDU)
Transport českeacute reaktoroveacute naacutedoby pro
dostavbu Mochovců(reaktory VVER 440)
V USA vyacutekon jaderneacute energetiky rostl i když se noveacute reaktory nestavěly
Podiacutel jaderneacute energie v některyacutech staacutetech velkyacute (Francie až 71 )
V současnosti boom vyacutestavby v rozviacutejejiacuteciacutech se zemiacutech Asie
V Evropě se dostavujiacute nedokončeneacute reaktory ndash noveacute budou už III generace
Instalace reaktoroveacute naacutedoby bloku Rostov 3 (VVER 1000) Bloky VVER1000 Kudankullam Indie
Bloky elektraacuterny Fang-čcheng-kang 1 a 2
Přechod od generace II
ke generaci III
Hlavně v Čiacuteně se dokončuje řada
bloků II generace
Evoluciacute přechod ke generaci III
U dokončovanyacutech bloků II generace
řada prvků III generace
Reaktory III a III+ generace
1) Současnaacute doba ndash přechod k reaktorům III generace
2) Zvyacutešenaacute bezpečnost ndash odolnějšiacute kontejnment efektivniacute chlazeniacute pasivniacute prvky
bazeacuten pro chlazeniacute kontejnmentu rekombinace vodiacuteku lapač aktivniacute zoacuteny
3) Modulaacuterniacute a seacuteriovaacute produkce komponent ndash efektivnějšiacute a levnějšiacute (je třeba ověřit)
4) Snadnějšiacute efektivnějšiacute a levnějšiacute provoz (prvniacute reaktory zatiacutem jen kraacutetce v
provozu)
5) Životnost přesahujiacuteciacute 60 let
6) Využiacutevaacuteniacute paliva typu MOX (efektivnějšiacute využitiacute uranu)
7) Rozsaacutehleacute možnosti regulace
Reaktorovaacute naacutedoba VVER1200 (Ostrovec) Vizualizace elektraacuterny Hinkley Point C
Zvyacutešeniacute bezpečnosti
Lapač aktivniacute zoacuteny bloku VVER1200
(elektraacuterna Ostrovec Bělorusko)
1) Pasivniacute chlazeniacute v přiacutepadě havaacuterie
2) Přirozenaacute cirkulace vzduchu přes tepelneacute vyacuteměniacuteky
3) Dvojityacute kontejnment
4) Vodniacute bazeacuten k ochlazovaacuteniacute kontejnmentu
5) Rychleacute vstřikovaacuteniacute kyseliny boriteacute
6) Zařiacutezeniacute pro rekombinaci vodiacuteku
7) Lapač aktivniacute zoacuteny (Lapač koria)
Vnějšiacute vzhled kontejnmentu VVER1000
elektraacuterna Kudankullam (bliacutežiacute se III generaci
Vnějšiacute vzhled kontejnmentu AP1000
Rok 2018 ndash průlom u bloků III generace
Spouštiacute se šest novyacutech reaktorů III generace přičemž uacuteplně prvniacute typu AP1000 a EPR
EPR ndash Tchaj-šan
AP1000 ndash San-men
VVER1200 - Novovoroněž
Barakah 1
Ktereacute bloky jsou k dispozici
ABWR ndash varnyacute reaktor vybudovanyacute v Japonsku a na Tchaj-wanu
nyniacute odstaveneacute (III )
AP 1000 ndash již tři běžiacute v Čině Westinghouse maacute velkeacute probleacutemy
nechce se už podiacutelet na samotneacute vyacutestavbě negativniacute zkušenosti z
USA (III+)
EPR ndash jeden běžiacute v Čiacuteně (Finsko Francie bude v roce 2019)
probleacutemy při stavbě uvidiacuteme zkušenosti z Velkeacute Britaacutenie přiacuteliš
velkyacute vyacutekon až 1700 MW (III+)
APR1400 ndash běžiacute v Jižniacute Koreji dokončuje se v SAE pozitivniacute
reference v domovskaacute země odstupuje od jaacutedra (III)
Hualong One ndash zatiacutem neběžiacute (prvniacute 2019) dobreacute zkušenosti z
kontinuaacutelniacute vyacutestavby reaktorů v Čiacuteně (III+)
VVER1200 ndash běžiacute v Rusku dokončuje se v Bělorusku stavba ve
Finsku Maďarsku Turecku Bangladeši Kontinuaacutelniacute stavba a
evoluce reaktorů Intenzivniacute zapojeniacute českyacutech firem (III+)
Fungujiacuteciacute a ve vyacutestavbě
Dalšiacute projekty ESBWR ATMEA1 pokročileacute typy CANDU
Je třeba alespoň některeacute z modelů začiacutet stavět hromadně v seacuterii ndash nejbliacuteže k tomu maacute
VVER1200 přiacutepadně čiacutenskeacute modely (důležitaacute kontinuita budovaacuteniacute bloků)
Důležiteacute je jak se jednotliveacute modely osvědčiacute v provozu důraz na bezpečnost a ekonomiku
Nelze přeskočit hned k malyacutem modulaacuterniacutem reaktorům IV generaci nebo fuacutezi nutnost
kontinuity a firem se zkušenostiacute v oboru
Nutnost nahrazeniacute staacuternouciacute flotily v Evropě a USA a pokrytiacute rostouciacutech potřeb v
rozvojovyacutech zemiacutech (Indie Čiacutena Turecko hellip)
Novovoroněžskaacute 6 a 7 ndash prvniacute fungujiacuteciacute bloky III+ generace
Maleacute modulaacuterniacute reaktory
1) Zaacutesadniacute probleacutem ndash vysokeacute počaacutetečniacute investice jen velmi velkyacute zdroj
2) Řešeniacute ndash maleacute modulaacuterniacute reaktory (vyacutekon menšiacute než 300 MWe 500 MWe)
3) Umožňujiacute a) Postavit velkou elektraacuternu postupně
b) Postavit malyacute blok třeba pro teplaacuterenskeacute uacutečely
4) Možneacute varianty a) Založeneacute na klasickeacutem zaacutekladě
b) Maleacute modulaacuterniacute reaktory IV generace
c) bdquoBaterieldquo s dlouhou periodou vyacuteměny paliva
5) Zatiacutem spiacuteše exotika pro specifickeacute uacutečely (reaacutelneacute modely zatiacutem v projektech)
Plovouciacute elektraacuterna Akademik Lomonosov Architektonickaacute vize kompaktniacute bdquobaterieldquo StarCore Nuclear
Současnyacute stav ndash otaacutezka budoucnosti otevřenaacute
Dokončovanyacute KLT-40S (Rusko) ndash tlakovodniacute 35 MWe plovouciacute elektraacuterna Akademik
Lomonsov nahrazuje dosluhujiacuteciacute Bilibinskou elektraacuternu (4 bloky s 11 MWe)
(klasickyacute model ndash podobně i lodniacute reaktory RITM-200 s 50 MWe)
Zahaacutejenyacute ACPR50S (Čiacutena) ndash 60 MWe
Plovouciacute i pozemniacute elektraacuterny (ACPR100)
Plovouciacute elektraacuterna Akademik Lomonosov
nahradiacute Bilibinskou elektraacuternu
Představa budouciacute čiacutenskeacute plovouciacute jaderneacute
elektraacuterny
Dokončovanyacute HTR-PM ndash vysokoteplotniacute reaktor chlazenyacute plynem dva bloky s jednou
turbiacutenou 210 MWe
Pokročilyacute
Rozpracovaneacute projekty (cesta do budoucnosti)
Tlakovodniacute - VBER-300 (Rusko) SMR-160 (USA)
Integraacutelniacute tlakovodniacute ndash NuScale (USA) ACP100 (Čiacutena) SMART (Jižniacute Korea)
Sodiacutekovyacute rychlyacute ndash PRISM ARC-100
Integraacutelniacute tekuteacute soli ndash Integral MSR (Kanada)
Chlazenyacute olovem ndash BREAST (Rusko)
Chlazenyacute bismutem a olovem ndash SVBR100 (Rusko)
Scheacutema elektraacuterny
Terrestrial Energy
Kanada
Kritickeacute ndash dokončeniacute
prototypu a seacuteriovaacute vyacuteroba
Vyacuteroba paliva pro bloky HTR-PM
Jak jsme na tom s palivem
Znaacutemeacute zaacutesoby 55 milionů tun (130 $kg)
Austraacutelie 23 Kazachstaacuten 15 Rusko 10 Kanada 8
Uraninit jeden z typů uranoveacute rudy
Zaacutesoby uranu maacute i Česko
Důl Rožnaacute v Dolniacute RožiacutenceKanada je největšiacutem producentem uranu
Lepšiacute prospekciacute až řaacutedoveacute zvyacutešeniacute zaacutesob
Současnaacute potřeba ndash 65 014 tun
Těžba 1) Podzemniacute
2) Povrchovaacute
3) Louženiacutem (29)
4) Vedlejšiacute produkt (10)
(i obsahy uranu 0025 a meacuteně)
5) Zpracovaacuteniacute elektraacuterenskeacuteho popiacutelku
Těžba v roce 2013
(59 678 t)
Kazachstaacuten 22567 t
Kanada 9332 t
Austraacutelie 6350 t
Niger 4528 t
Rusko 3135 t
(61)
Spotřeba 1000 MW ndash 200 tun přiacuterodniacuteho uranu ročně
Svět ndash 430 000 MW ndash 65 000 tun ročně (při takoveacute spotřebě znaacutemeacute zaacutesoby pro
cenu 130 $ na 85 let) ndash cena byla už i 300 $ - odhad zaacutesob o řaacuted až dva většiacute
Těžba v Česku 225 tun (2015) v principu zaacutesoby až 109 000 t (při ceně 300 $)
Zbrojniacute uran a plutonium ndash ekvivalent 545 000 tun přiacuterodniacuteho uranu
Využitiacute uranu 238 ndash přiacuterodniacute uran 07 uranu 235 rarr viacutece než 100kraacutet viacutece paliva
Přepracovaacuteniacute vyhořeleacuteho paliva ndash MOX ndash efektivnějšiacute využitiacute
Spolehlivě zhruba na stoletiacute i při zvyacutešeniacute produkce několikanaacutesobně
Možnost i při vysokeacutem zvyacutešeniacute využitiacute jaacutedra na tisiacuteciletiacute
Zpracovatelskyacute zaacutevod dolu Beverley (Austraacutelie)
Thoriovyacute cyklus (vyacutehoda ndash nevznikajiacute transurany)
232Th T12 = 14051010 let rarr je ho ještě viacutece než uranu 238
232Th + n rarr 233Th(β-) + γ rarr 233Pa(β-) + γ rarr 233U
vyacuteskyt v monazitu
Austraacutelie 452 000 tun
USA 400 000 tun
Turecko 344 000 tun
Indie 319 000 tun
Celkově 2 400 000 tun
Produkce štěpneacuteho materiaacutelu
možnost zajištěniacute jaderneacute energetiky na tisiacuteciletiacute
Velkeacute zaacutesoby thoria maacute opět Austraacutelie a takeacute Indie
Pozor znaacutemeacute zaacutesoby
Znalosti velmi sporeacute
Množstviacute určitě řaacutedově podceněneacute
Reaktory IV generace
Proč je potřebujeme
1) Zvyacutešeniacute efektivity využitiacute uranu a thoria (zaacutesoby paliva na mnoho tisiacuteciletiacute) ndash rychleacute
reaktory
2) Sniacuteženiacute objemu a nebezpečnosti radioaktivniacuteho odpadu (uzavřeniacute palivoveacuteho cyklu) ndash
exotickeacute typy s tekutyacutem palivem a průběžnou separaciacute
3) Zvyacutešeniacute efektivity produkce elektřiny a tepla pro průmysl (vysokoteplotniacute reaktory
pro průmysl i produkci vodiacuteku)
4) Uacuteplně noveacute koncepty někdy značně exotickeacute ndash šest třiacuted konceptů
Sodiacutekem chlazenyacute reaktor BN800
Sodiacutekem chlazenyacute reaktor ndash rychlyacute reaktor uacutespěšneacute komerčniacute bloky BN600 a BN800
v Rusku prototyp CEFR (Čiacutena) dokončovanyacute blok Kalpakkam 500 MWe (Indie)
evropskyacute hlavně francouzskyacute projekt ASTRID
Olovem chlazenyacute reaktor ndash rychlyacute reaktor chla-
zenyacute tekutyacutem kovem zkušenosti na ponorkaacutech
BREST-300 ndash prototypovyacute reaktor (Rusko)
Palivovyacute soubor a staveniště reaktoru BREST 300
Sodiacutekovyacute reaktor Kalpakkam (Indie)
Ruskaacute ponorka s olovem chlazenyacutem reaktorem
Vysokoteplotniacute plynem chlazenyacute reaktor ndash chlazenyacute
heacuteliem (přiacutepadně jinyacutem plynem) moderovanyacute
grafitem vysokyacute stupeň vyhořeniacute paliva pasivniacute
bezpečnost dokončovanyacute reaktor s palivem v
podobě kouliacute v Čiacuteně ndash HTR-PM spolupraacutece se
Saudskou Araacutebiiacute
Reaktor chlazenyacute superkritickou vodou ndash nadkritickeacute
bloky s klasickou moderaciacute velmi vysokaacute efektivita
konverze tepla na elektřinu Smyčka se
superkritickou vodou v UacuteJV
Reaktory využiacutevajiacuteciacute tekuteacute soli ndash využitiacute fluoroveacute
soliacute s lithiem tekuteacute palivo ndash nejinovativnějšiacute
princip různeacute typy moderace (energetickeacuteho
spektra) Vhodnyacute pro konverzi thoria 232 na uran
233 Nejdaacutele v Čiacuteně Zapojeniacute CVŘ a UacuteJV
Rychlyacute reaktor chlazenyacute plynem ndash chlazeniacute heliem
nemoderovanyacute evropskyacute projekt ALLEGRO
uacutevahy o jeho vyacutestavbě ve Středniacute Evropě heliovaacute
smyčka v UacuteJV as Řež
Kuloveacute palivo pro reaktor HTR-PM v Čiacuteně
Instalace reaktoru HTR-PM v Čiacuteně
Scheacutema projektu reaktoru Allegro
Prvniacute dokončovaneacute uacuteložiště vyhořeleacuteho paliva
Onkalo
Finsko ndash bliacutezko elektraacuterny
Olkiluoto
Žulovyacute masiacutev ndash umiacutestěniacute
500 m pod povrchem
2004 ndash začaacutetek ražby
2015 ndash licence pro vyacutestavbu
2020 ndash dokončeniacute 1etapy
2024 ndash začaacutetek uklaacutedaacuteniacute
Recyklace ndash palivo MOX
Využitiacute uranu a plutonia z vyhořeleacuteho
paliva
Přepracovaciacute zaacutevod ndash separace uranu a
plutonia
Přepracovaacuteniacute a produkci MOX ndash
Francie Velkaacute Britaacutenie Rusko
Sniacuteženiacute potřeby čerstveacuteho uranu a
zmenšeniacute objemu odpadu
Radionuklidoveacute zdroje pro vesmiacuter ndash chybiacute plutonium 238
Miacutesto 238Pu použiacutet 241Am z jaderneacuteho odpadu
plutonium 238 americium 241
poločas rozpadu 87 7 let 432 let
Nejintenzivnějšiacute gama 004 36
Energie gama 43 keV 60 keV
Energie rozpadu 56 MeV 56 MeV
Hustota energie 054 kWkg 0105 kWkg
Možnost ziacuteskat chemickou separaciacute z vyhořeleacuteho paliva (staryacutech zaacutesob plutonia)
Vyacutehody Možnost ziacuteskaacuteniacute bez speciaacutelniacuteho ozařovaacuteniacute ve speciaacutelniacutem reaktoru
Pomalejšiacute pokles vyacutekonu
Nevyacutehody Teacuteměř 5kraacutet vyššiacute potřebnaacute hmotnost ( 5kraacutet nižšiacute aktivita)
Vyacuteraznějšiacute aktivita gama ndash nutnost řešit stiacuteněniacute před touto radiaciacute
Ziacuteskaacutevaacuteniacute americia 241
Chemickaacute
separace
americia
Čisteacute plutonium americium pro vesmiacuter
Přepracovaacuteniacute
paliva
Separovaneacute plutonium
Čas uloženiacute
Z plutoniiacute jedině 241Pu se rozpadaacute beta rozpadem při rozpadu směsi plutoniiacute
tak vznikaacute pouze izotop americia 241Am (241Pu rarr 241Am T12 = 14 let)
241Pu rarr 241Am
Urychlovačem řiacutezeneacute transmutory
Z čeho se sklaacutedaacute
1) Urychlovač protonů - energie 100 - 1000 MeV
2) Terč - olovo wolfram hellip
3) Naacutedoba obsahujiacuteciacute systeacutem jaderneacuteho odpadu moderaacutetoru
Nutnost separace stabilniacutech a kraacutetkodobyacutech izotopů
Zaacutekladniacute vlastnosti
1) Využiacutevaacute třiacuteštivyacutech reakciacute
2) Velmi vysokaacute hustota neutronů rarr efektivniacute transmutace
3) Podkritickyacute režim provozu
4) Produkce neutronů ve velmi širokeacutem rozmeziacute energiiacute
Scheacutema koncepce urychlovačem řiacutezeneacuteho jaderneacuteho transmutoru
Praacutece na analyacuteze terče Megapie
v horkyacutech komoraacutech v PSI
Olověnyacute terč při testech v laboratoři CERN
Termojadernaacute elektraacuterna
Tokamak ITER ndash prvniacute fuacutezniacute reaktor vyacutekon 500 MW 10kraacutet vyššiacute než vklad demonstruje
chovaacuteniacute plazmy u elektraacuterny fuacutezniacute reakce deuteria a tritia testy s produkciacute tritia
Tokamak ITER ndash produkce 10kraacutet viacutece energie
DEMO ndash prvniacute prototyp fuacutezniacute elektraacuterny ndash i s turbiacutenou a produkciacute paliva (tritia) z lithia
Současnyacute časovyacute plaacuten Sestavovaacuteniacute a instalace zařiacutezeniacute 2018 ndash 2025
prvniacute plazma ndash 2025 přechod na studium fuacutezniacutech reakciacute d+t -2035
Na zaacutekladě vyacutesledků vyacutezkumů za pomociacute ITER (i jeho budovaacuteniacute) přechod k reaacutelneacute
elektraacuterně
Jineacute cesty ndash stelaraacutetor inerciaacutelniacute udrženiacute NIF (USA) ndash zatiacutem daleko za tokamaky
Jakeacute možnosti jaacutedro poskytuje
Efektivniacute většiacute zdroj energie minimaacutelně (chlazeniacute) zaacutevislyacute na miacutestniacutech podmiacutenkaacutech
staacutelyacute stabilniacute vyacutekon rarr vhodneacute zaacutekladniacute většiacute zdroje
Česko ndash Dukovany (4 500 MW) a Temeliacuten (2 1000 MW) ndash celkem 4000 MW (36 )
uacutevaha ndash 2 bloky Temeliacuten a 2 Dukovany ( ~ 5000 MW) ndash 60 elektrickeacute energie
Slovensko - Jaslovskeacute Bohunice (2 bloky 440 MW) a Mochovce (2 bloky 440 MW) - 50
dokončovaacuteny ndash 2 bloky Mochovce (440 MW) 1 blok Jaslovskeacute Bohunice (~ 1500 MW)
V budoucnu i dalšiacute elektraacuterny ndash podiacutel na elektřině 70 ndash 80 většiacute podiacutel u tepla vodiacutek
U elektřiny by tak podiacutel mohl byacutet až 70 ndash 80 (nemaacute smysl byacutet většiacute)
Většiacute využitiacute v dopravě v přiacutepadě přechodu na
elektromobily a vodiacutekoveacute hospodaacuteřstviacute
Nahrazeniacute hlavně uhelnyacutech elektraacuteren ndash sniacuteženiacute produkce CO2
Teplaacuterny ndash přechod na menšiacute kompaktniacute zdroje
Možnost kompaktniacutech malyacutech zdrojů kde by se
neměnilo palivo ale celaacute elektraacuterna
Nutnost vhodneacute kombinace a doplňovaacuteniacute s dalšiacutemi
zdroji a uacutesporami
Jadernaacute energetika neniacute samospasitelnaacute ale může byacutet vyacuteznamnyacutem zdrojem energie
Budovanyacute
plovouciacute reaktor
(70 MWe)
EPR reaktor
Některeacute možneacute energetickeacute sceacutenaacuteře
Sceacutenaacuteř 1 Superniacutezkoemisniacute ndash postaveniacute většiacuteho počtu jadernyacutech bloků intenzivniacute
budovaacuteniacute obnovitelnyacutech zdrojů uacuteložiště energie hellip
Česko by zaacutesadně přispělo ke sniacuteženiacute emisiacute
Dnes už velmi nepravděpodobnyacute
Sceacutenaacuteř 3 Druheacute Bavorsko ndash postupnyacute uacutebytek vyacutekonu v jadernyacutech a uhelnyacutech zdrojiacutech
spoleacutehaacuteniacute na větrneacute zdroje na severu Německa a plynoveacute
zdroje regulujiacuteciacute siacuteť u naacutes i v Německu
Situace v Bavorsku ukaacuteže k čemu sceacutenaacuteř vede
Sceacutenaacuteř pravděpodobnyacute v přiacutepadě pokračovaacuteniacute současneacute
nečinnosti
Sceacutenaacuteř 4 Vyacutepadek Dukovan už v roce 2025 ndash třeba tlakem Rakouska a Německa ndash spolu
s odstavenyacutemi uhelnyacutemi bloky ztraacuteta přes 6 GW vyacutekonu
V přiacutepadě nečinnosti a cestě k Bavorskeacutemu sceacutenaacuteři povede
k velkyacutem naacuterokům na regulaci a import elektřiny
Sceacutenaacuteř 2 ASEK ndash poměrně širokeacute rozmeziacute umožňujiacuteciacute optimalizaci podle podmiacutenek
nutnost vyacutestavby jadernyacutech bloků a uacutespěšnyacute rozvoj
obnovitelnyacutech zdrojů a uklaacutedaacuteniacute energie
Je třeba naleacutezt optimum a ve všech sceacutenaacuteřiacutech zajistit bezpečneacute fungovaacuteniacute našeho
energetickeacute ndash vyacutezva pro všechny souvisejiacuteciacute obory
Zaacutevěr1) Jadernaacute energetika prokaacutezala možnost velice efektivniacuteho přechodu k niacutezkoemisniacute
elektroenergetice (Francie Šveacutedsko Ontario hellip)
2) Probleacutemy spojeneacute s velikostiacute těchto zdrojů a citlivostiacute na společenskou podporu
3) Zatiacutem otevřenaacute otaacutezka uacutespěšnosti přechodu k reaktorům III generace (splněniacute
očekaacutevaacuteniacute z hlediska efektivity vyacutestavby a provozu) K tomu potřeba i dostatek
budovanyacutech jednotek a kontinuita Nejleacutepe na tom je VVER1200 a zatiacutem i APR1400
4) Velkyacute potenciaacutel v malyacutech modulaacuterniacutech reaktorech potřeba vyvinout kompaktniacute
model s masovou vyacuterobou (klasickeacute i inovativniacute typy)
5) Pro udržitelneacute využiacutevaacuteniacute jaderneacute energie nutneacute reaktory IV generace nejdaacutele jsou
sodiacutekem a olovem chlazeneacute a vysokoteplotniacute chlazeneacute plynem
6) Urychlovačem řiacutezeneacute transmutory a fuacuteze ndash velkyacute potenciaacutel ale komerčniacute realizace
zatiacutem dost vzdaacutelenaacute ndash velkaacute synergie mezi popsanyacutemi oblastmi
7) Miacuteru využiacutevaacuteniacute jaacutedra silně ovlivniacute reaacutelnaacute miacutera vlivu emisiacute CO2 a nutnost je potlačit
Page 7
V uacutenoru 2018 (podle World Nuclear Association)
445 energetickyacutech reaktorů s vyacutekonem 396 GWe
(28 z nich je v Japonsku dočasně odstavenyacutech)
staviacute se 57 s vyacutekonem 62 GWe
plaacutenovaneacute 132 s vyacutekonem 131 GWe
produkce teacuteměř 11 elektřiny
celkovaacute provozniacute zkušenost gt 25 000 reaktorroků
Tlakovodniacute a varnyacute reaktor systeacutem předaacutevaacuteniacute tepla turbiacuteně kteraacute vyraacutebiacute elektřinu
Jadernaacute elektraacuternaYonggwang v Jižniacute Koreji
Tlakovodniacute reaktor Varnyacute reaktor
Po roce 2011 dopad Fukušimy I 38 japonskyacutech
rektorů je vypnuto
Podiacutel jaacutedra na produkci elektřiny něco pod 11
Rok 2017 ndash 2519 TWh 103
Rychleacute (množiveacute) reaktory
Nemoderovaneacute neutrony rarr menšiacute pravděpodobnost reakciacute rarr většiacute intenzita neutronů
rarr většiacute počet štěpeniacute rarr nutnost vysokeacuteho obohaceniacute uranu 20 - 50 235U (ekvivalentně 239Pu)
Produkce 239Pu 238U + n rarr 239U(β-) + γ rarr 239Ne (β-)rarr239Pu rarr produkce paliva
Z 239Pu viacutece neutronů (3 na jedno štěpeniacute) rarr produkce viacutece plutonia než se spotřebuje (plodivaacute zoacutena)
Efektivnějšiacute využitiacute paliva ndash menšiacute citlivost na složeniacute paliva spalovaacuteniacute transuranů
Vysokeacute obohaceniacute rarr vysokaacute produkce tepla rarr nutnost
vyacutekonneacuteho chlazeniacute rarr roztavenyacute sodiacutek (teplota 550 oC)
roztaveneacute olovo
Doba života generace rychlyacutech neutronů velmi kraacutetkaacute rarr
většiacute role zpožděnyacutech neutronů při regulaci
Čiacutenskyacute reaktor CEFR
s vyacutekonem 20 MWe v
spuštěnyacute v roce 2014
BN600 Bělojarskaacute
jadernaacute elektraacuterna
v Rusku
Rychlyacute reaktor BN800
Bělojarskaacute elektraacuterna
Spuštěn 2014
Různeacute generace jadernyacutech reaktorů
Využiacutevaacuteniacute jaderneacute energie od padesaacutetyacutech let
Komerčniacute reaktory od šedesaacutetyacutech sedmdesaacutetyacutech let
osmdesaacutetaacute a devadesaacutetaacute leacuteta - staacutele efektivnějšiacute a bezpečnějšiacute
Začaacutetek tohoto stoletiacute ndash novaacute III generace ndash evolučniacute vyacutevoj - efektivniacute bezpečneacute
(kontejnment pasivniacute bezpečnostniacute prvky) dlouhodobaacute životnost
Současneacute reaktory
Až na vyacutejimku generace II Spolehlivaacute funkce staacutele efektivnějšiacute využitiacute
Prodlužovaacuteniacute životnosti (přes 40 let) zkracovaacuteniacute přestaacutevek optimalizace
vyacutekonu (dukovanskeacute reaktory dřiacuteve 440 MWe nyniacute teacuteměř 500 MWe)
Dva dokončeneacute bloky 1 a 2 jaderneacute elektraacuterny
Cernavoda v Rumunsku (reaktor CANDU)
Transport českeacute reaktoroveacute naacutedoby pro
dostavbu Mochovců(reaktory VVER 440)
V USA vyacutekon jaderneacute energetiky rostl i když se noveacute reaktory nestavěly
Podiacutel jaderneacute energie v některyacutech staacutetech velkyacute (Francie až 71 )
V současnosti boom vyacutestavby v rozviacutejejiacuteciacutech se zemiacutech Asie
V Evropě se dostavujiacute nedokončeneacute reaktory ndash noveacute budou už III generace
Instalace reaktoroveacute naacutedoby bloku Rostov 3 (VVER 1000) Bloky VVER1000 Kudankullam Indie
Bloky elektraacuterny Fang-čcheng-kang 1 a 2
Přechod od generace II
ke generaci III
Hlavně v Čiacuteně se dokončuje řada
bloků II generace
Evoluciacute přechod ke generaci III
U dokončovanyacutech bloků II generace
řada prvků III generace
Reaktory III a III+ generace
1) Současnaacute doba ndash přechod k reaktorům III generace
2) Zvyacutešenaacute bezpečnost ndash odolnějšiacute kontejnment efektivniacute chlazeniacute pasivniacute prvky
bazeacuten pro chlazeniacute kontejnmentu rekombinace vodiacuteku lapač aktivniacute zoacuteny
3) Modulaacuterniacute a seacuteriovaacute produkce komponent ndash efektivnějšiacute a levnějšiacute (je třeba ověřit)
4) Snadnějšiacute efektivnějšiacute a levnějšiacute provoz (prvniacute reaktory zatiacutem jen kraacutetce v
provozu)
5) Životnost přesahujiacuteciacute 60 let
6) Využiacutevaacuteniacute paliva typu MOX (efektivnějšiacute využitiacute uranu)
7) Rozsaacutehleacute možnosti regulace
Reaktorovaacute naacutedoba VVER1200 (Ostrovec) Vizualizace elektraacuterny Hinkley Point C
Zvyacutešeniacute bezpečnosti
Lapač aktivniacute zoacuteny bloku VVER1200
(elektraacuterna Ostrovec Bělorusko)
1) Pasivniacute chlazeniacute v přiacutepadě havaacuterie
2) Přirozenaacute cirkulace vzduchu přes tepelneacute vyacuteměniacuteky
3) Dvojityacute kontejnment
4) Vodniacute bazeacuten k ochlazovaacuteniacute kontejnmentu
5) Rychleacute vstřikovaacuteniacute kyseliny boriteacute
6) Zařiacutezeniacute pro rekombinaci vodiacuteku
7) Lapač aktivniacute zoacuteny (Lapač koria)
Vnějšiacute vzhled kontejnmentu VVER1000
elektraacuterna Kudankullam (bliacutežiacute se III generaci
Vnějšiacute vzhled kontejnmentu AP1000
Rok 2018 ndash průlom u bloků III generace
Spouštiacute se šest novyacutech reaktorů III generace přičemž uacuteplně prvniacute typu AP1000 a EPR
EPR ndash Tchaj-šan
AP1000 ndash San-men
VVER1200 - Novovoroněž
Barakah 1
Ktereacute bloky jsou k dispozici
ABWR ndash varnyacute reaktor vybudovanyacute v Japonsku a na Tchaj-wanu
nyniacute odstaveneacute (III )
AP 1000 ndash již tři běžiacute v Čině Westinghouse maacute velkeacute probleacutemy
nechce se už podiacutelet na samotneacute vyacutestavbě negativniacute zkušenosti z
USA (III+)
EPR ndash jeden běžiacute v Čiacuteně (Finsko Francie bude v roce 2019)
probleacutemy při stavbě uvidiacuteme zkušenosti z Velkeacute Britaacutenie přiacuteliš
velkyacute vyacutekon až 1700 MW (III+)
APR1400 ndash běžiacute v Jižniacute Koreji dokončuje se v SAE pozitivniacute
reference v domovskaacute země odstupuje od jaacutedra (III)
Hualong One ndash zatiacutem neběžiacute (prvniacute 2019) dobreacute zkušenosti z
kontinuaacutelniacute vyacutestavby reaktorů v Čiacuteně (III+)
VVER1200 ndash běžiacute v Rusku dokončuje se v Bělorusku stavba ve
Finsku Maďarsku Turecku Bangladeši Kontinuaacutelniacute stavba a
evoluce reaktorů Intenzivniacute zapojeniacute českyacutech firem (III+)
Fungujiacuteciacute a ve vyacutestavbě
Dalšiacute projekty ESBWR ATMEA1 pokročileacute typy CANDU
Je třeba alespoň některeacute z modelů začiacutet stavět hromadně v seacuterii ndash nejbliacuteže k tomu maacute
VVER1200 přiacutepadně čiacutenskeacute modely (důležitaacute kontinuita budovaacuteniacute bloků)
Důležiteacute je jak se jednotliveacute modely osvědčiacute v provozu důraz na bezpečnost a ekonomiku
Nelze přeskočit hned k malyacutem modulaacuterniacutem reaktorům IV generaci nebo fuacutezi nutnost
kontinuity a firem se zkušenostiacute v oboru
Nutnost nahrazeniacute staacuternouciacute flotily v Evropě a USA a pokrytiacute rostouciacutech potřeb v
rozvojovyacutech zemiacutech (Indie Čiacutena Turecko hellip)
Novovoroněžskaacute 6 a 7 ndash prvniacute fungujiacuteciacute bloky III+ generace
Maleacute modulaacuterniacute reaktory
1) Zaacutesadniacute probleacutem ndash vysokeacute počaacutetečniacute investice jen velmi velkyacute zdroj
2) Řešeniacute ndash maleacute modulaacuterniacute reaktory (vyacutekon menšiacute než 300 MWe 500 MWe)
3) Umožňujiacute a) Postavit velkou elektraacuternu postupně
b) Postavit malyacute blok třeba pro teplaacuterenskeacute uacutečely
4) Možneacute varianty a) Založeneacute na klasickeacutem zaacutekladě
b) Maleacute modulaacuterniacute reaktory IV generace
c) bdquoBaterieldquo s dlouhou periodou vyacuteměny paliva
5) Zatiacutem spiacuteše exotika pro specifickeacute uacutečely (reaacutelneacute modely zatiacutem v projektech)
Plovouciacute elektraacuterna Akademik Lomonosov Architektonickaacute vize kompaktniacute bdquobaterieldquo StarCore Nuclear
Současnyacute stav ndash otaacutezka budoucnosti otevřenaacute
Dokončovanyacute KLT-40S (Rusko) ndash tlakovodniacute 35 MWe plovouciacute elektraacuterna Akademik
Lomonsov nahrazuje dosluhujiacuteciacute Bilibinskou elektraacuternu (4 bloky s 11 MWe)
(klasickyacute model ndash podobně i lodniacute reaktory RITM-200 s 50 MWe)
Zahaacutejenyacute ACPR50S (Čiacutena) ndash 60 MWe
Plovouciacute i pozemniacute elektraacuterny (ACPR100)
Plovouciacute elektraacuterna Akademik Lomonosov
nahradiacute Bilibinskou elektraacuternu
Představa budouciacute čiacutenskeacute plovouciacute jaderneacute
elektraacuterny
Dokončovanyacute HTR-PM ndash vysokoteplotniacute reaktor chlazenyacute plynem dva bloky s jednou
turbiacutenou 210 MWe
Pokročilyacute
Rozpracovaneacute projekty (cesta do budoucnosti)
Tlakovodniacute - VBER-300 (Rusko) SMR-160 (USA)
Integraacutelniacute tlakovodniacute ndash NuScale (USA) ACP100 (Čiacutena) SMART (Jižniacute Korea)
Sodiacutekovyacute rychlyacute ndash PRISM ARC-100
Integraacutelniacute tekuteacute soli ndash Integral MSR (Kanada)
Chlazenyacute olovem ndash BREAST (Rusko)
Chlazenyacute bismutem a olovem ndash SVBR100 (Rusko)
Scheacutema elektraacuterny
Terrestrial Energy
Kanada
Kritickeacute ndash dokončeniacute
prototypu a seacuteriovaacute vyacuteroba
Vyacuteroba paliva pro bloky HTR-PM
Jak jsme na tom s palivem
Znaacutemeacute zaacutesoby 55 milionů tun (130 $kg)
Austraacutelie 23 Kazachstaacuten 15 Rusko 10 Kanada 8
Uraninit jeden z typů uranoveacute rudy
Zaacutesoby uranu maacute i Česko
Důl Rožnaacute v Dolniacute RožiacutenceKanada je největšiacutem producentem uranu
Lepšiacute prospekciacute až řaacutedoveacute zvyacutešeniacute zaacutesob
Současnaacute potřeba ndash 65 014 tun
Těžba 1) Podzemniacute
2) Povrchovaacute
3) Louženiacutem (29)
4) Vedlejšiacute produkt (10)
(i obsahy uranu 0025 a meacuteně)
5) Zpracovaacuteniacute elektraacuterenskeacuteho popiacutelku
Těžba v roce 2013
(59 678 t)
Kazachstaacuten 22567 t
Kanada 9332 t
Austraacutelie 6350 t
Niger 4528 t
Rusko 3135 t
(61)
Spotřeba 1000 MW ndash 200 tun přiacuterodniacuteho uranu ročně
Svět ndash 430 000 MW ndash 65 000 tun ročně (při takoveacute spotřebě znaacutemeacute zaacutesoby pro
cenu 130 $ na 85 let) ndash cena byla už i 300 $ - odhad zaacutesob o řaacuted až dva většiacute
Těžba v Česku 225 tun (2015) v principu zaacutesoby až 109 000 t (při ceně 300 $)
Zbrojniacute uran a plutonium ndash ekvivalent 545 000 tun přiacuterodniacuteho uranu
Využitiacute uranu 238 ndash přiacuterodniacute uran 07 uranu 235 rarr viacutece než 100kraacutet viacutece paliva
Přepracovaacuteniacute vyhořeleacuteho paliva ndash MOX ndash efektivnějšiacute využitiacute
Spolehlivě zhruba na stoletiacute i při zvyacutešeniacute produkce několikanaacutesobně
Možnost i při vysokeacutem zvyacutešeniacute využitiacute jaacutedra na tisiacuteciletiacute
Zpracovatelskyacute zaacutevod dolu Beverley (Austraacutelie)
Thoriovyacute cyklus (vyacutehoda ndash nevznikajiacute transurany)
232Th T12 = 14051010 let rarr je ho ještě viacutece než uranu 238
232Th + n rarr 233Th(β-) + γ rarr 233Pa(β-) + γ rarr 233U
vyacuteskyt v monazitu
Austraacutelie 452 000 tun
USA 400 000 tun
Turecko 344 000 tun
Indie 319 000 tun
Celkově 2 400 000 tun
Produkce štěpneacuteho materiaacutelu
možnost zajištěniacute jaderneacute energetiky na tisiacuteciletiacute
Velkeacute zaacutesoby thoria maacute opět Austraacutelie a takeacute Indie
Pozor znaacutemeacute zaacutesoby
Znalosti velmi sporeacute
Množstviacute určitě řaacutedově podceněneacute
Reaktory IV generace
Proč je potřebujeme
1) Zvyacutešeniacute efektivity využitiacute uranu a thoria (zaacutesoby paliva na mnoho tisiacuteciletiacute) ndash rychleacute
reaktory
2) Sniacuteženiacute objemu a nebezpečnosti radioaktivniacuteho odpadu (uzavřeniacute palivoveacuteho cyklu) ndash
exotickeacute typy s tekutyacutem palivem a průběžnou separaciacute
3) Zvyacutešeniacute efektivity produkce elektřiny a tepla pro průmysl (vysokoteplotniacute reaktory
pro průmysl i produkci vodiacuteku)
4) Uacuteplně noveacute koncepty někdy značně exotickeacute ndash šest třiacuted konceptů
Sodiacutekem chlazenyacute reaktor BN800
Sodiacutekem chlazenyacute reaktor ndash rychlyacute reaktor uacutespěšneacute komerčniacute bloky BN600 a BN800
v Rusku prototyp CEFR (Čiacutena) dokončovanyacute blok Kalpakkam 500 MWe (Indie)
evropskyacute hlavně francouzskyacute projekt ASTRID
Olovem chlazenyacute reaktor ndash rychlyacute reaktor chla-
zenyacute tekutyacutem kovem zkušenosti na ponorkaacutech
BREST-300 ndash prototypovyacute reaktor (Rusko)
Palivovyacute soubor a staveniště reaktoru BREST 300
Sodiacutekovyacute reaktor Kalpakkam (Indie)
Ruskaacute ponorka s olovem chlazenyacutem reaktorem
Vysokoteplotniacute plynem chlazenyacute reaktor ndash chlazenyacute
heacuteliem (přiacutepadně jinyacutem plynem) moderovanyacute
grafitem vysokyacute stupeň vyhořeniacute paliva pasivniacute
bezpečnost dokončovanyacute reaktor s palivem v
podobě kouliacute v Čiacuteně ndash HTR-PM spolupraacutece se
Saudskou Araacutebiiacute
Reaktor chlazenyacute superkritickou vodou ndash nadkritickeacute
bloky s klasickou moderaciacute velmi vysokaacute efektivita
konverze tepla na elektřinu Smyčka se
superkritickou vodou v UacuteJV
Reaktory využiacutevajiacuteciacute tekuteacute soli ndash využitiacute fluoroveacute
soliacute s lithiem tekuteacute palivo ndash nejinovativnějšiacute
princip různeacute typy moderace (energetickeacuteho
spektra) Vhodnyacute pro konverzi thoria 232 na uran
233 Nejdaacutele v Čiacuteně Zapojeniacute CVŘ a UacuteJV
Rychlyacute reaktor chlazenyacute plynem ndash chlazeniacute heliem
nemoderovanyacute evropskyacute projekt ALLEGRO
uacutevahy o jeho vyacutestavbě ve Středniacute Evropě heliovaacute
smyčka v UacuteJV as Řež
Kuloveacute palivo pro reaktor HTR-PM v Čiacuteně
Instalace reaktoru HTR-PM v Čiacuteně
Scheacutema projektu reaktoru Allegro
Prvniacute dokončovaneacute uacuteložiště vyhořeleacuteho paliva
Onkalo
Finsko ndash bliacutezko elektraacuterny
Olkiluoto
Žulovyacute masiacutev ndash umiacutestěniacute
500 m pod povrchem
2004 ndash začaacutetek ražby
2015 ndash licence pro vyacutestavbu
2020 ndash dokončeniacute 1etapy
2024 ndash začaacutetek uklaacutedaacuteniacute
Recyklace ndash palivo MOX
Využitiacute uranu a plutonia z vyhořeleacuteho
paliva
Přepracovaciacute zaacutevod ndash separace uranu a
plutonia
Přepracovaacuteniacute a produkci MOX ndash
Francie Velkaacute Britaacutenie Rusko
Sniacuteženiacute potřeby čerstveacuteho uranu a
zmenšeniacute objemu odpadu
Radionuklidoveacute zdroje pro vesmiacuter ndash chybiacute plutonium 238
Miacutesto 238Pu použiacutet 241Am z jaderneacuteho odpadu
plutonium 238 americium 241
poločas rozpadu 87 7 let 432 let
Nejintenzivnějšiacute gama 004 36
Energie gama 43 keV 60 keV
Energie rozpadu 56 MeV 56 MeV
Hustota energie 054 kWkg 0105 kWkg
Možnost ziacuteskat chemickou separaciacute z vyhořeleacuteho paliva (staryacutech zaacutesob plutonia)
Vyacutehody Možnost ziacuteskaacuteniacute bez speciaacutelniacuteho ozařovaacuteniacute ve speciaacutelniacutem reaktoru
Pomalejšiacute pokles vyacutekonu
Nevyacutehody Teacuteměř 5kraacutet vyššiacute potřebnaacute hmotnost ( 5kraacutet nižšiacute aktivita)
Vyacuteraznějšiacute aktivita gama ndash nutnost řešit stiacuteněniacute před touto radiaciacute
Ziacuteskaacutevaacuteniacute americia 241
Chemickaacute
separace
americia
Čisteacute plutonium americium pro vesmiacuter
Přepracovaacuteniacute
paliva
Separovaneacute plutonium
Čas uloženiacute
Z plutoniiacute jedině 241Pu se rozpadaacute beta rozpadem při rozpadu směsi plutoniiacute
tak vznikaacute pouze izotop americia 241Am (241Pu rarr 241Am T12 = 14 let)
241Pu rarr 241Am
Urychlovačem řiacutezeneacute transmutory
Z čeho se sklaacutedaacute
1) Urychlovač protonů - energie 100 - 1000 MeV
2) Terč - olovo wolfram hellip
3) Naacutedoba obsahujiacuteciacute systeacutem jaderneacuteho odpadu moderaacutetoru
Nutnost separace stabilniacutech a kraacutetkodobyacutech izotopů
Zaacutekladniacute vlastnosti
1) Využiacutevaacute třiacuteštivyacutech reakciacute
2) Velmi vysokaacute hustota neutronů rarr efektivniacute transmutace
3) Podkritickyacute režim provozu
4) Produkce neutronů ve velmi širokeacutem rozmeziacute energiiacute
Scheacutema koncepce urychlovačem řiacutezeneacuteho jaderneacuteho transmutoru
Praacutece na analyacuteze terče Megapie
v horkyacutech komoraacutech v PSI
Olověnyacute terč při testech v laboratoři CERN
Termojadernaacute elektraacuterna
Tokamak ITER ndash prvniacute fuacutezniacute reaktor vyacutekon 500 MW 10kraacutet vyššiacute než vklad demonstruje
chovaacuteniacute plazmy u elektraacuterny fuacutezniacute reakce deuteria a tritia testy s produkciacute tritia
Tokamak ITER ndash produkce 10kraacutet viacutece energie
DEMO ndash prvniacute prototyp fuacutezniacute elektraacuterny ndash i s turbiacutenou a produkciacute paliva (tritia) z lithia
Současnyacute časovyacute plaacuten Sestavovaacuteniacute a instalace zařiacutezeniacute 2018 ndash 2025
prvniacute plazma ndash 2025 přechod na studium fuacutezniacutech reakciacute d+t -2035
Na zaacutekladě vyacutesledků vyacutezkumů za pomociacute ITER (i jeho budovaacuteniacute) přechod k reaacutelneacute
elektraacuterně
Jineacute cesty ndash stelaraacutetor inerciaacutelniacute udrženiacute NIF (USA) ndash zatiacutem daleko za tokamaky
Jakeacute možnosti jaacutedro poskytuje
Efektivniacute většiacute zdroj energie minimaacutelně (chlazeniacute) zaacutevislyacute na miacutestniacutech podmiacutenkaacutech
staacutelyacute stabilniacute vyacutekon rarr vhodneacute zaacutekladniacute většiacute zdroje
Česko ndash Dukovany (4 500 MW) a Temeliacuten (2 1000 MW) ndash celkem 4000 MW (36 )
uacutevaha ndash 2 bloky Temeliacuten a 2 Dukovany ( ~ 5000 MW) ndash 60 elektrickeacute energie
Slovensko - Jaslovskeacute Bohunice (2 bloky 440 MW) a Mochovce (2 bloky 440 MW) - 50
dokončovaacuteny ndash 2 bloky Mochovce (440 MW) 1 blok Jaslovskeacute Bohunice (~ 1500 MW)
V budoucnu i dalšiacute elektraacuterny ndash podiacutel na elektřině 70 ndash 80 většiacute podiacutel u tepla vodiacutek
U elektřiny by tak podiacutel mohl byacutet až 70 ndash 80 (nemaacute smysl byacutet většiacute)
Většiacute využitiacute v dopravě v přiacutepadě přechodu na
elektromobily a vodiacutekoveacute hospodaacuteřstviacute
Nahrazeniacute hlavně uhelnyacutech elektraacuteren ndash sniacuteženiacute produkce CO2
Teplaacuterny ndash přechod na menšiacute kompaktniacute zdroje
Možnost kompaktniacutech malyacutech zdrojů kde by se
neměnilo palivo ale celaacute elektraacuterna
Nutnost vhodneacute kombinace a doplňovaacuteniacute s dalšiacutemi
zdroji a uacutesporami
Jadernaacute energetika neniacute samospasitelnaacute ale může byacutet vyacuteznamnyacutem zdrojem energie
Budovanyacute
plovouciacute reaktor
(70 MWe)
EPR reaktor
Některeacute možneacute energetickeacute sceacutenaacuteře
Sceacutenaacuteř 1 Superniacutezkoemisniacute ndash postaveniacute většiacuteho počtu jadernyacutech bloků intenzivniacute
budovaacuteniacute obnovitelnyacutech zdrojů uacuteložiště energie hellip
Česko by zaacutesadně přispělo ke sniacuteženiacute emisiacute
Dnes už velmi nepravděpodobnyacute
Sceacutenaacuteř 3 Druheacute Bavorsko ndash postupnyacute uacutebytek vyacutekonu v jadernyacutech a uhelnyacutech zdrojiacutech
spoleacutehaacuteniacute na větrneacute zdroje na severu Německa a plynoveacute
zdroje regulujiacuteciacute siacuteť u naacutes i v Německu
Situace v Bavorsku ukaacuteže k čemu sceacutenaacuteř vede
Sceacutenaacuteř pravděpodobnyacute v přiacutepadě pokračovaacuteniacute současneacute
nečinnosti
Sceacutenaacuteř 4 Vyacutepadek Dukovan už v roce 2025 ndash třeba tlakem Rakouska a Německa ndash spolu
s odstavenyacutemi uhelnyacutemi bloky ztraacuteta přes 6 GW vyacutekonu
V přiacutepadě nečinnosti a cestě k Bavorskeacutemu sceacutenaacuteři povede
k velkyacutem naacuterokům na regulaci a import elektřiny
Sceacutenaacuteř 2 ASEK ndash poměrně širokeacute rozmeziacute umožňujiacuteciacute optimalizaci podle podmiacutenek
nutnost vyacutestavby jadernyacutech bloků a uacutespěšnyacute rozvoj
obnovitelnyacutech zdrojů a uklaacutedaacuteniacute energie
Je třeba naleacutezt optimum a ve všech sceacutenaacuteřiacutech zajistit bezpečneacute fungovaacuteniacute našeho
energetickeacute ndash vyacutezva pro všechny souvisejiacuteciacute obory
Zaacutevěr1) Jadernaacute energetika prokaacutezala možnost velice efektivniacuteho přechodu k niacutezkoemisniacute
elektroenergetice (Francie Šveacutedsko Ontario hellip)
2) Probleacutemy spojeneacute s velikostiacute těchto zdrojů a citlivostiacute na společenskou podporu
3) Zatiacutem otevřenaacute otaacutezka uacutespěšnosti přechodu k reaktorům III generace (splněniacute
očekaacutevaacuteniacute z hlediska efektivity vyacutestavby a provozu) K tomu potřeba i dostatek
budovanyacutech jednotek a kontinuita Nejleacutepe na tom je VVER1200 a zatiacutem i APR1400
4) Velkyacute potenciaacutel v malyacutech modulaacuterniacutech reaktorech potřeba vyvinout kompaktniacute
model s masovou vyacuterobou (klasickeacute i inovativniacute typy)
5) Pro udržitelneacute využiacutevaacuteniacute jaderneacute energie nutneacute reaktory IV generace nejdaacutele jsou
sodiacutekem a olovem chlazeneacute a vysokoteplotniacute chlazeneacute plynem
6) Urychlovačem řiacutezeneacute transmutory a fuacuteze ndash velkyacute potenciaacutel ale komerčniacute realizace
zatiacutem dost vzdaacutelenaacute ndash velkaacute synergie mezi popsanyacutemi oblastmi
7) Miacuteru využiacutevaacuteniacute jaacutedra silně ovlivniacute reaacutelnaacute miacutera vlivu emisiacute CO2 a nutnost je potlačit
Page 8
Po roce 2011 dopad Fukušimy I 38 japonskyacutech
rektorů je vypnuto
Podiacutel jaacutedra na produkci elektřiny něco pod 11
Rok 2017 ndash 2519 TWh 103
Rychleacute (množiveacute) reaktory
Nemoderovaneacute neutrony rarr menšiacute pravděpodobnost reakciacute rarr většiacute intenzita neutronů
rarr většiacute počet štěpeniacute rarr nutnost vysokeacuteho obohaceniacute uranu 20 - 50 235U (ekvivalentně 239Pu)
Produkce 239Pu 238U + n rarr 239U(β-) + γ rarr 239Ne (β-)rarr239Pu rarr produkce paliva
Z 239Pu viacutece neutronů (3 na jedno štěpeniacute) rarr produkce viacutece plutonia než se spotřebuje (plodivaacute zoacutena)
Efektivnějšiacute využitiacute paliva ndash menšiacute citlivost na složeniacute paliva spalovaacuteniacute transuranů
Vysokeacute obohaceniacute rarr vysokaacute produkce tepla rarr nutnost
vyacutekonneacuteho chlazeniacute rarr roztavenyacute sodiacutek (teplota 550 oC)
roztaveneacute olovo
Doba života generace rychlyacutech neutronů velmi kraacutetkaacute rarr
většiacute role zpožděnyacutech neutronů při regulaci
Čiacutenskyacute reaktor CEFR
s vyacutekonem 20 MWe v
spuštěnyacute v roce 2014
BN600 Bělojarskaacute
jadernaacute elektraacuterna
v Rusku
Rychlyacute reaktor BN800
Bělojarskaacute elektraacuterna
Spuštěn 2014
Různeacute generace jadernyacutech reaktorů
Využiacutevaacuteniacute jaderneacute energie od padesaacutetyacutech let
Komerčniacute reaktory od šedesaacutetyacutech sedmdesaacutetyacutech let
osmdesaacutetaacute a devadesaacutetaacute leacuteta - staacutele efektivnějšiacute a bezpečnějšiacute
Začaacutetek tohoto stoletiacute ndash novaacute III generace ndash evolučniacute vyacutevoj - efektivniacute bezpečneacute
(kontejnment pasivniacute bezpečnostniacute prvky) dlouhodobaacute životnost
Současneacute reaktory
Až na vyacutejimku generace II Spolehlivaacute funkce staacutele efektivnějšiacute využitiacute
Prodlužovaacuteniacute životnosti (přes 40 let) zkracovaacuteniacute přestaacutevek optimalizace
vyacutekonu (dukovanskeacute reaktory dřiacuteve 440 MWe nyniacute teacuteměř 500 MWe)
Dva dokončeneacute bloky 1 a 2 jaderneacute elektraacuterny
Cernavoda v Rumunsku (reaktor CANDU)
Transport českeacute reaktoroveacute naacutedoby pro
dostavbu Mochovců(reaktory VVER 440)
V USA vyacutekon jaderneacute energetiky rostl i když se noveacute reaktory nestavěly
Podiacutel jaderneacute energie v některyacutech staacutetech velkyacute (Francie až 71 )
V současnosti boom vyacutestavby v rozviacutejejiacuteciacutech se zemiacutech Asie
V Evropě se dostavujiacute nedokončeneacute reaktory ndash noveacute budou už III generace
Instalace reaktoroveacute naacutedoby bloku Rostov 3 (VVER 1000) Bloky VVER1000 Kudankullam Indie
Bloky elektraacuterny Fang-čcheng-kang 1 a 2
Přechod od generace II
ke generaci III
Hlavně v Čiacuteně se dokončuje řada
bloků II generace
Evoluciacute přechod ke generaci III
U dokončovanyacutech bloků II generace
řada prvků III generace
Reaktory III a III+ generace
1) Současnaacute doba ndash přechod k reaktorům III generace
2) Zvyacutešenaacute bezpečnost ndash odolnějšiacute kontejnment efektivniacute chlazeniacute pasivniacute prvky
bazeacuten pro chlazeniacute kontejnmentu rekombinace vodiacuteku lapač aktivniacute zoacuteny
3) Modulaacuterniacute a seacuteriovaacute produkce komponent ndash efektivnějšiacute a levnějšiacute (je třeba ověřit)
4) Snadnějšiacute efektivnějšiacute a levnějšiacute provoz (prvniacute reaktory zatiacutem jen kraacutetce v
provozu)
5) Životnost přesahujiacuteciacute 60 let
6) Využiacutevaacuteniacute paliva typu MOX (efektivnějšiacute využitiacute uranu)
7) Rozsaacutehleacute možnosti regulace
Reaktorovaacute naacutedoba VVER1200 (Ostrovec) Vizualizace elektraacuterny Hinkley Point C
Zvyacutešeniacute bezpečnosti
Lapač aktivniacute zoacuteny bloku VVER1200
(elektraacuterna Ostrovec Bělorusko)
1) Pasivniacute chlazeniacute v přiacutepadě havaacuterie
2) Přirozenaacute cirkulace vzduchu přes tepelneacute vyacuteměniacuteky
3) Dvojityacute kontejnment
4) Vodniacute bazeacuten k ochlazovaacuteniacute kontejnmentu
5) Rychleacute vstřikovaacuteniacute kyseliny boriteacute
6) Zařiacutezeniacute pro rekombinaci vodiacuteku
7) Lapač aktivniacute zoacuteny (Lapač koria)
Vnějšiacute vzhled kontejnmentu VVER1000
elektraacuterna Kudankullam (bliacutežiacute se III generaci
Vnějšiacute vzhled kontejnmentu AP1000
Rok 2018 ndash průlom u bloků III generace
Spouštiacute se šest novyacutech reaktorů III generace přičemž uacuteplně prvniacute typu AP1000 a EPR
EPR ndash Tchaj-šan
AP1000 ndash San-men
VVER1200 - Novovoroněž
Barakah 1
Ktereacute bloky jsou k dispozici
ABWR ndash varnyacute reaktor vybudovanyacute v Japonsku a na Tchaj-wanu
nyniacute odstaveneacute (III )
AP 1000 ndash již tři běžiacute v Čině Westinghouse maacute velkeacute probleacutemy
nechce se už podiacutelet na samotneacute vyacutestavbě negativniacute zkušenosti z
USA (III+)
EPR ndash jeden běžiacute v Čiacuteně (Finsko Francie bude v roce 2019)
probleacutemy při stavbě uvidiacuteme zkušenosti z Velkeacute Britaacutenie přiacuteliš
velkyacute vyacutekon až 1700 MW (III+)
APR1400 ndash běžiacute v Jižniacute Koreji dokončuje se v SAE pozitivniacute
reference v domovskaacute země odstupuje od jaacutedra (III)
Hualong One ndash zatiacutem neběžiacute (prvniacute 2019) dobreacute zkušenosti z
kontinuaacutelniacute vyacutestavby reaktorů v Čiacuteně (III+)
VVER1200 ndash běžiacute v Rusku dokončuje se v Bělorusku stavba ve
Finsku Maďarsku Turecku Bangladeši Kontinuaacutelniacute stavba a
evoluce reaktorů Intenzivniacute zapojeniacute českyacutech firem (III+)
Fungujiacuteciacute a ve vyacutestavbě
Dalšiacute projekty ESBWR ATMEA1 pokročileacute typy CANDU
Je třeba alespoň některeacute z modelů začiacutet stavět hromadně v seacuterii ndash nejbliacuteže k tomu maacute
VVER1200 přiacutepadně čiacutenskeacute modely (důležitaacute kontinuita budovaacuteniacute bloků)
Důležiteacute je jak se jednotliveacute modely osvědčiacute v provozu důraz na bezpečnost a ekonomiku
Nelze přeskočit hned k malyacutem modulaacuterniacutem reaktorům IV generaci nebo fuacutezi nutnost
kontinuity a firem se zkušenostiacute v oboru
Nutnost nahrazeniacute staacuternouciacute flotily v Evropě a USA a pokrytiacute rostouciacutech potřeb v
rozvojovyacutech zemiacutech (Indie Čiacutena Turecko hellip)
Novovoroněžskaacute 6 a 7 ndash prvniacute fungujiacuteciacute bloky III+ generace
Maleacute modulaacuterniacute reaktory
1) Zaacutesadniacute probleacutem ndash vysokeacute počaacutetečniacute investice jen velmi velkyacute zdroj
2) Řešeniacute ndash maleacute modulaacuterniacute reaktory (vyacutekon menšiacute než 300 MWe 500 MWe)
3) Umožňujiacute a) Postavit velkou elektraacuternu postupně
b) Postavit malyacute blok třeba pro teplaacuterenskeacute uacutečely
4) Možneacute varianty a) Založeneacute na klasickeacutem zaacutekladě
b) Maleacute modulaacuterniacute reaktory IV generace
c) bdquoBaterieldquo s dlouhou periodou vyacuteměny paliva
5) Zatiacutem spiacuteše exotika pro specifickeacute uacutečely (reaacutelneacute modely zatiacutem v projektech)
Plovouciacute elektraacuterna Akademik Lomonosov Architektonickaacute vize kompaktniacute bdquobaterieldquo StarCore Nuclear
Současnyacute stav ndash otaacutezka budoucnosti otevřenaacute
Dokončovanyacute KLT-40S (Rusko) ndash tlakovodniacute 35 MWe plovouciacute elektraacuterna Akademik
Lomonsov nahrazuje dosluhujiacuteciacute Bilibinskou elektraacuternu (4 bloky s 11 MWe)
(klasickyacute model ndash podobně i lodniacute reaktory RITM-200 s 50 MWe)
Zahaacutejenyacute ACPR50S (Čiacutena) ndash 60 MWe
Plovouciacute i pozemniacute elektraacuterny (ACPR100)
Plovouciacute elektraacuterna Akademik Lomonosov
nahradiacute Bilibinskou elektraacuternu
Představa budouciacute čiacutenskeacute plovouciacute jaderneacute
elektraacuterny
Dokončovanyacute HTR-PM ndash vysokoteplotniacute reaktor chlazenyacute plynem dva bloky s jednou
turbiacutenou 210 MWe
Pokročilyacute
Rozpracovaneacute projekty (cesta do budoucnosti)
Tlakovodniacute - VBER-300 (Rusko) SMR-160 (USA)
Integraacutelniacute tlakovodniacute ndash NuScale (USA) ACP100 (Čiacutena) SMART (Jižniacute Korea)
Sodiacutekovyacute rychlyacute ndash PRISM ARC-100
Integraacutelniacute tekuteacute soli ndash Integral MSR (Kanada)
Chlazenyacute olovem ndash BREAST (Rusko)
Chlazenyacute bismutem a olovem ndash SVBR100 (Rusko)
Scheacutema elektraacuterny
Terrestrial Energy
Kanada
Kritickeacute ndash dokončeniacute
prototypu a seacuteriovaacute vyacuteroba
Vyacuteroba paliva pro bloky HTR-PM
Jak jsme na tom s palivem
Znaacutemeacute zaacutesoby 55 milionů tun (130 $kg)
Austraacutelie 23 Kazachstaacuten 15 Rusko 10 Kanada 8
Uraninit jeden z typů uranoveacute rudy
Zaacutesoby uranu maacute i Česko
Důl Rožnaacute v Dolniacute RožiacutenceKanada je největšiacutem producentem uranu
Lepšiacute prospekciacute až řaacutedoveacute zvyacutešeniacute zaacutesob
Současnaacute potřeba ndash 65 014 tun
Těžba 1) Podzemniacute
2) Povrchovaacute
3) Louženiacutem (29)
4) Vedlejšiacute produkt (10)
(i obsahy uranu 0025 a meacuteně)
5) Zpracovaacuteniacute elektraacuterenskeacuteho popiacutelku
Těžba v roce 2013
(59 678 t)
Kazachstaacuten 22567 t
Kanada 9332 t
Austraacutelie 6350 t
Niger 4528 t
Rusko 3135 t
(61)
Spotřeba 1000 MW ndash 200 tun přiacuterodniacuteho uranu ročně
Svět ndash 430 000 MW ndash 65 000 tun ročně (při takoveacute spotřebě znaacutemeacute zaacutesoby pro
cenu 130 $ na 85 let) ndash cena byla už i 300 $ - odhad zaacutesob o řaacuted až dva většiacute
Těžba v Česku 225 tun (2015) v principu zaacutesoby až 109 000 t (při ceně 300 $)
Zbrojniacute uran a plutonium ndash ekvivalent 545 000 tun přiacuterodniacuteho uranu
Využitiacute uranu 238 ndash přiacuterodniacute uran 07 uranu 235 rarr viacutece než 100kraacutet viacutece paliva
Přepracovaacuteniacute vyhořeleacuteho paliva ndash MOX ndash efektivnějšiacute využitiacute
Spolehlivě zhruba na stoletiacute i při zvyacutešeniacute produkce několikanaacutesobně
Možnost i při vysokeacutem zvyacutešeniacute využitiacute jaacutedra na tisiacuteciletiacute
Zpracovatelskyacute zaacutevod dolu Beverley (Austraacutelie)
Thoriovyacute cyklus (vyacutehoda ndash nevznikajiacute transurany)
232Th T12 = 14051010 let rarr je ho ještě viacutece než uranu 238
232Th + n rarr 233Th(β-) + γ rarr 233Pa(β-) + γ rarr 233U
vyacuteskyt v monazitu
Austraacutelie 452 000 tun
USA 400 000 tun
Turecko 344 000 tun
Indie 319 000 tun
Celkově 2 400 000 tun
Produkce štěpneacuteho materiaacutelu
možnost zajištěniacute jaderneacute energetiky na tisiacuteciletiacute
Velkeacute zaacutesoby thoria maacute opět Austraacutelie a takeacute Indie
Pozor znaacutemeacute zaacutesoby
Znalosti velmi sporeacute
Množstviacute určitě řaacutedově podceněneacute
Reaktory IV generace
Proč je potřebujeme
1) Zvyacutešeniacute efektivity využitiacute uranu a thoria (zaacutesoby paliva na mnoho tisiacuteciletiacute) ndash rychleacute
reaktory
2) Sniacuteženiacute objemu a nebezpečnosti radioaktivniacuteho odpadu (uzavřeniacute palivoveacuteho cyklu) ndash
exotickeacute typy s tekutyacutem palivem a průběžnou separaciacute
3) Zvyacutešeniacute efektivity produkce elektřiny a tepla pro průmysl (vysokoteplotniacute reaktory
pro průmysl i produkci vodiacuteku)
4) Uacuteplně noveacute koncepty někdy značně exotickeacute ndash šest třiacuted konceptů
Sodiacutekem chlazenyacute reaktor BN800
Sodiacutekem chlazenyacute reaktor ndash rychlyacute reaktor uacutespěšneacute komerčniacute bloky BN600 a BN800
v Rusku prototyp CEFR (Čiacutena) dokončovanyacute blok Kalpakkam 500 MWe (Indie)
evropskyacute hlavně francouzskyacute projekt ASTRID
Olovem chlazenyacute reaktor ndash rychlyacute reaktor chla-
zenyacute tekutyacutem kovem zkušenosti na ponorkaacutech
BREST-300 ndash prototypovyacute reaktor (Rusko)
Palivovyacute soubor a staveniště reaktoru BREST 300
Sodiacutekovyacute reaktor Kalpakkam (Indie)
Ruskaacute ponorka s olovem chlazenyacutem reaktorem
Vysokoteplotniacute plynem chlazenyacute reaktor ndash chlazenyacute
heacuteliem (přiacutepadně jinyacutem plynem) moderovanyacute
grafitem vysokyacute stupeň vyhořeniacute paliva pasivniacute
bezpečnost dokončovanyacute reaktor s palivem v
podobě kouliacute v Čiacuteně ndash HTR-PM spolupraacutece se
Saudskou Araacutebiiacute
Reaktor chlazenyacute superkritickou vodou ndash nadkritickeacute
bloky s klasickou moderaciacute velmi vysokaacute efektivita
konverze tepla na elektřinu Smyčka se
superkritickou vodou v UacuteJV
Reaktory využiacutevajiacuteciacute tekuteacute soli ndash využitiacute fluoroveacute
soliacute s lithiem tekuteacute palivo ndash nejinovativnějšiacute
princip různeacute typy moderace (energetickeacuteho
spektra) Vhodnyacute pro konverzi thoria 232 na uran
233 Nejdaacutele v Čiacuteně Zapojeniacute CVŘ a UacuteJV
Rychlyacute reaktor chlazenyacute plynem ndash chlazeniacute heliem
nemoderovanyacute evropskyacute projekt ALLEGRO
uacutevahy o jeho vyacutestavbě ve Středniacute Evropě heliovaacute
smyčka v UacuteJV as Řež
Kuloveacute palivo pro reaktor HTR-PM v Čiacuteně
Instalace reaktoru HTR-PM v Čiacuteně
Scheacutema projektu reaktoru Allegro
Prvniacute dokončovaneacute uacuteložiště vyhořeleacuteho paliva
Onkalo
Finsko ndash bliacutezko elektraacuterny
Olkiluoto
Žulovyacute masiacutev ndash umiacutestěniacute
500 m pod povrchem
2004 ndash začaacutetek ražby
2015 ndash licence pro vyacutestavbu
2020 ndash dokončeniacute 1etapy
2024 ndash začaacutetek uklaacutedaacuteniacute
Recyklace ndash palivo MOX
Využitiacute uranu a plutonia z vyhořeleacuteho
paliva
Přepracovaciacute zaacutevod ndash separace uranu a
plutonia
Přepracovaacuteniacute a produkci MOX ndash
Francie Velkaacute Britaacutenie Rusko
Sniacuteženiacute potřeby čerstveacuteho uranu a
zmenšeniacute objemu odpadu
Radionuklidoveacute zdroje pro vesmiacuter ndash chybiacute plutonium 238
Miacutesto 238Pu použiacutet 241Am z jaderneacuteho odpadu
plutonium 238 americium 241
poločas rozpadu 87 7 let 432 let
Nejintenzivnějšiacute gama 004 36
Energie gama 43 keV 60 keV
Energie rozpadu 56 MeV 56 MeV
Hustota energie 054 kWkg 0105 kWkg
Možnost ziacuteskat chemickou separaciacute z vyhořeleacuteho paliva (staryacutech zaacutesob plutonia)
Vyacutehody Možnost ziacuteskaacuteniacute bez speciaacutelniacuteho ozařovaacuteniacute ve speciaacutelniacutem reaktoru
Pomalejšiacute pokles vyacutekonu
Nevyacutehody Teacuteměř 5kraacutet vyššiacute potřebnaacute hmotnost ( 5kraacutet nižšiacute aktivita)
Vyacuteraznějšiacute aktivita gama ndash nutnost řešit stiacuteněniacute před touto radiaciacute
Ziacuteskaacutevaacuteniacute americia 241
Chemickaacute
separace
americia
Čisteacute plutonium americium pro vesmiacuter
Přepracovaacuteniacute
paliva
Separovaneacute plutonium
Čas uloženiacute
Z plutoniiacute jedině 241Pu se rozpadaacute beta rozpadem při rozpadu směsi plutoniiacute
tak vznikaacute pouze izotop americia 241Am (241Pu rarr 241Am T12 = 14 let)
241Pu rarr 241Am
Urychlovačem řiacutezeneacute transmutory
Z čeho se sklaacutedaacute
1) Urychlovač protonů - energie 100 - 1000 MeV
2) Terč - olovo wolfram hellip
3) Naacutedoba obsahujiacuteciacute systeacutem jaderneacuteho odpadu moderaacutetoru
Nutnost separace stabilniacutech a kraacutetkodobyacutech izotopů
Zaacutekladniacute vlastnosti
1) Využiacutevaacute třiacuteštivyacutech reakciacute
2) Velmi vysokaacute hustota neutronů rarr efektivniacute transmutace
3) Podkritickyacute režim provozu
4) Produkce neutronů ve velmi širokeacutem rozmeziacute energiiacute
Scheacutema koncepce urychlovačem řiacutezeneacuteho jaderneacuteho transmutoru
Praacutece na analyacuteze terče Megapie
v horkyacutech komoraacutech v PSI
Olověnyacute terč při testech v laboratoři CERN
Termojadernaacute elektraacuterna
Tokamak ITER ndash prvniacute fuacutezniacute reaktor vyacutekon 500 MW 10kraacutet vyššiacute než vklad demonstruje
chovaacuteniacute plazmy u elektraacuterny fuacutezniacute reakce deuteria a tritia testy s produkciacute tritia
Tokamak ITER ndash produkce 10kraacutet viacutece energie
DEMO ndash prvniacute prototyp fuacutezniacute elektraacuterny ndash i s turbiacutenou a produkciacute paliva (tritia) z lithia
Současnyacute časovyacute plaacuten Sestavovaacuteniacute a instalace zařiacutezeniacute 2018 ndash 2025
prvniacute plazma ndash 2025 přechod na studium fuacutezniacutech reakciacute d+t -2035
Na zaacutekladě vyacutesledků vyacutezkumů za pomociacute ITER (i jeho budovaacuteniacute) přechod k reaacutelneacute
elektraacuterně
Jineacute cesty ndash stelaraacutetor inerciaacutelniacute udrženiacute NIF (USA) ndash zatiacutem daleko za tokamaky
Jakeacute možnosti jaacutedro poskytuje
Efektivniacute většiacute zdroj energie minimaacutelně (chlazeniacute) zaacutevislyacute na miacutestniacutech podmiacutenkaacutech
staacutelyacute stabilniacute vyacutekon rarr vhodneacute zaacutekladniacute většiacute zdroje
Česko ndash Dukovany (4 500 MW) a Temeliacuten (2 1000 MW) ndash celkem 4000 MW (36 )
uacutevaha ndash 2 bloky Temeliacuten a 2 Dukovany ( ~ 5000 MW) ndash 60 elektrickeacute energie
Slovensko - Jaslovskeacute Bohunice (2 bloky 440 MW) a Mochovce (2 bloky 440 MW) - 50
dokončovaacuteny ndash 2 bloky Mochovce (440 MW) 1 blok Jaslovskeacute Bohunice (~ 1500 MW)
V budoucnu i dalšiacute elektraacuterny ndash podiacutel na elektřině 70 ndash 80 většiacute podiacutel u tepla vodiacutek
U elektřiny by tak podiacutel mohl byacutet až 70 ndash 80 (nemaacute smysl byacutet většiacute)
Většiacute využitiacute v dopravě v přiacutepadě přechodu na
elektromobily a vodiacutekoveacute hospodaacuteřstviacute
Nahrazeniacute hlavně uhelnyacutech elektraacuteren ndash sniacuteženiacute produkce CO2
Teplaacuterny ndash přechod na menšiacute kompaktniacute zdroje
Možnost kompaktniacutech malyacutech zdrojů kde by se
neměnilo palivo ale celaacute elektraacuterna
Nutnost vhodneacute kombinace a doplňovaacuteniacute s dalšiacutemi
zdroji a uacutesporami
Jadernaacute energetika neniacute samospasitelnaacute ale může byacutet vyacuteznamnyacutem zdrojem energie
Budovanyacute
plovouciacute reaktor
(70 MWe)
EPR reaktor
Některeacute možneacute energetickeacute sceacutenaacuteře
Sceacutenaacuteř 1 Superniacutezkoemisniacute ndash postaveniacute většiacuteho počtu jadernyacutech bloků intenzivniacute
budovaacuteniacute obnovitelnyacutech zdrojů uacuteložiště energie hellip
Česko by zaacutesadně přispělo ke sniacuteženiacute emisiacute
Dnes už velmi nepravděpodobnyacute
Sceacutenaacuteř 3 Druheacute Bavorsko ndash postupnyacute uacutebytek vyacutekonu v jadernyacutech a uhelnyacutech zdrojiacutech
spoleacutehaacuteniacute na větrneacute zdroje na severu Německa a plynoveacute
zdroje regulujiacuteciacute siacuteť u naacutes i v Německu
Situace v Bavorsku ukaacuteže k čemu sceacutenaacuteř vede
Sceacutenaacuteř pravděpodobnyacute v přiacutepadě pokračovaacuteniacute současneacute
nečinnosti
Sceacutenaacuteř 4 Vyacutepadek Dukovan už v roce 2025 ndash třeba tlakem Rakouska a Německa ndash spolu
s odstavenyacutemi uhelnyacutemi bloky ztraacuteta přes 6 GW vyacutekonu
V přiacutepadě nečinnosti a cestě k Bavorskeacutemu sceacutenaacuteři povede
k velkyacutem naacuterokům na regulaci a import elektřiny
Sceacutenaacuteř 2 ASEK ndash poměrně širokeacute rozmeziacute umožňujiacuteciacute optimalizaci podle podmiacutenek
nutnost vyacutestavby jadernyacutech bloků a uacutespěšnyacute rozvoj
obnovitelnyacutech zdrojů a uklaacutedaacuteniacute energie
Je třeba naleacutezt optimum a ve všech sceacutenaacuteřiacutech zajistit bezpečneacute fungovaacuteniacute našeho
energetickeacute ndash vyacutezva pro všechny souvisejiacuteciacute obory
Zaacutevěr1) Jadernaacute energetika prokaacutezala možnost velice efektivniacuteho přechodu k niacutezkoemisniacute
elektroenergetice (Francie Šveacutedsko Ontario hellip)
2) Probleacutemy spojeneacute s velikostiacute těchto zdrojů a citlivostiacute na společenskou podporu
3) Zatiacutem otevřenaacute otaacutezka uacutespěšnosti přechodu k reaktorům III generace (splněniacute
očekaacutevaacuteniacute z hlediska efektivity vyacutestavby a provozu) K tomu potřeba i dostatek
budovanyacutech jednotek a kontinuita Nejleacutepe na tom je VVER1200 a zatiacutem i APR1400
4) Velkyacute potenciaacutel v malyacutech modulaacuterniacutech reaktorech potřeba vyvinout kompaktniacute
model s masovou vyacuterobou (klasickeacute i inovativniacute typy)
5) Pro udržitelneacute využiacutevaacuteniacute jaderneacute energie nutneacute reaktory IV generace nejdaacutele jsou
sodiacutekem a olovem chlazeneacute a vysokoteplotniacute chlazeneacute plynem
6) Urychlovačem řiacutezeneacute transmutory a fuacuteze ndash velkyacute potenciaacutel ale komerčniacute realizace
zatiacutem dost vzdaacutelenaacute ndash velkaacute synergie mezi popsanyacutemi oblastmi
7) Miacuteru využiacutevaacuteniacute jaacutedra silně ovlivniacute reaacutelnaacute miacutera vlivu emisiacute CO2 a nutnost je potlačit
Page 9
Rychleacute (množiveacute) reaktory
Nemoderovaneacute neutrony rarr menšiacute pravděpodobnost reakciacute rarr většiacute intenzita neutronů
rarr většiacute počet štěpeniacute rarr nutnost vysokeacuteho obohaceniacute uranu 20 - 50 235U (ekvivalentně 239Pu)
Produkce 239Pu 238U + n rarr 239U(β-) + γ rarr 239Ne (β-)rarr239Pu rarr produkce paliva
Z 239Pu viacutece neutronů (3 na jedno štěpeniacute) rarr produkce viacutece plutonia než se spotřebuje (plodivaacute zoacutena)
Efektivnějšiacute využitiacute paliva ndash menšiacute citlivost na složeniacute paliva spalovaacuteniacute transuranů
Vysokeacute obohaceniacute rarr vysokaacute produkce tepla rarr nutnost
vyacutekonneacuteho chlazeniacute rarr roztavenyacute sodiacutek (teplota 550 oC)
roztaveneacute olovo
Doba života generace rychlyacutech neutronů velmi kraacutetkaacute rarr
většiacute role zpožděnyacutech neutronů při regulaci
Čiacutenskyacute reaktor CEFR
s vyacutekonem 20 MWe v
spuštěnyacute v roce 2014
BN600 Bělojarskaacute
jadernaacute elektraacuterna
v Rusku
Rychlyacute reaktor BN800
Bělojarskaacute elektraacuterna
Spuštěn 2014
Různeacute generace jadernyacutech reaktorů
Využiacutevaacuteniacute jaderneacute energie od padesaacutetyacutech let
Komerčniacute reaktory od šedesaacutetyacutech sedmdesaacutetyacutech let
osmdesaacutetaacute a devadesaacutetaacute leacuteta - staacutele efektivnějšiacute a bezpečnějšiacute
Začaacutetek tohoto stoletiacute ndash novaacute III generace ndash evolučniacute vyacutevoj - efektivniacute bezpečneacute
(kontejnment pasivniacute bezpečnostniacute prvky) dlouhodobaacute životnost
Současneacute reaktory
Až na vyacutejimku generace II Spolehlivaacute funkce staacutele efektivnějšiacute využitiacute
Prodlužovaacuteniacute životnosti (přes 40 let) zkracovaacuteniacute přestaacutevek optimalizace
vyacutekonu (dukovanskeacute reaktory dřiacuteve 440 MWe nyniacute teacuteměř 500 MWe)
Dva dokončeneacute bloky 1 a 2 jaderneacute elektraacuterny
Cernavoda v Rumunsku (reaktor CANDU)
Transport českeacute reaktoroveacute naacutedoby pro
dostavbu Mochovců(reaktory VVER 440)
V USA vyacutekon jaderneacute energetiky rostl i když se noveacute reaktory nestavěly
Podiacutel jaderneacute energie v některyacutech staacutetech velkyacute (Francie až 71 )
V současnosti boom vyacutestavby v rozviacutejejiacuteciacutech se zemiacutech Asie
V Evropě se dostavujiacute nedokončeneacute reaktory ndash noveacute budou už III generace
Instalace reaktoroveacute naacutedoby bloku Rostov 3 (VVER 1000) Bloky VVER1000 Kudankullam Indie
Bloky elektraacuterny Fang-čcheng-kang 1 a 2
Přechod od generace II
ke generaci III
Hlavně v Čiacuteně se dokončuje řada
bloků II generace
Evoluciacute přechod ke generaci III
U dokončovanyacutech bloků II generace
řada prvků III generace
Reaktory III a III+ generace
1) Současnaacute doba ndash přechod k reaktorům III generace
2) Zvyacutešenaacute bezpečnost ndash odolnějšiacute kontejnment efektivniacute chlazeniacute pasivniacute prvky
bazeacuten pro chlazeniacute kontejnmentu rekombinace vodiacuteku lapač aktivniacute zoacuteny
3) Modulaacuterniacute a seacuteriovaacute produkce komponent ndash efektivnějšiacute a levnějšiacute (je třeba ověřit)
4) Snadnějšiacute efektivnějšiacute a levnějšiacute provoz (prvniacute reaktory zatiacutem jen kraacutetce v
provozu)
5) Životnost přesahujiacuteciacute 60 let
6) Využiacutevaacuteniacute paliva typu MOX (efektivnějšiacute využitiacute uranu)
7) Rozsaacutehleacute možnosti regulace
Reaktorovaacute naacutedoba VVER1200 (Ostrovec) Vizualizace elektraacuterny Hinkley Point C
Zvyacutešeniacute bezpečnosti
Lapač aktivniacute zoacuteny bloku VVER1200
(elektraacuterna Ostrovec Bělorusko)
1) Pasivniacute chlazeniacute v přiacutepadě havaacuterie
2) Přirozenaacute cirkulace vzduchu přes tepelneacute vyacuteměniacuteky
3) Dvojityacute kontejnment
4) Vodniacute bazeacuten k ochlazovaacuteniacute kontejnmentu
5) Rychleacute vstřikovaacuteniacute kyseliny boriteacute
6) Zařiacutezeniacute pro rekombinaci vodiacuteku
7) Lapač aktivniacute zoacuteny (Lapač koria)
Vnějšiacute vzhled kontejnmentu VVER1000
elektraacuterna Kudankullam (bliacutežiacute se III generaci
Vnějšiacute vzhled kontejnmentu AP1000
Rok 2018 ndash průlom u bloků III generace
Spouštiacute se šest novyacutech reaktorů III generace přičemž uacuteplně prvniacute typu AP1000 a EPR
EPR ndash Tchaj-šan
AP1000 ndash San-men
VVER1200 - Novovoroněž
Barakah 1
Ktereacute bloky jsou k dispozici
ABWR ndash varnyacute reaktor vybudovanyacute v Japonsku a na Tchaj-wanu
nyniacute odstaveneacute (III )
AP 1000 ndash již tři běžiacute v Čině Westinghouse maacute velkeacute probleacutemy
nechce se už podiacutelet na samotneacute vyacutestavbě negativniacute zkušenosti z
USA (III+)
EPR ndash jeden běžiacute v Čiacuteně (Finsko Francie bude v roce 2019)
probleacutemy při stavbě uvidiacuteme zkušenosti z Velkeacute Britaacutenie přiacuteliš
velkyacute vyacutekon až 1700 MW (III+)
APR1400 ndash běžiacute v Jižniacute Koreji dokončuje se v SAE pozitivniacute
reference v domovskaacute země odstupuje od jaacutedra (III)
Hualong One ndash zatiacutem neběžiacute (prvniacute 2019) dobreacute zkušenosti z
kontinuaacutelniacute vyacutestavby reaktorů v Čiacuteně (III+)
VVER1200 ndash běžiacute v Rusku dokončuje se v Bělorusku stavba ve
Finsku Maďarsku Turecku Bangladeši Kontinuaacutelniacute stavba a
evoluce reaktorů Intenzivniacute zapojeniacute českyacutech firem (III+)
Fungujiacuteciacute a ve vyacutestavbě
Dalšiacute projekty ESBWR ATMEA1 pokročileacute typy CANDU
Je třeba alespoň některeacute z modelů začiacutet stavět hromadně v seacuterii ndash nejbliacuteže k tomu maacute
VVER1200 přiacutepadně čiacutenskeacute modely (důležitaacute kontinuita budovaacuteniacute bloků)
Důležiteacute je jak se jednotliveacute modely osvědčiacute v provozu důraz na bezpečnost a ekonomiku
Nelze přeskočit hned k malyacutem modulaacuterniacutem reaktorům IV generaci nebo fuacutezi nutnost
kontinuity a firem se zkušenostiacute v oboru
Nutnost nahrazeniacute staacuternouciacute flotily v Evropě a USA a pokrytiacute rostouciacutech potřeb v
rozvojovyacutech zemiacutech (Indie Čiacutena Turecko hellip)
Novovoroněžskaacute 6 a 7 ndash prvniacute fungujiacuteciacute bloky III+ generace
Maleacute modulaacuterniacute reaktory
1) Zaacutesadniacute probleacutem ndash vysokeacute počaacutetečniacute investice jen velmi velkyacute zdroj
2) Řešeniacute ndash maleacute modulaacuterniacute reaktory (vyacutekon menšiacute než 300 MWe 500 MWe)
3) Umožňujiacute a) Postavit velkou elektraacuternu postupně
b) Postavit malyacute blok třeba pro teplaacuterenskeacute uacutečely
4) Možneacute varianty a) Založeneacute na klasickeacutem zaacutekladě
b) Maleacute modulaacuterniacute reaktory IV generace
c) bdquoBaterieldquo s dlouhou periodou vyacuteměny paliva
5) Zatiacutem spiacuteše exotika pro specifickeacute uacutečely (reaacutelneacute modely zatiacutem v projektech)
Plovouciacute elektraacuterna Akademik Lomonosov Architektonickaacute vize kompaktniacute bdquobaterieldquo StarCore Nuclear
Současnyacute stav ndash otaacutezka budoucnosti otevřenaacute
Dokončovanyacute KLT-40S (Rusko) ndash tlakovodniacute 35 MWe plovouciacute elektraacuterna Akademik
Lomonsov nahrazuje dosluhujiacuteciacute Bilibinskou elektraacuternu (4 bloky s 11 MWe)
(klasickyacute model ndash podobně i lodniacute reaktory RITM-200 s 50 MWe)
Zahaacutejenyacute ACPR50S (Čiacutena) ndash 60 MWe
Plovouciacute i pozemniacute elektraacuterny (ACPR100)
Plovouciacute elektraacuterna Akademik Lomonosov
nahradiacute Bilibinskou elektraacuternu
Představa budouciacute čiacutenskeacute plovouciacute jaderneacute
elektraacuterny
Dokončovanyacute HTR-PM ndash vysokoteplotniacute reaktor chlazenyacute plynem dva bloky s jednou
turbiacutenou 210 MWe
Pokročilyacute
Rozpracovaneacute projekty (cesta do budoucnosti)
Tlakovodniacute - VBER-300 (Rusko) SMR-160 (USA)
Integraacutelniacute tlakovodniacute ndash NuScale (USA) ACP100 (Čiacutena) SMART (Jižniacute Korea)
Sodiacutekovyacute rychlyacute ndash PRISM ARC-100
Integraacutelniacute tekuteacute soli ndash Integral MSR (Kanada)
Chlazenyacute olovem ndash BREAST (Rusko)
Chlazenyacute bismutem a olovem ndash SVBR100 (Rusko)
Scheacutema elektraacuterny
Terrestrial Energy
Kanada
Kritickeacute ndash dokončeniacute
prototypu a seacuteriovaacute vyacuteroba
Vyacuteroba paliva pro bloky HTR-PM
Jak jsme na tom s palivem
Znaacutemeacute zaacutesoby 55 milionů tun (130 $kg)
Austraacutelie 23 Kazachstaacuten 15 Rusko 10 Kanada 8
Uraninit jeden z typů uranoveacute rudy
Zaacutesoby uranu maacute i Česko
Důl Rožnaacute v Dolniacute RožiacutenceKanada je největšiacutem producentem uranu
Lepšiacute prospekciacute až řaacutedoveacute zvyacutešeniacute zaacutesob
Současnaacute potřeba ndash 65 014 tun
Těžba 1) Podzemniacute
2) Povrchovaacute
3) Louženiacutem (29)
4) Vedlejšiacute produkt (10)
(i obsahy uranu 0025 a meacuteně)
5) Zpracovaacuteniacute elektraacuterenskeacuteho popiacutelku
Těžba v roce 2013
(59 678 t)
Kazachstaacuten 22567 t
Kanada 9332 t
Austraacutelie 6350 t
Niger 4528 t
Rusko 3135 t
(61)
Spotřeba 1000 MW ndash 200 tun přiacuterodniacuteho uranu ročně
Svět ndash 430 000 MW ndash 65 000 tun ročně (při takoveacute spotřebě znaacutemeacute zaacutesoby pro
cenu 130 $ na 85 let) ndash cena byla už i 300 $ - odhad zaacutesob o řaacuted až dva většiacute
Těžba v Česku 225 tun (2015) v principu zaacutesoby až 109 000 t (při ceně 300 $)
Zbrojniacute uran a plutonium ndash ekvivalent 545 000 tun přiacuterodniacuteho uranu
Využitiacute uranu 238 ndash přiacuterodniacute uran 07 uranu 235 rarr viacutece než 100kraacutet viacutece paliva
Přepracovaacuteniacute vyhořeleacuteho paliva ndash MOX ndash efektivnějšiacute využitiacute
Spolehlivě zhruba na stoletiacute i při zvyacutešeniacute produkce několikanaacutesobně
Možnost i při vysokeacutem zvyacutešeniacute využitiacute jaacutedra na tisiacuteciletiacute
Zpracovatelskyacute zaacutevod dolu Beverley (Austraacutelie)
Thoriovyacute cyklus (vyacutehoda ndash nevznikajiacute transurany)
232Th T12 = 14051010 let rarr je ho ještě viacutece než uranu 238
232Th + n rarr 233Th(β-) + γ rarr 233Pa(β-) + γ rarr 233U
vyacuteskyt v monazitu
Austraacutelie 452 000 tun
USA 400 000 tun
Turecko 344 000 tun
Indie 319 000 tun
Celkově 2 400 000 tun
Produkce štěpneacuteho materiaacutelu
možnost zajištěniacute jaderneacute energetiky na tisiacuteciletiacute
Velkeacute zaacutesoby thoria maacute opět Austraacutelie a takeacute Indie
Pozor znaacutemeacute zaacutesoby
Znalosti velmi sporeacute
Množstviacute určitě řaacutedově podceněneacute
Reaktory IV generace
Proč je potřebujeme
1) Zvyacutešeniacute efektivity využitiacute uranu a thoria (zaacutesoby paliva na mnoho tisiacuteciletiacute) ndash rychleacute
reaktory
2) Sniacuteženiacute objemu a nebezpečnosti radioaktivniacuteho odpadu (uzavřeniacute palivoveacuteho cyklu) ndash
exotickeacute typy s tekutyacutem palivem a průběžnou separaciacute
3) Zvyacutešeniacute efektivity produkce elektřiny a tepla pro průmysl (vysokoteplotniacute reaktory
pro průmysl i produkci vodiacuteku)
4) Uacuteplně noveacute koncepty někdy značně exotickeacute ndash šest třiacuted konceptů
Sodiacutekem chlazenyacute reaktor BN800
Sodiacutekem chlazenyacute reaktor ndash rychlyacute reaktor uacutespěšneacute komerčniacute bloky BN600 a BN800
v Rusku prototyp CEFR (Čiacutena) dokončovanyacute blok Kalpakkam 500 MWe (Indie)
evropskyacute hlavně francouzskyacute projekt ASTRID
Olovem chlazenyacute reaktor ndash rychlyacute reaktor chla-
zenyacute tekutyacutem kovem zkušenosti na ponorkaacutech
BREST-300 ndash prototypovyacute reaktor (Rusko)
Palivovyacute soubor a staveniště reaktoru BREST 300
Sodiacutekovyacute reaktor Kalpakkam (Indie)
Ruskaacute ponorka s olovem chlazenyacutem reaktorem
Vysokoteplotniacute plynem chlazenyacute reaktor ndash chlazenyacute
heacuteliem (přiacutepadně jinyacutem plynem) moderovanyacute
grafitem vysokyacute stupeň vyhořeniacute paliva pasivniacute
bezpečnost dokončovanyacute reaktor s palivem v
podobě kouliacute v Čiacuteně ndash HTR-PM spolupraacutece se
Saudskou Araacutebiiacute
Reaktor chlazenyacute superkritickou vodou ndash nadkritickeacute
bloky s klasickou moderaciacute velmi vysokaacute efektivita
konverze tepla na elektřinu Smyčka se
superkritickou vodou v UacuteJV
Reaktory využiacutevajiacuteciacute tekuteacute soli ndash využitiacute fluoroveacute
soliacute s lithiem tekuteacute palivo ndash nejinovativnějšiacute
princip různeacute typy moderace (energetickeacuteho
spektra) Vhodnyacute pro konverzi thoria 232 na uran
233 Nejdaacutele v Čiacuteně Zapojeniacute CVŘ a UacuteJV
Rychlyacute reaktor chlazenyacute plynem ndash chlazeniacute heliem
nemoderovanyacute evropskyacute projekt ALLEGRO
uacutevahy o jeho vyacutestavbě ve Středniacute Evropě heliovaacute
smyčka v UacuteJV as Řež
Kuloveacute palivo pro reaktor HTR-PM v Čiacuteně
Instalace reaktoru HTR-PM v Čiacuteně
Scheacutema projektu reaktoru Allegro
Prvniacute dokončovaneacute uacuteložiště vyhořeleacuteho paliva
Onkalo
Finsko ndash bliacutezko elektraacuterny
Olkiluoto
Žulovyacute masiacutev ndash umiacutestěniacute
500 m pod povrchem
2004 ndash začaacutetek ražby
2015 ndash licence pro vyacutestavbu
2020 ndash dokončeniacute 1etapy
2024 ndash začaacutetek uklaacutedaacuteniacute
Recyklace ndash palivo MOX
Využitiacute uranu a plutonia z vyhořeleacuteho
paliva
Přepracovaciacute zaacutevod ndash separace uranu a
plutonia
Přepracovaacuteniacute a produkci MOX ndash
Francie Velkaacute Britaacutenie Rusko
Sniacuteženiacute potřeby čerstveacuteho uranu a
zmenšeniacute objemu odpadu
Radionuklidoveacute zdroje pro vesmiacuter ndash chybiacute plutonium 238
Miacutesto 238Pu použiacutet 241Am z jaderneacuteho odpadu
plutonium 238 americium 241
poločas rozpadu 87 7 let 432 let
Nejintenzivnějšiacute gama 004 36
Energie gama 43 keV 60 keV
Energie rozpadu 56 MeV 56 MeV
Hustota energie 054 kWkg 0105 kWkg
Možnost ziacuteskat chemickou separaciacute z vyhořeleacuteho paliva (staryacutech zaacutesob plutonia)
Vyacutehody Možnost ziacuteskaacuteniacute bez speciaacutelniacuteho ozařovaacuteniacute ve speciaacutelniacutem reaktoru
Pomalejšiacute pokles vyacutekonu
Nevyacutehody Teacuteměř 5kraacutet vyššiacute potřebnaacute hmotnost ( 5kraacutet nižšiacute aktivita)
Vyacuteraznějšiacute aktivita gama ndash nutnost řešit stiacuteněniacute před touto radiaciacute
Ziacuteskaacutevaacuteniacute americia 241
Chemickaacute
separace
americia
Čisteacute plutonium americium pro vesmiacuter
Přepracovaacuteniacute
paliva
Separovaneacute plutonium
Čas uloženiacute
Z plutoniiacute jedině 241Pu se rozpadaacute beta rozpadem při rozpadu směsi plutoniiacute
tak vznikaacute pouze izotop americia 241Am (241Pu rarr 241Am T12 = 14 let)
241Pu rarr 241Am
Urychlovačem řiacutezeneacute transmutory
Z čeho se sklaacutedaacute
1) Urychlovač protonů - energie 100 - 1000 MeV
2) Terč - olovo wolfram hellip
3) Naacutedoba obsahujiacuteciacute systeacutem jaderneacuteho odpadu moderaacutetoru
Nutnost separace stabilniacutech a kraacutetkodobyacutech izotopů
Zaacutekladniacute vlastnosti
1) Využiacutevaacute třiacuteštivyacutech reakciacute
2) Velmi vysokaacute hustota neutronů rarr efektivniacute transmutace
3) Podkritickyacute režim provozu
4) Produkce neutronů ve velmi širokeacutem rozmeziacute energiiacute
Scheacutema koncepce urychlovačem řiacutezeneacuteho jaderneacuteho transmutoru
Praacutece na analyacuteze terče Megapie
v horkyacutech komoraacutech v PSI
Olověnyacute terč při testech v laboratoři CERN
Termojadernaacute elektraacuterna
Tokamak ITER ndash prvniacute fuacutezniacute reaktor vyacutekon 500 MW 10kraacutet vyššiacute než vklad demonstruje
chovaacuteniacute plazmy u elektraacuterny fuacutezniacute reakce deuteria a tritia testy s produkciacute tritia
Tokamak ITER ndash produkce 10kraacutet viacutece energie
DEMO ndash prvniacute prototyp fuacutezniacute elektraacuterny ndash i s turbiacutenou a produkciacute paliva (tritia) z lithia
Současnyacute časovyacute plaacuten Sestavovaacuteniacute a instalace zařiacutezeniacute 2018 ndash 2025
prvniacute plazma ndash 2025 přechod na studium fuacutezniacutech reakciacute d+t -2035
Na zaacutekladě vyacutesledků vyacutezkumů za pomociacute ITER (i jeho budovaacuteniacute) přechod k reaacutelneacute
elektraacuterně
Jineacute cesty ndash stelaraacutetor inerciaacutelniacute udrženiacute NIF (USA) ndash zatiacutem daleko za tokamaky
Jakeacute možnosti jaacutedro poskytuje
Efektivniacute většiacute zdroj energie minimaacutelně (chlazeniacute) zaacutevislyacute na miacutestniacutech podmiacutenkaacutech
staacutelyacute stabilniacute vyacutekon rarr vhodneacute zaacutekladniacute většiacute zdroje
Česko ndash Dukovany (4 500 MW) a Temeliacuten (2 1000 MW) ndash celkem 4000 MW (36 )
uacutevaha ndash 2 bloky Temeliacuten a 2 Dukovany ( ~ 5000 MW) ndash 60 elektrickeacute energie
Slovensko - Jaslovskeacute Bohunice (2 bloky 440 MW) a Mochovce (2 bloky 440 MW) - 50
dokončovaacuteny ndash 2 bloky Mochovce (440 MW) 1 blok Jaslovskeacute Bohunice (~ 1500 MW)
V budoucnu i dalšiacute elektraacuterny ndash podiacutel na elektřině 70 ndash 80 většiacute podiacutel u tepla vodiacutek
U elektřiny by tak podiacutel mohl byacutet až 70 ndash 80 (nemaacute smysl byacutet většiacute)
Většiacute využitiacute v dopravě v přiacutepadě přechodu na
elektromobily a vodiacutekoveacute hospodaacuteřstviacute
Nahrazeniacute hlavně uhelnyacutech elektraacuteren ndash sniacuteženiacute produkce CO2
Teplaacuterny ndash přechod na menšiacute kompaktniacute zdroje
Možnost kompaktniacutech malyacutech zdrojů kde by se
neměnilo palivo ale celaacute elektraacuterna
Nutnost vhodneacute kombinace a doplňovaacuteniacute s dalšiacutemi
zdroji a uacutesporami
Jadernaacute energetika neniacute samospasitelnaacute ale může byacutet vyacuteznamnyacutem zdrojem energie
Budovanyacute
plovouciacute reaktor
(70 MWe)
EPR reaktor
Některeacute možneacute energetickeacute sceacutenaacuteře
Sceacutenaacuteř 1 Superniacutezkoemisniacute ndash postaveniacute většiacuteho počtu jadernyacutech bloků intenzivniacute
budovaacuteniacute obnovitelnyacutech zdrojů uacuteložiště energie hellip
Česko by zaacutesadně přispělo ke sniacuteženiacute emisiacute
Dnes už velmi nepravděpodobnyacute
Sceacutenaacuteř 3 Druheacute Bavorsko ndash postupnyacute uacutebytek vyacutekonu v jadernyacutech a uhelnyacutech zdrojiacutech
spoleacutehaacuteniacute na větrneacute zdroje na severu Německa a plynoveacute
zdroje regulujiacuteciacute siacuteť u naacutes i v Německu
Situace v Bavorsku ukaacuteže k čemu sceacutenaacuteř vede
Sceacutenaacuteř pravděpodobnyacute v přiacutepadě pokračovaacuteniacute současneacute
nečinnosti
Sceacutenaacuteř 4 Vyacutepadek Dukovan už v roce 2025 ndash třeba tlakem Rakouska a Německa ndash spolu
s odstavenyacutemi uhelnyacutemi bloky ztraacuteta přes 6 GW vyacutekonu
V přiacutepadě nečinnosti a cestě k Bavorskeacutemu sceacutenaacuteři povede
k velkyacutem naacuterokům na regulaci a import elektřiny
Sceacutenaacuteř 2 ASEK ndash poměrně širokeacute rozmeziacute umožňujiacuteciacute optimalizaci podle podmiacutenek
nutnost vyacutestavby jadernyacutech bloků a uacutespěšnyacute rozvoj
obnovitelnyacutech zdrojů a uklaacutedaacuteniacute energie
Je třeba naleacutezt optimum a ve všech sceacutenaacuteřiacutech zajistit bezpečneacute fungovaacuteniacute našeho
energetickeacute ndash vyacutezva pro všechny souvisejiacuteciacute obory
Zaacutevěr1) Jadernaacute energetika prokaacutezala možnost velice efektivniacuteho přechodu k niacutezkoemisniacute
elektroenergetice (Francie Šveacutedsko Ontario hellip)
2) Probleacutemy spojeneacute s velikostiacute těchto zdrojů a citlivostiacute na společenskou podporu
3) Zatiacutem otevřenaacute otaacutezka uacutespěšnosti přechodu k reaktorům III generace (splněniacute
očekaacutevaacuteniacute z hlediska efektivity vyacutestavby a provozu) K tomu potřeba i dostatek
budovanyacutech jednotek a kontinuita Nejleacutepe na tom je VVER1200 a zatiacutem i APR1400
4) Velkyacute potenciaacutel v malyacutech modulaacuterniacutech reaktorech potřeba vyvinout kompaktniacute
model s masovou vyacuterobou (klasickeacute i inovativniacute typy)
5) Pro udržitelneacute využiacutevaacuteniacute jaderneacute energie nutneacute reaktory IV generace nejdaacutele jsou
sodiacutekem a olovem chlazeneacute a vysokoteplotniacute chlazeneacute plynem
6) Urychlovačem řiacutezeneacute transmutory a fuacuteze ndash velkyacute potenciaacutel ale komerčniacute realizace
zatiacutem dost vzdaacutelenaacute ndash velkaacute synergie mezi popsanyacutemi oblastmi
7) Miacuteru využiacutevaacuteniacute jaacutedra silně ovlivniacute reaacutelnaacute miacutera vlivu emisiacute CO2 a nutnost je potlačit
Page 10
Různeacute generace jadernyacutech reaktorů
Využiacutevaacuteniacute jaderneacute energie od padesaacutetyacutech let
Komerčniacute reaktory od šedesaacutetyacutech sedmdesaacutetyacutech let
osmdesaacutetaacute a devadesaacutetaacute leacuteta - staacutele efektivnějšiacute a bezpečnějšiacute
Začaacutetek tohoto stoletiacute ndash novaacute III generace ndash evolučniacute vyacutevoj - efektivniacute bezpečneacute
(kontejnment pasivniacute bezpečnostniacute prvky) dlouhodobaacute životnost
Současneacute reaktory
Až na vyacutejimku generace II Spolehlivaacute funkce staacutele efektivnějšiacute využitiacute
Prodlužovaacuteniacute životnosti (přes 40 let) zkracovaacuteniacute přestaacutevek optimalizace
vyacutekonu (dukovanskeacute reaktory dřiacuteve 440 MWe nyniacute teacuteměř 500 MWe)
Dva dokončeneacute bloky 1 a 2 jaderneacute elektraacuterny
Cernavoda v Rumunsku (reaktor CANDU)
Transport českeacute reaktoroveacute naacutedoby pro
dostavbu Mochovců(reaktory VVER 440)
V USA vyacutekon jaderneacute energetiky rostl i když se noveacute reaktory nestavěly
Podiacutel jaderneacute energie v některyacutech staacutetech velkyacute (Francie až 71 )
V současnosti boom vyacutestavby v rozviacutejejiacuteciacutech se zemiacutech Asie
V Evropě se dostavujiacute nedokončeneacute reaktory ndash noveacute budou už III generace
Instalace reaktoroveacute naacutedoby bloku Rostov 3 (VVER 1000) Bloky VVER1000 Kudankullam Indie
Bloky elektraacuterny Fang-čcheng-kang 1 a 2
Přechod od generace II
ke generaci III
Hlavně v Čiacuteně se dokončuje řada
bloků II generace
Evoluciacute přechod ke generaci III
U dokončovanyacutech bloků II generace
řada prvků III generace
Reaktory III a III+ generace
1) Současnaacute doba ndash přechod k reaktorům III generace
2) Zvyacutešenaacute bezpečnost ndash odolnějšiacute kontejnment efektivniacute chlazeniacute pasivniacute prvky
bazeacuten pro chlazeniacute kontejnmentu rekombinace vodiacuteku lapač aktivniacute zoacuteny
3) Modulaacuterniacute a seacuteriovaacute produkce komponent ndash efektivnějšiacute a levnějšiacute (je třeba ověřit)
4) Snadnějšiacute efektivnějšiacute a levnějšiacute provoz (prvniacute reaktory zatiacutem jen kraacutetce v
provozu)
5) Životnost přesahujiacuteciacute 60 let
6) Využiacutevaacuteniacute paliva typu MOX (efektivnějšiacute využitiacute uranu)
7) Rozsaacutehleacute možnosti regulace
Reaktorovaacute naacutedoba VVER1200 (Ostrovec) Vizualizace elektraacuterny Hinkley Point C
Zvyacutešeniacute bezpečnosti
Lapač aktivniacute zoacuteny bloku VVER1200
(elektraacuterna Ostrovec Bělorusko)
1) Pasivniacute chlazeniacute v přiacutepadě havaacuterie
2) Přirozenaacute cirkulace vzduchu přes tepelneacute vyacuteměniacuteky
3) Dvojityacute kontejnment
4) Vodniacute bazeacuten k ochlazovaacuteniacute kontejnmentu
5) Rychleacute vstřikovaacuteniacute kyseliny boriteacute
6) Zařiacutezeniacute pro rekombinaci vodiacuteku
7) Lapač aktivniacute zoacuteny (Lapač koria)
Vnějšiacute vzhled kontejnmentu VVER1000
elektraacuterna Kudankullam (bliacutežiacute se III generaci
Vnějšiacute vzhled kontejnmentu AP1000
Rok 2018 ndash průlom u bloků III generace
Spouštiacute se šest novyacutech reaktorů III generace přičemž uacuteplně prvniacute typu AP1000 a EPR
EPR ndash Tchaj-šan
AP1000 ndash San-men
VVER1200 - Novovoroněž
Barakah 1
Ktereacute bloky jsou k dispozici
ABWR ndash varnyacute reaktor vybudovanyacute v Japonsku a na Tchaj-wanu
nyniacute odstaveneacute (III )
AP 1000 ndash již tři běžiacute v Čině Westinghouse maacute velkeacute probleacutemy
nechce se už podiacutelet na samotneacute vyacutestavbě negativniacute zkušenosti z
USA (III+)
EPR ndash jeden běžiacute v Čiacuteně (Finsko Francie bude v roce 2019)
probleacutemy při stavbě uvidiacuteme zkušenosti z Velkeacute Britaacutenie přiacuteliš
velkyacute vyacutekon až 1700 MW (III+)
APR1400 ndash běžiacute v Jižniacute Koreji dokončuje se v SAE pozitivniacute
reference v domovskaacute země odstupuje od jaacutedra (III)
Hualong One ndash zatiacutem neběžiacute (prvniacute 2019) dobreacute zkušenosti z
kontinuaacutelniacute vyacutestavby reaktorů v Čiacuteně (III+)
VVER1200 ndash běžiacute v Rusku dokončuje se v Bělorusku stavba ve
Finsku Maďarsku Turecku Bangladeši Kontinuaacutelniacute stavba a
evoluce reaktorů Intenzivniacute zapojeniacute českyacutech firem (III+)
Fungujiacuteciacute a ve vyacutestavbě
Dalšiacute projekty ESBWR ATMEA1 pokročileacute typy CANDU
Je třeba alespoň některeacute z modelů začiacutet stavět hromadně v seacuterii ndash nejbliacuteže k tomu maacute
VVER1200 přiacutepadně čiacutenskeacute modely (důležitaacute kontinuita budovaacuteniacute bloků)
Důležiteacute je jak se jednotliveacute modely osvědčiacute v provozu důraz na bezpečnost a ekonomiku
Nelze přeskočit hned k malyacutem modulaacuterniacutem reaktorům IV generaci nebo fuacutezi nutnost
kontinuity a firem se zkušenostiacute v oboru
Nutnost nahrazeniacute staacuternouciacute flotily v Evropě a USA a pokrytiacute rostouciacutech potřeb v
rozvojovyacutech zemiacutech (Indie Čiacutena Turecko hellip)
Novovoroněžskaacute 6 a 7 ndash prvniacute fungujiacuteciacute bloky III+ generace
Maleacute modulaacuterniacute reaktory
1) Zaacutesadniacute probleacutem ndash vysokeacute počaacutetečniacute investice jen velmi velkyacute zdroj
2) Řešeniacute ndash maleacute modulaacuterniacute reaktory (vyacutekon menšiacute než 300 MWe 500 MWe)
3) Umožňujiacute a) Postavit velkou elektraacuternu postupně
b) Postavit malyacute blok třeba pro teplaacuterenskeacute uacutečely
4) Možneacute varianty a) Založeneacute na klasickeacutem zaacutekladě
b) Maleacute modulaacuterniacute reaktory IV generace
c) bdquoBaterieldquo s dlouhou periodou vyacuteměny paliva
5) Zatiacutem spiacuteše exotika pro specifickeacute uacutečely (reaacutelneacute modely zatiacutem v projektech)
Plovouciacute elektraacuterna Akademik Lomonosov Architektonickaacute vize kompaktniacute bdquobaterieldquo StarCore Nuclear
Současnyacute stav ndash otaacutezka budoucnosti otevřenaacute
Dokončovanyacute KLT-40S (Rusko) ndash tlakovodniacute 35 MWe plovouciacute elektraacuterna Akademik
Lomonsov nahrazuje dosluhujiacuteciacute Bilibinskou elektraacuternu (4 bloky s 11 MWe)
(klasickyacute model ndash podobně i lodniacute reaktory RITM-200 s 50 MWe)
Zahaacutejenyacute ACPR50S (Čiacutena) ndash 60 MWe
Plovouciacute i pozemniacute elektraacuterny (ACPR100)
Plovouciacute elektraacuterna Akademik Lomonosov
nahradiacute Bilibinskou elektraacuternu
Představa budouciacute čiacutenskeacute plovouciacute jaderneacute
elektraacuterny
Dokončovanyacute HTR-PM ndash vysokoteplotniacute reaktor chlazenyacute plynem dva bloky s jednou
turbiacutenou 210 MWe
Pokročilyacute
Rozpracovaneacute projekty (cesta do budoucnosti)
Tlakovodniacute - VBER-300 (Rusko) SMR-160 (USA)
Integraacutelniacute tlakovodniacute ndash NuScale (USA) ACP100 (Čiacutena) SMART (Jižniacute Korea)
Sodiacutekovyacute rychlyacute ndash PRISM ARC-100
Integraacutelniacute tekuteacute soli ndash Integral MSR (Kanada)
Chlazenyacute olovem ndash BREAST (Rusko)
Chlazenyacute bismutem a olovem ndash SVBR100 (Rusko)
Scheacutema elektraacuterny
Terrestrial Energy
Kanada
Kritickeacute ndash dokončeniacute
prototypu a seacuteriovaacute vyacuteroba
Vyacuteroba paliva pro bloky HTR-PM
Jak jsme na tom s palivem
Znaacutemeacute zaacutesoby 55 milionů tun (130 $kg)
Austraacutelie 23 Kazachstaacuten 15 Rusko 10 Kanada 8
Uraninit jeden z typů uranoveacute rudy
Zaacutesoby uranu maacute i Česko
Důl Rožnaacute v Dolniacute RožiacutenceKanada je největšiacutem producentem uranu
Lepšiacute prospekciacute až řaacutedoveacute zvyacutešeniacute zaacutesob
Současnaacute potřeba ndash 65 014 tun
Těžba 1) Podzemniacute
2) Povrchovaacute
3) Louženiacutem (29)
4) Vedlejšiacute produkt (10)
(i obsahy uranu 0025 a meacuteně)
5) Zpracovaacuteniacute elektraacuterenskeacuteho popiacutelku
Těžba v roce 2013
(59 678 t)
Kazachstaacuten 22567 t
Kanada 9332 t
Austraacutelie 6350 t
Niger 4528 t
Rusko 3135 t
(61)
Spotřeba 1000 MW ndash 200 tun přiacuterodniacuteho uranu ročně
Svět ndash 430 000 MW ndash 65 000 tun ročně (při takoveacute spotřebě znaacutemeacute zaacutesoby pro
cenu 130 $ na 85 let) ndash cena byla už i 300 $ - odhad zaacutesob o řaacuted až dva většiacute
Těžba v Česku 225 tun (2015) v principu zaacutesoby až 109 000 t (při ceně 300 $)
Zbrojniacute uran a plutonium ndash ekvivalent 545 000 tun přiacuterodniacuteho uranu
Využitiacute uranu 238 ndash přiacuterodniacute uran 07 uranu 235 rarr viacutece než 100kraacutet viacutece paliva
Přepracovaacuteniacute vyhořeleacuteho paliva ndash MOX ndash efektivnějšiacute využitiacute
Spolehlivě zhruba na stoletiacute i při zvyacutešeniacute produkce několikanaacutesobně
Možnost i při vysokeacutem zvyacutešeniacute využitiacute jaacutedra na tisiacuteciletiacute
Zpracovatelskyacute zaacutevod dolu Beverley (Austraacutelie)
Thoriovyacute cyklus (vyacutehoda ndash nevznikajiacute transurany)
232Th T12 = 14051010 let rarr je ho ještě viacutece než uranu 238
232Th + n rarr 233Th(β-) + γ rarr 233Pa(β-) + γ rarr 233U
vyacuteskyt v monazitu
Austraacutelie 452 000 tun
USA 400 000 tun
Turecko 344 000 tun
Indie 319 000 tun
Celkově 2 400 000 tun
Produkce štěpneacuteho materiaacutelu
možnost zajištěniacute jaderneacute energetiky na tisiacuteciletiacute
Velkeacute zaacutesoby thoria maacute opět Austraacutelie a takeacute Indie
Pozor znaacutemeacute zaacutesoby
Znalosti velmi sporeacute
Množstviacute určitě řaacutedově podceněneacute
Reaktory IV generace
Proč je potřebujeme
1) Zvyacutešeniacute efektivity využitiacute uranu a thoria (zaacutesoby paliva na mnoho tisiacuteciletiacute) ndash rychleacute
reaktory
2) Sniacuteženiacute objemu a nebezpečnosti radioaktivniacuteho odpadu (uzavřeniacute palivoveacuteho cyklu) ndash
exotickeacute typy s tekutyacutem palivem a průběžnou separaciacute
3) Zvyacutešeniacute efektivity produkce elektřiny a tepla pro průmysl (vysokoteplotniacute reaktory
pro průmysl i produkci vodiacuteku)
4) Uacuteplně noveacute koncepty někdy značně exotickeacute ndash šest třiacuted konceptů
Sodiacutekem chlazenyacute reaktor BN800
Sodiacutekem chlazenyacute reaktor ndash rychlyacute reaktor uacutespěšneacute komerčniacute bloky BN600 a BN800
v Rusku prototyp CEFR (Čiacutena) dokončovanyacute blok Kalpakkam 500 MWe (Indie)
evropskyacute hlavně francouzskyacute projekt ASTRID
Olovem chlazenyacute reaktor ndash rychlyacute reaktor chla-
zenyacute tekutyacutem kovem zkušenosti na ponorkaacutech
BREST-300 ndash prototypovyacute reaktor (Rusko)
Palivovyacute soubor a staveniště reaktoru BREST 300
Sodiacutekovyacute reaktor Kalpakkam (Indie)
Ruskaacute ponorka s olovem chlazenyacutem reaktorem
Vysokoteplotniacute plynem chlazenyacute reaktor ndash chlazenyacute
heacuteliem (přiacutepadně jinyacutem plynem) moderovanyacute
grafitem vysokyacute stupeň vyhořeniacute paliva pasivniacute
bezpečnost dokončovanyacute reaktor s palivem v
podobě kouliacute v Čiacuteně ndash HTR-PM spolupraacutece se
Saudskou Araacutebiiacute
Reaktor chlazenyacute superkritickou vodou ndash nadkritickeacute
bloky s klasickou moderaciacute velmi vysokaacute efektivita
konverze tepla na elektřinu Smyčka se
superkritickou vodou v UacuteJV
Reaktory využiacutevajiacuteciacute tekuteacute soli ndash využitiacute fluoroveacute
soliacute s lithiem tekuteacute palivo ndash nejinovativnějšiacute
princip různeacute typy moderace (energetickeacuteho
spektra) Vhodnyacute pro konverzi thoria 232 na uran
233 Nejdaacutele v Čiacuteně Zapojeniacute CVŘ a UacuteJV
Rychlyacute reaktor chlazenyacute plynem ndash chlazeniacute heliem
nemoderovanyacute evropskyacute projekt ALLEGRO
uacutevahy o jeho vyacutestavbě ve Středniacute Evropě heliovaacute
smyčka v UacuteJV as Řež
Kuloveacute palivo pro reaktor HTR-PM v Čiacuteně
Instalace reaktoru HTR-PM v Čiacuteně
Scheacutema projektu reaktoru Allegro
Prvniacute dokončovaneacute uacuteložiště vyhořeleacuteho paliva
Onkalo
Finsko ndash bliacutezko elektraacuterny
Olkiluoto
Žulovyacute masiacutev ndash umiacutestěniacute
500 m pod povrchem
2004 ndash začaacutetek ražby
2015 ndash licence pro vyacutestavbu
2020 ndash dokončeniacute 1etapy
2024 ndash začaacutetek uklaacutedaacuteniacute
Recyklace ndash palivo MOX
Využitiacute uranu a plutonia z vyhořeleacuteho
paliva
Přepracovaciacute zaacutevod ndash separace uranu a
plutonia
Přepracovaacuteniacute a produkci MOX ndash
Francie Velkaacute Britaacutenie Rusko
Sniacuteženiacute potřeby čerstveacuteho uranu a
zmenšeniacute objemu odpadu
Radionuklidoveacute zdroje pro vesmiacuter ndash chybiacute plutonium 238
Miacutesto 238Pu použiacutet 241Am z jaderneacuteho odpadu
plutonium 238 americium 241
poločas rozpadu 87 7 let 432 let
Nejintenzivnějšiacute gama 004 36
Energie gama 43 keV 60 keV
Energie rozpadu 56 MeV 56 MeV
Hustota energie 054 kWkg 0105 kWkg
Možnost ziacuteskat chemickou separaciacute z vyhořeleacuteho paliva (staryacutech zaacutesob plutonia)
Vyacutehody Možnost ziacuteskaacuteniacute bez speciaacutelniacuteho ozařovaacuteniacute ve speciaacutelniacutem reaktoru
Pomalejšiacute pokles vyacutekonu
Nevyacutehody Teacuteměř 5kraacutet vyššiacute potřebnaacute hmotnost ( 5kraacutet nižšiacute aktivita)
Vyacuteraznějšiacute aktivita gama ndash nutnost řešit stiacuteněniacute před touto radiaciacute
Ziacuteskaacutevaacuteniacute americia 241
Chemickaacute
separace
americia
Čisteacute plutonium americium pro vesmiacuter
Přepracovaacuteniacute
paliva
Separovaneacute plutonium
Čas uloženiacute
Z plutoniiacute jedině 241Pu se rozpadaacute beta rozpadem při rozpadu směsi plutoniiacute
tak vznikaacute pouze izotop americia 241Am (241Pu rarr 241Am T12 = 14 let)
241Pu rarr 241Am
Urychlovačem řiacutezeneacute transmutory
Z čeho se sklaacutedaacute
1) Urychlovač protonů - energie 100 - 1000 MeV
2) Terč - olovo wolfram hellip
3) Naacutedoba obsahujiacuteciacute systeacutem jaderneacuteho odpadu moderaacutetoru
Nutnost separace stabilniacutech a kraacutetkodobyacutech izotopů
Zaacutekladniacute vlastnosti
1) Využiacutevaacute třiacuteštivyacutech reakciacute
2) Velmi vysokaacute hustota neutronů rarr efektivniacute transmutace
3) Podkritickyacute režim provozu
4) Produkce neutronů ve velmi širokeacutem rozmeziacute energiiacute
Scheacutema koncepce urychlovačem řiacutezeneacuteho jaderneacuteho transmutoru
Praacutece na analyacuteze terče Megapie
v horkyacutech komoraacutech v PSI
Olověnyacute terč při testech v laboratoři CERN
Termojadernaacute elektraacuterna
Tokamak ITER ndash prvniacute fuacutezniacute reaktor vyacutekon 500 MW 10kraacutet vyššiacute než vklad demonstruje
chovaacuteniacute plazmy u elektraacuterny fuacutezniacute reakce deuteria a tritia testy s produkciacute tritia
Tokamak ITER ndash produkce 10kraacutet viacutece energie
DEMO ndash prvniacute prototyp fuacutezniacute elektraacuterny ndash i s turbiacutenou a produkciacute paliva (tritia) z lithia
Současnyacute časovyacute plaacuten Sestavovaacuteniacute a instalace zařiacutezeniacute 2018 ndash 2025
prvniacute plazma ndash 2025 přechod na studium fuacutezniacutech reakciacute d+t -2035
Na zaacutekladě vyacutesledků vyacutezkumů za pomociacute ITER (i jeho budovaacuteniacute) přechod k reaacutelneacute
elektraacuterně
Jineacute cesty ndash stelaraacutetor inerciaacutelniacute udrženiacute NIF (USA) ndash zatiacutem daleko za tokamaky
Jakeacute možnosti jaacutedro poskytuje
Efektivniacute většiacute zdroj energie minimaacutelně (chlazeniacute) zaacutevislyacute na miacutestniacutech podmiacutenkaacutech
staacutelyacute stabilniacute vyacutekon rarr vhodneacute zaacutekladniacute většiacute zdroje
Česko ndash Dukovany (4 500 MW) a Temeliacuten (2 1000 MW) ndash celkem 4000 MW (36 )
uacutevaha ndash 2 bloky Temeliacuten a 2 Dukovany ( ~ 5000 MW) ndash 60 elektrickeacute energie
Slovensko - Jaslovskeacute Bohunice (2 bloky 440 MW) a Mochovce (2 bloky 440 MW) - 50
dokončovaacuteny ndash 2 bloky Mochovce (440 MW) 1 blok Jaslovskeacute Bohunice (~ 1500 MW)
V budoucnu i dalšiacute elektraacuterny ndash podiacutel na elektřině 70 ndash 80 většiacute podiacutel u tepla vodiacutek
U elektřiny by tak podiacutel mohl byacutet až 70 ndash 80 (nemaacute smysl byacutet většiacute)
Většiacute využitiacute v dopravě v přiacutepadě přechodu na
elektromobily a vodiacutekoveacute hospodaacuteřstviacute
Nahrazeniacute hlavně uhelnyacutech elektraacuteren ndash sniacuteženiacute produkce CO2
Teplaacuterny ndash přechod na menšiacute kompaktniacute zdroje
Možnost kompaktniacutech malyacutech zdrojů kde by se
neměnilo palivo ale celaacute elektraacuterna
Nutnost vhodneacute kombinace a doplňovaacuteniacute s dalšiacutemi
zdroji a uacutesporami
Jadernaacute energetika neniacute samospasitelnaacute ale může byacutet vyacuteznamnyacutem zdrojem energie
Budovanyacute
plovouciacute reaktor
(70 MWe)
EPR reaktor
Některeacute možneacute energetickeacute sceacutenaacuteře
Sceacutenaacuteř 1 Superniacutezkoemisniacute ndash postaveniacute většiacuteho počtu jadernyacutech bloků intenzivniacute
budovaacuteniacute obnovitelnyacutech zdrojů uacuteložiště energie hellip
Česko by zaacutesadně přispělo ke sniacuteženiacute emisiacute
Dnes už velmi nepravděpodobnyacute
Sceacutenaacuteř 3 Druheacute Bavorsko ndash postupnyacute uacutebytek vyacutekonu v jadernyacutech a uhelnyacutech zdrojiacutech
spoleacutehaacuteniacute na větrneacute zdroje na severu Německa a plynoveacute
zdroje regulujiacuteciacute siacuteť u naacutes i v Německu
Situace v Bavorsku ukaacuteže k čemu sceacutenaacuteř vede
Sceacutenaacuteř pravděpodobnyacute v přiacutepadě pokračovaacuteniacute současneacute
nečinnosti
Sceacutenaacuteř 4 Vyacutepadek Dukovan už v roce 2025 ndash třeba tlakem Rakouska a Německa ndash spolu
s odstavenyacutemi uhelnyacutemi bloky ztraacuteta přes 6 GW vyacutekonu
V přiacutepadě nečinnosti a cestě k Bavorskeacutemu sceacutenaacuteři povede
k velkyacutem naacuterokům na regulaci a import elektřiny
Sceacutenaacuteř 2 ASEK ndash poměrně širokeacute rozmeziacute umožňujiacuteciacute optimalizaci podle podmiacutenek
nutnost vyacutestavby jadernyacutech bloků a uacutespěšnyacute rozvoj
obnovitelnyacutech zdrojů a uklaacutedaacuteniacute energie
Je třeba naleacutezt optimum a ve všech sceacutenaacuteřiacutech zajistit bezpečneacute fungovaacuteniacute našeho
energetickeacute ndash vyacutezva pro všechny souvisejiacuteciacute obory
Zaacutevěr1) Jadernaacute energetika prokaacutezala možnost velice efektivniacuteho přechodu k niacutezkoemisniacute
elektroenergetice (Francie Šveacutedsko Ontario hellip)
2) Probleacutemy spojeneacute s velikostiacute těchto zdrojů a citlivostiacute na společenskou podporu
3) Zatiacutem otevřenaacute otaacutezka uacutespěšnosti přechodu k reaktorům III generace (splněniacute
očekaacutevaacuteniacute z hlediska efektivity vyacutestavby a provozu) K tomu potřeba i dostatek
budovanyacutech jednotek a kontinuita Nejleacutepe na tom je VVER1200 a zatiacutem i APR1400
4) Velkyacute potenciaacutel v malyacutech modulaacuterniacutech reaktorech potřeba vyvinout kompaktniacute
model s masovou vyacuterobou (klasickeacute i inovativniacute typy)
5) Pro udržitelneacute využiacutevaacuteniacute jaderneacute energie nutneacute reaktory IV generace nejdaacutele jsou
sodiacutekem a olovem chlazeneacute a vysokoteplotniacute chlazeneacute plynem
6) Urychlovačem řiacutezeneacute transmutory a fuacuteze ndash velkyacute potenciaacutel ale komerčniacute realizace
zatiacutem dost vzdaacutelenaacute ndash velkaacute synergie mezi popsanyacutemi oblastmi
7) Miacuteru využiacutevaacuteniacute jaacutedra silně ovlivniacute reaacutelnaacute miacutera vlivu emisiacute CO2 a nutnost je potlačit
Page 11
Současneacute reaktory
Až na vyacutejimku generace II Spolehlivaacute funkce staacutele efektivnějšiacute využitiacute
Prodlužovaacuteniacute životnosti (přes 40 let) zkracovaacuteniacute přestaacutevek optimalizace
vyacutekonu (dukovanskeacute reaktory dřiacuteve 440 MWe nyniacute teacuteměř 500 MWe)
Dva dokončeneacute bloky 1 a 2 jaderneacute elektraacuterny
Cernavoda v Rumunsku (reaktor CANDU)
Transport českeacute reaktoroveacute naacutedoby pro
dostavbu Mochovců(reaktory VVER 440)
V USA vyacutekon jaderneacute energetiky rostl i když se noveacute reaktory nestavěly
Podiacutel jaderneacute energie v některyacutech staacutetech velkyacute (Francie až 71 )
V současnosti boom vyacutestavby v rozviacutejejiacuteciacutech se zemiacutech Asie
V Evropě se dostavujiacute nedokončeneacute reaktory ndash noveacute budou už III generace
Instalace reaktoroveacute naacutedoby bloku Rostov 3 (VVER 1000) Bloky VVER1000 Kudankullam Indie
Bloky elektraacuterny Fang-čcheng-kang 1 a 2
Přechod od generace II
ke generaci III
Hlavně v Čiacuteně se dokončuje řada
bloků II generace
Evoluciacute přechod ke generaci III
U dokončovanyacutech bloků II generace
řada prvků III generace
Reaktory III a III+ generace
1) Současnaacute doba ndash přechod k reaktorům III generace
2) Zvyacutešenaacute bezpečnost ndash odolnějšiacute kontejnment efektivniacute chlazeniacute pasivniacute prvky
bazeacuten pro chlazeniacute kontejnmentu rekombinace vodiacuteku lapač aktivniacute zoacuteny
3) Modulaacuterniacute a seacuteriovaacute produkce komponent ndash efektivnějšiacute a levnějšiacute (je třeba ověřit)
4) Snadnějšiacute efektivnějšiacute a levnějšiacute provoz (prvniacute reaktory zatiacutem jen kraacutetce v
provozu)
5) Životnost přesahujiacuteciacute 60 let
6) Využiacutevaacuteniacute paliva typu MOX (efektivnějšiacute využitiacute uranu)
7) Rozsaacutehleacute možnosti regulace
Reaktorovaacute naacutedoba VVER1200 (Ostrovec) Vizualizace elektraacuterny Hinkley Point C
Zvyacutešeniacute bezpečnosti
Lapač aktivniacute zoacuteny bloku VVER1200
(elektraacuterna Ostrovec Bělorusko)
1) Pasivniacute chlazeniacute v přiacutepadě havaacuterie
2) Přirozenaacute cirkulace vzduchu přes tepelneacute vyacuteměniacuteky
3) Dvojityacute kontejnment
4) Vodniacute bazeacuten k ochlazovaacuteniacute kontejnmentu
5) Rychleacute vstřikovaacuteniacute kyseliny boriteacute
6) Zařiacutezeniacute pro rekombinaci vodiacuteku
7) Lapač aktivniacute zoacuteny (Lapač koria)
Vnějšiacute vzhled kontejnmentu VVER1000
elektraacuterna Kudankullam (bliacutežiacute se III generaci
Vnějšiacute vzhled kontejnmentu AP1000
Rok 2018 ndash průlom u bloků III generace
Spouštiacute se šest novyacutech reaktorů III generace přičemž uacuteplně prvniacute typu AP1000 a EPR
EPR ndash Tchaj-šan
AP1000 ndash San-men
VVER1200 - Novovoroněž
Barakah 1
Ktereacute bloky jsou k dispozici
ABWR ndash varnyacute reaktor vybudovanyacute v Japonsku a na Tchaj-wanu
nyniacute odstaveneacute (III )
AP 1000 ndash již tři běžiacute v Čině Westinghouse maacute velkeacute probleacutemy
nechce se už podiacutelet na samotneacute vyacutestavbě negativniacute zkušenosti z
USA (III+)
EPR ndash jeden běžiacute v Čiacuteně (Finsko Francie bude v roce 2019)
probleacutemy při stavbě uvidiacuteme zkušenosti z Velkeacute Britaacutenie přiacuteliš
velkyacute vyacutekon až 1700 MW (III+)
APR1400 ndash běžiacute v Jižniacute Koreji dokončuje se v SAE pozitivniacute
reference v domovskaacute země odstupuje od jaacutedra (III)
Hualong One ndash zatiacutem neběžiacute (prvniacute 2019) dobreacute zkušenosti z
kontinuaacutelniacute vyacutestavby reaktorů v Čiacuteně (III+)
VVER1200 ndash běžiacute v Rusku dokončuje se v Bělorusku stavba ve
Finsku Maďarsku Turecku Bangladeši Kontinuaacutelniacute stavba a
evoluce reaktorů Intenzivniacute zapojeniacute českyacutech firem (III+)
Fungujiacuteciacute a ve vyacutestavbě
Dalšiacute projekty ESBWR ATMEA1 pokročileacute typy CANDU
Je třeba alespoň některeacute z modelů začiacutet stavět hromadně v seacuterii ndash nejbliacuteže k tomu maacute
VVER1200 přiacutepadně čiacutenskeacute modely (důležitaacute kontinuita budovaacuteniacute bloků)
Důležiteacute je jak se jednotliveacute modely osvědčiacute v provozu důraz na bezpečnost a ekonomiku
Nelze přeskočit hned k malyacutem modulaacuterniacutem reaktorům IV generaci nebo fuacutezi nutnost
kontinuity a firem se zkušenostiacute v oboru
Nutnost nahrazeniacute staacuternouciacute flotily v Evropě a USA a pokrytiacute rostouciacutech potřeb v
rozvojovyacutech zemiacutech (Indie Čiacutena Turecko hellip)
Novovoroněžskaacute 6 a 7 ndash prvniacute fungujiacuteciacute bloky III+ generace
Maleacute modulaacuterniacute reaktory
1) Zaacutesadniacute probleacutem ndash vysokeacute počaacutetečniacute investice jen velmi velkyacute zdroj
2) Řešeniacute ndash maleacute modulaacuterniacute reaktory (vyacutekon menšiacute než 300 MWe 500 MWe)
3) Umožňujiacute a) Postavit velkou elektraacuternu postupně
b) Postavit malyacute blok třeba pro teplaacuterenskeacute uacutečely
4) Možneacute varianty a) Založeneacute na klasickeacutem zaacutekladě
b) Maleacute modulaacuterniacute reaktory IV generace
c) bdquoBaterieldquo s dlouhou periodou vyacuteměny paliva
5) Zatiacutem spiacuteše exotika pro specifickeacute uacutečely (reaacutelneacute modely zatiacutem v projektech)
Plovouciacute elektraacuterna Akademik Lomonosov Architektonickaacute vize kompaktniacute bdquobaterieldquo StarCore Nuclear
Současnyacute stav ndash otaacutezka budoucnosti otevřenaacute
Dokončovanyacute KLT-40S (Rusko) ndash tlakovodniacute 35 MWe plovouciacute elektraacuterna Akademik
Lomonsov nahrazuje dosluhujiacuteciacute Bilibinskou elektraacuternu (4 bloky s 11 MWe)
(klasickyacute model ndash podobně i lodniacute reaktory RITM-200 s 50 MWe)
Zahaacutejenyacute ACPR50S (Čiacutena) ndash 60 MWe
Plovouciacute i pozemniacute elektraacuterny (ACPR100)
Plovouciacute elektraacuterna Akademik Lomonosov
nahradiacute Bilibinskou elektraacuternu
Představa budouciacute čiacutenskeacute plovouciacute jaderneacute
elektraacuterny
Dokončovanyacute HTR-PM ndash vysokoteplotniacute reaktor chlazenyacute plynem dva bloky s jednou
turbiacutenou 210 MWe
Pokročilyacute
Rozpracovaneacute projekty (cesta do budoucnosti)
Tlakovodniacute - VBER-300 (Rusko) SMR-160 (USA)
Integraacutelniacute tlakovodniacute ndash NuScale (USA) ACP100 (Čiacutena) SMART (Jižniacute Korea)
Sodiacutekovyacute rychlyacute ndash PRISM ARC-100
Integraacutelniacute tekuteacute soli ndash Integral MSR (Kanada)
Chlazenyacute olovem ndash BREAST (Rusko)
Chlazenyacute bismutem a olovem ndash SVBR100 (Rusko)
Scheacutema elektraacuterny
Terrestrial Energy
Kanada
Kritickeacute ndash dokončeniacute
prototypu a seacuteriovaacute vyacuteroba
Vyacuteroba paliva pro bloky HTR-PM
Jak jsme na tom s palivem
Znaacutemeacute zaacutesoby 55 milionů tun (130 $kg)
Austraacutelie 23 Kazachstaacuten 15 Rusko 10 Kanada 8
Uraninit jeden z typů uranoveacute rudy
Zaacutesoby uranu maacute i Česko
Důl Rožnaacute v Dolniacute RožiacutenceKanada je největšiacutem producentem uranu
Lepšiacute prospekciacute až řaacutedoveacute zvyacutešeniacute zaacutesob
Současnaacute potřeba ndash 65 014 tun
Těžba 1) Podzemniacute
2) Povrchovaacute
3) Louženiacutem (29)
4) Vedlejšiacute produkt (10)
(i obsahy uranu 0025 a meacuteně)
5) Zpracovaacuteniacute elektraacuterenskeacuteho popiacutelku
Těžba v roce 2013
(59 678 t)
Kazachstaacuten 22567 t
Kanada 9332 t
Austraacutelie 6350 t
Niger 4528 t
Rusko 3135 t
(61)
Spotřeba 1000 MW ndash 200 tun přiacuterodniacuteho uranu ročně
Svět ndash 430 000 MW ndash 65 000 tun ročně (při takoveacute spotřebě znaacutemeacute zaacutesoby pro
cenu 130 $ na 85 let) ndash cena byla už i 300 $ - odhad zaacutesob o řaacuted až dva většiacute
Těžba v Česku 225 tun (2015) v principu zaacutesoby až 109 000 t (při ceně 300 $)
Zbrojniacute uran a plutonium ndash ekvivalent 545 000 tun přiacuterodniacuteho uranu
Využitiacute uranu 238 ndash přiacuterodniacute uran 07 uranu 235 rarr viacutece než 100kraacutet viacutece paliva
Přepracovaacuteniacute vyhořeleacuteho paliva ndash MOX ndash efektivnějšiacute využitiacute
Spolehlivě zhruba na stoletiacute i při zvyacutešeniacute produkce několikanaacutesobně
Možnost i při vysokeacutem zvyacutešeniacute využitiacute jaacutedra na tisiacuteciletiacute
Zpracovatelskyacute zaacutevod dolu Beverley (Austraacutelie)
Thoriovyacute cyklus (vyacutehoda ndash nevznikajiacute transurany)
232Th T12 = 14051010 let rarr je ho ještě viacutece než uranu 238
232Th + n rarr 233Th(β-) + γ rarr 233Pa(β-) + γ rarr 233U
vyacuteskyt v monazitu
Austraacutelie 452 000 tun
USA 400 000 tun
Turecko 344 000 tun
Indie 319 000 tun
Celkově 2 400 000 tun
Produkce štěpneacuteho materiaacutelu
možnost zajištěniacute jaderneacute energetiky na tisiacuteciletiacute
Velkeacute zaacutesoby thoria maacute opět Austraacutelie a takeacute Indie
Pozor znaacutemeacute zaacutesoby
Znalosti velmi sporeacute
Množstviacute určitě řaacutedově podceněneacute
Reaktory IV generace
Proč je potřebujeme
1) Zvyacutešeniacute efektivity využitiacute uranu a thoria (zaacutesoby paliva na mnoho tisiacuteciletiacute) ndash rychleacute
reaktory
2) Sniacuteženiacute objemu a nebezpečnosti radioaktivniacuteho odpadu (uzavřeniacute palivoveacuteho cyklu) ndash
exotickeacute typy s tekutyacutem palivem a průběžnou separaciacute
3) Zvyacutešeniacute efektivity produkce elektřiny a tepla pro průmysl (vysokoteplotniacute reaktory
pro průmysl i produkci vodiacuteku)
4) Uacuteplně noveacute koncepty někdy značně exotickeacute ndash šest třiacuted konceptů
Sodiacutekem chlazenyacute reaktor BN800
Sodiacutekem chlazenyacute reaktor ndash rychlyacute reaktor uacutespěšneacute komerčniacute bloky BN600 a BN800
v Rusku prototyp CEFR (Čiacutena) dokončovanyacute blok Kalpakkam 500 MWe (Indie)
evropskyacute hlavně francouzskyacute projekt ASTRID
Olovem chlazenyacute reaktor ndash rychlyacute reaktor chla-
zenyacute tekutyacutem kovem zkušenosti na ponorkaacutech
BREST-300 ndash prototypovyacute reaktor (Rusko)
Palivovyacute soubor a staveniště reaktoru BREST 300
Sodiacutekovyacute reaktor Kalpakkam (Indie)
Ruskaacute ponorka s olovem chlazenyacutem reaktorem
Vysokoteplotniacute plynem chlazenyacute reaktor ndash chlazenyacute
heacuteliem (přiacutepadně jinyacutem plynem) moderovanyacute
grafitem vysokyacute stupeň vyhořeniacute paliva pasivniacute
bezpečnost dokončovanyacute reaktor s palivem v
podobě kouliacute v Čiacuteně ndash HTR-PM spolupraacutece se
Saudskou Araacutebiiacute
Reaktor chlazenyacute superkritickou vodou ndash nadkritickeacute
bloky s klasickou moderaciacute velmi vysokaacute efektivita
konverze tepla na elektřinu Smyčka se
superkritickou vodou v UacuteJV
Reaktory využiacutevajiacuteciacute tekuteacute soli ndash využitiacute fluoroveacute
soliacute s lithiem tekuteacute palivo ndash nejinovativnějšiacute
princip různeacute typy moderace (energetickeacuteho
spektra) Vhodnyacute pro konverzi thoria 232 na uran
233 Nejdaacutele v Čiacuteně Zapojeniacute CVŘ a UacuteJV
Rychlyacute reaktor chlazenyacute plynem ndash chlazeniacute heliem
nemoderovanyacute evropskyacute projekt ALLEGRO
uacutevahy o jeho vyacutestavbě ve Středniacute Evropě heliovaacute
smyčka v UacuteJV as Řež
Kuloveacute palivo pro reaktor HTR-PM v Čiacuteně
Instalace reaktoru HTR-PM v Čiacuteně
Scheacutema projektu reaktoru Allegro
Prvniacute dokončovaneacute uacuteložiště vyhořeleacuteho paliva
Onkalo
Finsko ndash bliacutezko elektraacuterny
Olkiluoto
Žulovyacute masiacutev ndash umiacutestěniacute
500 m pod povrchem
2004 ndash začaacutetek ražby
2015 ndash licence pro vyacutestavbu
2020 ndash dokončeniacute 1etapy
2024 ndash začaacutetek uklaacutedaacuteniacute
Recyklace ndash palivo MOX
Využitiacute uranu a plutonia z vyhořeleacuteho
paliva
Přepracovaciacute zaacutevod ndash separace uranu a
plutonia
Přepracovaacuteniacute a produkci MOX ndash
Francie Velkaacute Britaacutenie Rusko
Sniacuteženiacute potřeby čerstveacuteho uranu a
zmenšeniacute objemu odpadu
Radionuklidoveacute zdroje pro vesmiacuter ndash chybiacute plutonium 238
Miacutesto 238Pu použiacutet 241Am z jaderneacuteho odpadu
plutonium 238 americium 241
poločas rozpadu 87 7 let 432 let
Nejintenzivnějšiacute gama 004 36
Energie gama 43 keV 60 keV
Energie rozpadu 56 MeV 56 MeV
Hustota energie 054 kWkg 0105 kWkg
Možnost ziacuteskat chemickou separaciacute z vyhořeleacuteho paliva (staryacutech zaacutesob plutonia)
Vyacutehody Možnost ziacuteskaacuteniacute bez speciaacutelniacuteho ozařovaacuteniacute ve speciaacutelniacutem reaktoru
Pomalejšiacute pokles vyacutekonu
Nevyacutehody Teacuteměř 5kraacutet vyššiacute potřebnaacute hmotnost ( 5kraacutet nižšiacute aktivita)
Vyacuteraznějšiacute aktivita gama ndash nutnost řešit stiacuteněniacute před touto radiaciacute
Ziacuteskaacutevaacuteniacute americia 241
Chemickaacute
separace
americia
Čisteacute plutonium americium pro vesmiacuter
Přepracovaacuteniacute
paliva
Separovaneacute plutonium
Čas uloženiacute
Z plutoniiacute jedině 241Pu se rozpadaacute beta rozpadem při rozpadu směsi plutoniiacute
tak vznikaacute pouze izotop americia 241Am (241Pu rarr 241Am T12 = 14 let)
241Pu rarr 241Am
Urychlovačem řiacutezeneacute transmutory
Z čeho se sklaacutedaacute
1) Urychlovač protonů - energie 100 - 1000 MeV
2) Terč - olovo wolfram hellip
3) Naacutedoba obsahujiacuteciacute systeacutem jaderneacuteho odpadu moderaacutetoru
Nutnost separace stabilniacutech a kraacutetkodobyacutech izotopů
Zaacutekladniacute vlastnosti
1) Využiacutevaacute třiacuteštivyacutech reakciacute
2) Velmi vysokaacute hustota neutronů rarr efektivniacute transmutace
3) Podkritickyacute režim provozu
4) Produkce neutronů ve velmi širokeacutem rozmeziacute energiiacute
Scheacutema koncepce urychlovačem řiacutezeneacuteho jaderneacuteho transmutoru
Praacutece na analyacuteze terče Megapie
v horkyacutech komoraacutech v PSI
Olověnyacute terč při testech v laboratoři CERN
Termojadernaacute elektraacuterna
Tokamak ITER ndash prvniacute fuacutezniacute reaktor vyacutekon 500 MW 10kraacutet vyššiacute než vklad demonstruje
chovaacuteniacute plazmy u elektraacuterny fuacutezniacute reakce deuteria a tritia testy s produkciacute tritia
Tokamak ITER ndash produkce 10kraacutet viacutece energie
DEMO ndash prvniacute prototyp fuacutezniacute elektraacuterny ndash i s turbiacutenou a produkciacute paliva (tritia) z lithia
Současnyacute časovyacute plaacuten Sestavovaacuteniacute a instalace zařiacutezeniacute 2018 ndash 2025
prvniacute plazma ndash 2025 přechod na studium fuacutezniacutech reakciacute d+t -2035
Na zaacutekladě vyacutesledků vyacutezkumů za pomociacute ITER (i jeho budovaacuteniacute) přechod k reaacutelneacute
elektraacuterně
Jineacute cesty ndash stelaraacutetor inerciaacutelniacute udrženiacute NIF (USA) ndash zatiacutem daleko za tokamaky
Jakeacute možnosti jaacutedro poskytuje
Efektivniacute většiacute zdroj energie minimaacutelně (chlazeniacute) zaacutevislyacute na miacutestniacutech podmiacutenkaacutech
staacutelyacute stabilniacute vyacutekon rarr vhodneacute zaacutekladniacute většiacute zdroje
Česko ndash Dukovany (4 500 MW) a Temeliacuten (2 1000 MW) ndash celkem 4000 MW (36 )
uacutevaha ndash 2 bloky Temeliacuten a 2 Dukovany ( ~ 5000 MW) ndash 60 elektrickeacute energie
Slovensko - Jaslovskeacute Bohunice (2 bloky 440 MW) a Mochovce (2 bloky 440 MW) - 50
dokončovaacuteny ndash 2 bloky Mochovce (440 MW) 1 blok Jaslovskeacute Bohunice (~ 1500 MW)
V budoucnu i dalšiacute elektraacuterny ndash podiacutel na elektřině 70 ndash 80 většiacute podiacutel u tepla vodiacutek
U elektřiny by tak podiacutel mohl byacutet až 70 ndash 80 (nemaacute smysl byacutet většiacute)
Většiacute využitiacute v dopravě v přiacutepadě přechodu na
elektromobily a vodiacutekoveacute hospodaacuteřstviacute
Nahrazeniacute hlavně uhelnyacutech elektraacuteren ndash sniacuteženiacute produkce CO2
Teplaacuterny ndash přechod na menšiacute kompaktniacute zdroje
Možnost kompaktniacutech malyacutech zdrojů kde by se
neměnilo palivo ale celaacute elektraacuterna
Nutnost vhodneacute kombinace a doplňovaacuteniacute s dalšiacutemi
zdroji a uacutesporami
Jadernaacute energetika neniacute samospasitelnaacute ale může byacutet vyacuteznamnyacutem zdrojem energie
Budovanyacute
plovouciacute reaktor
(70 MWe)
EPR reaktor
Některeacute možneacute energetickeacute sceacutenaacuteře
Sceacutenaacuteř 1 Superniacutezkoemisniacute ndash postaveniacute většiacuteho počtu jadernyacutech bloků intenzivniacute
budovaacuteniacute obnovitelnyacutech zdrojů uacuteložiště energie hellip
Česko by zaacutesadně přispělo ke sniacuteženiacute emisiacute
Dnes už velmi nepravděpodobnyacute
Sceacutenaacuteř 3 Druheacute Bavorsko ndash postupnyacute uacutebytek vyacutekonu v jadernyacutech a uhelnyacutech zdrojiacutech
spoleacutehaacuteniacute na větrneacute zdroje na severu Německa a plynoveacute
zdroje regulujiacuteciacute siacuteť u naacutes i v Německu
Situace v Bavorsku ukaacuteže k čemu sceacutenaacuteř vede
Sceacutenaacuteř pravděpodobnyacute v přiacutepadě pokračovaacuteniacute současneacute
nečinnosti
Sceacutenaacuteř 4 Vyacutepadek Dukovan už v roce 2025 ndash třeba tlakem Rakouska a Německa ndash spolu
s odstavenyacutemi uhelnyacutemi bloky ztraacuteta přes 6 GW vyacutekonu
V přiacutepadě nečinnosti a cestě k Bavorskeacutemu sceacutenaacuteři povede
k velkyacutem naacuterokům na regulaci a import elektřiny
Sceacutenaacuteř 2 ASEK ndash poměrně širokeacute rozmeziacute umožňujiacuteciacute optimalizaci podle podmiacutenek
nutnost vyacutestavby jadernyacutech bloků a uacutespěšnyacute rozvoj
obnovitelnyacutech zdrojů a uklaacutedaacuteniacute energie
Je třeba naleacutezt optimum a ve všech sceacutenaacuteřiacutech zajistit bezpečneacute fungovaacuteniacute našeho
energetickeacute ndash vyacutezva pro všechny souvisejiacuteciacute obory
Zaacutevěr1) Jadernaacute energetika prokaacutezala možnost velice efektivniacuteho přechodu k niacutezkoemisniacute
elektroenergetice (Francie Šveacutedsko Ontario hellip)
2) Probleacutemy spojeneacute s velikostiacute těchto zdrojů a citlivostiacute na společenskou podporu
3) Zatiacutem otevřenaacute otaacutezka uacutespěšnosti přechodu k reaktorům III generace (splněniacute
očekaacutevaacuteniacute z hlediska efektivity vyacutestavby a provozu) K tomu potřeba i dostatek
budovanyacutech jednotek a kontinuita Nejleacutepe na tom je VVER1200 a zatiacutem i APR1400
4) Velkyacute potenciaacutel v malyacutech modulaacuterniacutech reaktorech potřeba vyvinout kompaktniacute
model s masovou vyacuterobou (klasickeacute i inovativniacute typy)
5) Pro udržitelneacute využiacutevaacuteniacute jaderneacute energie nutneacute reaktory IV generace nejdaacutele jsou
sodiacutekem a olovem chlazeneacute a vysokoteplotniacute chlazeneacute plynem
6) Urychlovačem řiacutezeneacute transmutory a fuacuteze ndash velkyacute potenciaacutel ale komerčniacute realizace
zatiacutem dost vzdaacutelenaacute ndash velkaacute synergie mezi popsanyacutemi oblastmi
7) Miacuteru využiacutevaacuteniacute jaacutedra silně ovlivniacute reaacutelnaacute miacutera vlivu emisiacute CO2 a nutnost je potlačit
Page 12
Instalace reaktoroveacute naacutedoby bloku Rostov 3 (VVER 1000) Bloky VVER1000 Kudankullam Indie
Bloky elektraacuterny Fang-čcheng-kang 1 a 2
Přechod od generace II
ke generaci III
Hlavně v Čiacuteně se dokončuje řada
bloků II generace
Evoluciacute přechod ke generaci III
U dokončovanyacutech bloků II generace
řada prvků III generace
Reaktory III a III+ generace
1) Současnaacute doba ndash přechod k reaktorům III generace
2) Zvyacutešenaacute bezpečnost ndash odolnějšiacute kontejnment efektivniacute chlazeniacute pasivniacute prvky
bazeacuten pro chlazeniacute kontejnmentu rekombinace vodiacuteku lapač aktivniacute zoacuteny
3) Modulaacuterniacute a seacuteriovaacute produkce komponent ndash efektivnějšiacute a levnějšiacute (je třeba ověřit)
4) Snadnějšiacute efektivnějšiacute a levnějšiacute provoz (prvniacute reaktory zatiacutem jen kraacutetce v
provozu)
5) Životnost přesahujiacuteciacute 60 let
6) Využiacutevaacuteniacute paliva typu MOX (efektivnějšiacute využitiacute uranu)
7) Rozsaacutehleacute možnosti regulace
Reaktorovaacute naacutedoba VVER1200 (Ostrovec) Vizualizace elektraacuterny Hinkley Point C
Zvyacutešeniacute bezpečnosti
Lapač aktivniacute zoacuteny bloku VVER1200
(elektraacuterna Ostrovec Bělorusko)
1) Pasivniacute chlazeniacute v přiacutepadě havaacuterie
2) Přirozenaacute cirkulace vzduchu přes tepelneacute vyacuteměniacuteky
3) Dvojityacute kontejnment
4) Vodniacute bazeacuten k ochlazovaacuteniacute kontejnmentu
5) Rychleacute vstřikovaacuteniacute kyseliny boriteacute
6) Zařiacutezeniacute pro rekombinaci vodiacuteku
7) Lapač aktivniacute zoacuteny (Lapač koria)
Vnějšiacute vzhled kontejnmentu VVER1000
elektraacuterna Kudankullam (bliacutežiacute se III generaci
Vnějšiacute vzhled kontejnmentu AP1000
Rok 2018 ndash průlom u bloků III generace
Spouštiacute se šest novyacutech reaktorů III generace přičemž uacuteplně prvniacute typu AP1000 a EPR
EPR ndash Tchaj-šan
AP1000 ndash San-men
VVER1200 - Novovoroněž
Barakah 1
Ktereacute bloky jsou k dispozici
ABWR ndash varnyacute reaktor vybudovanyacute v Japonsku a na Tchaj-wanu
nyniacute odstaveneacute (III )
AP 1000 ndash již tři běžiacute v Čině Westinghouse maacute velkeacute probleacutemy
nechce se už podiacutelet na samotneacute vyacutestavbě negativniacute zkušenosti z
USA (III+)
EPR ndash jeden běžiacute v Čiacuteně (Finsko Francie bude v roce 2019)
probleacutemy při stavbě uvidiacuteme zkušenosti z Velkeacute Britaacutenie přiacuteliš
velkyacute vyacutekon až 1700 MW (III+)
APR1400 ndash běžiacute v Jižniacute Koreji dokončuje se v SAE pozitivniacute
reference v domovskaacute země odstupuje od jaacutedra (III)
Hualong One ndash zatiacutem neběžiacute (prvniacute 2019) dobreacute zkušenosti z
kontinuaacutelniacute vyacutestavby reaktorů v Čiacuteně (III+)
VVER1200 ndash běžiacute v Rusku dokončuje se v Bělorusku stavba ve
Finsku Maďarsku Turecku Bangladeši Kontinuaacutelniacute stavba a
evoluce reaktorů Intenzivniacute zapojeniacute českyacutech firem (III+)
Fungujiacuteciacute a ve vyacutestavbě
Dalšiacute projekty ESBWR ATMEA1 pokročileacute typy CANDU
Je třeba alespoň některeacute z modelů začiacutet stavět hromadně v seacuterii ndash nejbliacuteže k tomu maacute
VVER1200 přiacutepadně čiacutenskeacute modely (důležitaacute kontinuita budovaacuteniacute bloků)
Důležiteacute je jak se jednotliveacute modely osvědčiacute v provozu důraz na bezpečnost a ekonomiku
Nelze přeskočit hned k malyacutem modulaacuterniacutem reaktorům IV generaci nebo fuacutezi nutnost
kontinuity a firem se zkušenostiacute v oboru
Nutnost nahrazeniacute staacuternouciacute flotily v Evropě a USA a pokrytiacute rostouciacutech potřeb v
rozvojovyacutech zemiacutech (Indie Čiacutena Turecko hellip)
Novovoroněžskaacute 6 a 7 ndash prvniacute fungujiacuteciacute bloky III+ generace
Maleacute modulaacuterniacute reaktory
1) Zaacutesadniacute probleacutem ndash vysokeacute počaacutetečniacute investice jen velmi velkyacute zdroj
2) Řešeniacute ndash maleacute modulaacuterniacute reaktory (vyacutekon menšiacute než 300 MWe 500 MWe)
3) Umožňujiacute a) Postavit velkou elektraacuternu postupně
b) Postavit malyacute blok třeba pro teplaacuterenskeacute uacutečely
4) Možneacute varianty a) Založeneacute na klasickeacutem zaacutekladě
b) Maleacute modulaacuterniacute reaktory IV generace
c) bdquoBaterieldquo s dlouhou periodou vyacuteměny paliva
5) Zatiacutem spiacuteše exotika pro specifickeacute uacutečely (reaacutelneacute modely zatiacutem v projektech)
Plovouciacute elektraacuterna Akademik Lomonosov Architektonickaacute vize kompaktniacute bdquobaterieldquo StarCore Nuclear
Současnyacute stav ndash otaacutezka budoucnosti otevřenaacute
Dokončovanyacute KLT-40S (Rusko) ndash tlakovodniacute 35 MWe plovouciacute elektraacuterna Akademik
Lomonsov nahrazuje dosluhujiacuteciacute Bilibinskou elektraacuternu (4 bloky s 11 MWe)
(klasickyacute model ndash podobně i lodniacute reaktory RITM-200 s 50 MWe)
Zahaacutejenyacute ACPR50S (Čiacutena) ndash 60 MWe
Plovouciacute i pozemniacute elektraacuterny (ACPR100)
Plovouciacute elektraacuterna Akademik Lomonosov
nahradiacute Bilibinskou elektraacuternu
Představa budouciacute čiacutenskeacute plovouciacute jaderneacute
elektraacuterny
Dokončovanyacute HTR-PM ndash vysokoteplotniacute reaktor chlazenyacute plynem dva bloky s jednou
turbiacutenou 210 MWe
Pokročilyacute
Rozpracovaneacute projekty (cesta do budoucnosti)
Tlakovodniacute - VBER-300 (Rusko) SMR-160 (USA)
Integraacutelniacute tlakovodniacute ndash NuScale (USA) ACP100 (Čiacutena) SMART (Jižniacute Korea)
Sodiacutekovyacute rychlyacute ndash PRISM ARC-100
Integraacutelniacute tekuteacute soli ndash Integral MSR (Kanada)
Chlazenyacute olovem ndash BREAST (Rusko)
Chlazenyacute bismutem a olovem ndash SVBR100 (Rusko)
Scheacutema elektraacuterny
Terrestrial Energy
Kanada
Kritickeacute ndash dokončeniacute
prototypu a seacuteriovaacute vyacuteroba
Vyacuteroba paliva pro bloky HTR-PM
Jak jsme na tom s palivem
Znaacutemeacute zaacutesoby 55 milionů tun (130 $kg)
Austraacutelie 23 Kazachstaacuten 15 Rusko 10 Kanada 8
Uraninit jeden z typů uranoveacute rudy
Zaacutesoby uranu maacute i Česko
Důl Rožnaacute v Dolniacute RožiacutenceKanada je největšiacutem producentem uranu
Lepšiacute prospekciacute až řaacutedoveacute zvyacutešeniacute zaacutesob
Současnaacute potřeba ndash 65 014 tun
Těžba 1) Podzemniacute
2) Povrchovaacute
3) Louženiacutem (29)
4) Vedlejšiacute produkt (10)
(i obsahy uranu 0025 a meacuteně)
5) Zpracovaacuteniacute elektraacuterenskeacuteho popiacutelku
Těžba v roce 2013
(59 678 t)
Kazachstaacuten 22567 t
Kanada 9332 t
Austraacutelie 6350 t
Niger 4528 t
Rusko 3135 t
(61)
Spotřeba 1000 MW ndash 200 tun přiacuterodniacuteho uranu ročně
Svět ndash 430 000 MW ndash 65 000 tun ročně (při takoveacute spotřebě znaacutemeacute zaacutesoby pro
cenu 130 $ na 85 let) ndash cena byla už i 300 $ - odhad zaacutesob o řaacuted až dva většiacute
Těžba v Česku 225 tun (2015) v principu zaacutesoby až 109 000 t (při ceně 300 $)
Zbrojniacute uran a plutonium ndash ekvivalent 545 000 tun přiacuterodniacuteho uranu
Využitiacute uranu 238 ndash přiacuterodniacute uran 07 uranu 235 rarr viacutece než 100kraacutet viacutece paliva
Přepracovaacuteniacute vyhořeleacuteho paliva ndash MOX ndash efektivnějšiacute využitiacute
Spolehlivě zhruba na stoletiacute i při zvyacutešeniacute produkce několikanaacutesobně
Možnost i při vysokeacutem zvyacutešeniacute využitiacute jaacutedra na tisiacuteciletiacute
Zpracovatelskyacute zaacutevod dolu Beverley (Austraacutelie)
Thoriovyacute cyklus (vyacutehoda ndash nevznikajiacute transurany)
232Th T12 = 14051010 let rarr je ho ještě viacutece než uranu 238
232Th + n rarr 233Th(β-) + γ rarr 233Pa(β-) + γ rarr 233U
vyacuteskyt v monazitu
Austraacutelie 452 000 tun
USA 400 000 tun
Turecko 344 000 tun
Indie 319 000 tun
Celkově 2 400 000 tun
Produkce štěpneacuteho materiaacutelu
možnost zajištěniacute jaderneacute energetiky na tisiacuteciletiacute
Velkeacute zaacutesoby thoria maacute opět Austraacutelie a takeacute Indie
Pozor znaacutemeacute zaacutesoby
Znalosti velmi sporeacute
Množstviacute určitě řaacutedově podceněneacute
Reaktory IV generace
Proč je potřebujeme
1) Zvyacutešeniacute efektivity využitiacute uranu a thoria (zaacutesoby paliva na mnoho tisiacuteciletiacute) ndash rychleacute
reaktory
2) Sniacuteženiacute objemu a nebezpečnosti radioaktivniacuteho odpadu (uzavřeniacute palivoveacuteho cyklu) ndash
exotickeacute typy s tekutyacutem palivem a průběžnou separaciacute
3) Zvyacutešeniacute efektivity produkce elektřiny a tepla pro průmysl (vysokoteplotniacute reaktory
pro průmysl i produkci vodiacuteku)
4) Uacuteplně noveacute koncepty někdy značně exotickeacute ndash šest třiacuted konceptů
Sodiacutekem chlazenyacute reaktor BN800
Sodiacutekem chlazenyacute reaktor ndash rychlyacute reaktor uacutespěšneacute komerčniacute bloky BN600 a BN800
v Rusku prototyp CEFR (Čiacutena) dokončovanyacute blok Kalpakkam 500 MWe (Indie)
evropskyacute hlavně francouzskyacute projekt ASTRID
Olovem chlazenyacute reaktor ndash rychlyacute reaktor chla-
zenyacute tekutyacutem kovem zkušenosti na ponorkaacutech
BREST-300 ndash prototypovyacute reaktor (Rusko)
Palivovyacute soubor a staveniště reaktoru BREST 300
Sodiacutekovyacute reaktor Kalpakkam (Indie)
Ruskaacute ponorka s olovem chlazenyacutem reaktorem
Vysokoteplotniacute plynem chlazenyacute reaktor ndash chlazenyacute
heacuteliem (přiacutepadně jinyacutem plynem) moderovanyacute
grafitem vysokyacute stupeň vyhořeniacute paliva pasivniacute
bezpečnost dokončovanyacute reaktor s palivem v
podobě kouliacute v Čiacuteně ndash HTR-PM spolupraacutece se
Saudskou Araacutebiiacute
Reaktor chlazenyacute superkritickou vodou ndash nadkritickeacute
bloky s klasickou moderaciacute velmi vysokaacute efektivita
konverze tepla na elektřinu Smyčka se
superkritickou vodou v UacuteJV
Reaktory využiacutevajiacuteciacute tekuteacute soli ndash využitiacute fluoroveacute
soliacute s lithiem tekuteacute palivo ndash nejinovativnějšiacute
princip různeacute typy moderace (energetickeacuteho
spektra) Vhodnyacute pro konverzi thoria 232 na uran
233 Nejdaacutele v Čiacuteně Zapojeniacute CVŘ a UacuteJV
Rychlyacute reaktor chlazenyacute plynem ndash chlazeniacute heliem
nemoderovanyacute evropskyacute projekt ALLEGRO
uacutevahy o jeho vyacutestavbě ve Středniacute Evropě heliovaacute
smyčka v UacuteJV as Řež
Kuloveacute palivo pro reaktor HTR-PM v Čiacuteně
Instalace reaktoru HTR-PM v Čiacuteně
Scheacutema projektu reaktoru Allegro
Prvniacute dokončovaneacute uacuteložiště vyhořeleacuteho paliva
Onkalo
Finsko ndash bliacutezko elektraacuterny
Olkiluoto
Žulovyacute masiacutev ndash umiacutestěniacute
500 m pod povrchem
2004 ndash začaacutetek ražby
2015 ndash licence pro vyacutestavbu
2020 ndash dokončeniacute 1etapy
2024 ndash začaacutetek uklaacutedaacuteniacute
Recyklace ndash palivo MOX
Využitiacute uranu a plutonia z vyhořeleacuteho
paliva
Přepracovaciacute zaacutevod ndash separace uranu a
plutonia
Přepracovaacuteniacute a produkci MOX ndash
Francie Velkaacute Britaacutenie Rusko
Sniacuteženiacute potřeby čerstveacuteho uranu a
zmenšeniacute objemu odpadu
Radionuklidoveacute zdroje pro vesmiacuter ndash chybiacute plutonium 238
Miacutesto 238Pu použiacutet 241Am z jaderneacuteho odpadu
plutonium 238 americium 241
poločas rozpadu 87 7 let 432 let
Nejintenzivnějšiacute gama 004 36
Energie gama 43 keV 60 keV
Energie rozpadu 56 MeV 56 MeV
Hustota energie 054 kWkg 0105 kWkg
Možnost ziacuteskat chemickou separaciacute z vyhořeleacuteho paliva (staryacutech zaacutesob plutonia)
Vyacutehody Možnost ziacuteskaacuteniacute bez speciaacutelniacuteho ozařovaacuteniacute ve speciaacutelniacutem reaktoru
Pomalejšiacute pokles vyacutekonu
Nevyacutehody Teacuteměř 5kraacutet vyššiacute potřebnaacute hmotnost ( 5kraacutet nižšiacute aktivita)
Vyacuteraznějšiacute aktivita gama ndash nutnost řešit stiacuteněniacute před touto radiaciacute
Ziacuteskaacutevaacuteniacute americia 241
Chemickaacute
separace
americia
Čisteacute plutonium americium pro vesmiacuter
Přepracovaacuteniacute
paliva
Separovaneacute plutonium
Čas uloženiacute
Z plutoniiacute jedině 241Pu se rozpadaacute beta rozpadem při rozpadu směsi plutoniiacute
tak vznikaacute pouze izotop americia 241Am (241Pu rarr 241Am T12 = 14 let)
241Pu rarr 241Am
Urychlovačem řiacutezeneacute transmutory
Z čeho se sklaacutedaacute
1) Urychlovač protonů - energie 100 - 1000 MeV
2) Terč - olovo wolfram hellip
3) Naacutedoba obsahujiacuteciacute systeacutem jaderneacuteho odpadu moderaacutetoru
Nutnost separace stabilniacutech a kraacutetkodobyacutech izotopů
Zaacutekladniacute vlastnosti
1) Využiacutevaacute třiacuteštivyacutech reakciacute
2) Velmi vysokaacute hustota neutronů rarr efektivniacute transmutace
3) Podkritickyacute režim provozu
4) Produkce neutronů ve velmi širokeacutem rozmeziacute energiiacute
Scheacutema koncepce urychlovačem řiacutezeneacuteho jaderneacuteho transmutoru
Praacutece na analyacuteze terče Megapie
v horkyacutech komoraacutech v PSI
Olověnyacute terč při testech v laboratoři CERN
Termojadernaacute elektraacuterna
Tokamak ITER ndash prvniacute fuacutezniacute reaktor vyacutekon 500 MW 10kraacutet vyššiacute než vklad demonstruje
chovaacuteniacute plazmy u elektraacuterny fuacutezniacute reakce deuteria a tritia testy s produkciacute tritia
Tokamak ITER ndash produkce 10kraacutet viacutece energie
DEMO ndash prvniacute prototyp fuacutezniacute elektraacuterny ndash i s turbiacutenou a produkciacute paliva (tritia) z lithia
Současnyacute časovyacute plaacuten Sestavovaacuteniacute a instalace zařiacutezeniacute 2018 ndash 2025
prvniacute plazma ndash 2025 přechod na studium fuacutezniacutech reakciacute d+t -2035
Na zaacutekladě vyacutesledků vyacutezkumů za pomociacute ITER (i jeho budovaacuteniacute) přechod k reaacutelneacute
elektraacuterně
Jineacute cesty ndash stelaraacutetor inerciaacutelniacute udrženiacute NIF (USA) ndash zatiacutem daleko za tokamaky
Jakeacute možnosti jaacutedro poskytuje
Efektivniacute většiacute zdroj energie minimaacutelně (chlazeniacute) zaacutevislyacute na miacutestniacutech podmiacutenkaacutech
staacutelyacute stabilniacute vyacutekon rarr vhodneacute zaacutekladniacute většiacute zdroje
Česko ndash Dukovany (4 500 MW) a Temeliacuten (2 1000 MW) ndash celkem 4000 MW (36 )
uacutevaha ndash 2 bloky Temeliacuten a 2 Dukovany ( ~ 5000 MW) ndash 60 elektrickeacute energie
Slovensko - Jaslovskeacute Bohunice (2 bloky 440 MW) a Mochovce (2 bloky 440 MW) - 50
dokončovaacuteny ndash 2 bloky Mochovce (440 MW) 1 blok Jaslovskeacute Bohunice (~ 1500 MW)
V budoucnu i dalšiacute elektraacuterny ndash podiacutel na elektřině 70 ndash 80 většiacute podiacutel u tepla vodiacutek
U elektřiny by tak podiacutel mohl byacutet až 70 ndash 80 (nemaacute smysl byacutet většiacute)
Většiacute využitiacute v dopravě v přiacutepadě přechodu na
elektromobily a vodiacutekoveacute hospodaacuteřstviacute
Nahrazeniacute hlavně uhelnyacutech elektraacuteren ndash sniacuteženiacute produkce CO2
Teplaacuterny ndash přechod na menšiacute kompaktniacute zdroje
Možnost kompaktniacutech malyacutech zdrojů kde by se
neměnilo palivo ale celaacute elektraacuterna
Nutnost vhodneacute kombinace a doplňovaacuteniacute s dalšiacutemi
zdroji a uacutesporami
Jadernaacute energetika neniacute samospasitelnaacute ale může byacutet vyacuteznamnyacutem zdrojem energie
Budovanyacute
plovouciacute reaktor
(70 MWe)
EPR reaktor
Některeacute možneacute energetickeacute sceacutenaacuteře
Sceacutenaacuteř 1 Superniacutezkoemisniacute ndash postaveniacute většiacuteho počtu jadernyacutech bloků intenzivniacute
budovaacuteniacute obnovitelnyacutech zdrojů uacuteložiště energie hellip
Česko by zaacutesadně přispělo ke sniacuteženiacute emisiacute
Dnes už velmi nepravděpodobnyacute
Sceacutenaacuteř 3 Druheacute Bavorsko ndash postupnyacute uacutebytek vyacutekonu v jadernyacutech a uhelnyacutech zdrojiacutech
spoleacutehaacuteniacute na větrneacute zdroje na severu Německa a plynoveacute
zdroje regulujiacuteciacute siacuteť u naacutes i v Německu
Situace v Bavorsku ukaacuteže k čemu sceacutenaacuteř vede
Sceacutenaacuteř pravděpodobnyacute v přiacutepadě pokračovaacuteniacute současneacute
nečinnosti
Sceacutenaacuteř 4 Vyacutepadek Dukovan už v roce 2025 ndash třeba tlakem Rakouska a Německa ndash spolu
s odstavenyacutemi uhelnyacutemi bloky ztraacuteta přes 6 GW vyacutekonu
V přiacutepadě nečinnosti a cestě k Bavorskeacutemu sceacutenaacuteři povede
k velkyacutem naacuterokům na regulaci a import elektřiny
Sceacutenaacuteř 2 ASEK ndash poměrně širokeacute rozmeziacute umožňujiacuteciacute optimalizaci podle podmiacutenek
nutnost vyacutestavby jadernyacutech bloků a uacutespěšnyacute rozvoj
obnovitelnyacutech zdrojů a uklaacutedaacuteniacute energie
Je třeba naleacutezt optimum a ve všech sceacutenaacuteřiacutech zajistit bezpečneacute fungovaacuteniacute našeho
energetickeacute ndash vyacutezva pro všechny souvisejiacuteciacute obory
Zaacutevěr1) Jadernaacute energetika prokaacutezala možnost velice efektivniacuteho přechodu k niacutezkoemisniacute
elektroenergetice (Francie Šveacutedsko Ontario hellip)
2) Probleacutemy spojeneacute s velikostiacute těchto zdrojů a citlivostiacute na společenskou podporu
3) Zatiacutem otevřenaacute otaacutezka uacutespěšnosti přechodu k reaktorům III generace (splněniacute
očekaacutevaacuteniacute z hlediska efektivity vyacutestavby a provozu) K tomu potřeba i dostatek
budovanyacutech jednotek a kontinuita Nejleacutepe na tom je VVER1200 a zatiacutem i APR1400
4) Velkyacute potenciaacutel v malyacutech modulaacuterniacutech reaktorech potřeba vyvinout kompaktniacute
model s masovou vyacuterobou (klasickeacute i inovativniacute typy)
5) Pro udržitelneacute využiacutevaacuteniacute jaderneacute energie nutneacute reaktory IV generace nejdaacutele jsou
sodiacutekem a olovem chlazeneacute a vysokoteplotniacute chlazeneacute plynem
6) Urychlovačem řiacutezeneacute transmutory a fuacuteze ndash velkyacute potenciaacutel ale komerčniacute realizace
zatiacutem dost vzdaacutelenaacute ndash velkaacute synergie mezi popsanyacutemi oblastmi
7) Miacuteru využiacutevaacuteniacute jaacutedra silně ovlivniacute reaacutelnaacute miacutera vlivu emisiacute CO2 a nutnost je potlačit
Page 13
Reaktory III a III+ generace
1) Současnaacute doba ndash přechod k reaktorům III generace
2) Zvyacutešenaacute bezpečnost ndash odolnějšiacute kontejnment efektivniacute chlazeniacute pasivniacute prvky
bazeacuten pro chlazeniacute kontejnmentu rekombinace vodiacuteku lapač aktivniacute zoacuteny
3) Modulaacuterniacute a seacuteriovaacute produkce komponent ndash efektivnějšiacute a levnějšiacute (je třeba ověřit)
4) Snadnějšiacute efektivnějšiacute a levnějšiacute provoz (prvniacute reaktory zatiacutem jen kraacutetce v
provozu)
5) Životnost přesahujiacuteciacute 60 let
6) Využiacutevaacuteniacute paliva typu MOX (efektivnějšiacute využitiacute uranu)
7) Rozsaacutehleacute možnosti regulace
Reaktorovaacute naacutedoba VVER1200 (Ostrovec) Vizualizace elektraacuterny Hinkley Point C
Zvyacutešeniacute bezpečnosti
Lapač aktivniacute zoacuteny bloku VVER1200
(elektraacuterna Ostrovec Bělorusko)
1) Pasivniacute chlazeniacute v přiacutepadě havaacuterie
2) Přirozenaacute cirkulace vzduchu přes tepelneacute vyacuteměniacuteky
3) Dvojityacute kontejnment
4) Vodniacute bazeacuten k ochlazovaacuteniacute kontejnmentu
5) Rychleacute vstřikovaacuteniacute kyseliny boriteacute
6) Zařiacutezeniacute pro rekombinaci vodiacuteku
7) Lapač aktivniacute zoacuteny (Lapač koria)
Vnějšiacute vzhled kontejnmentu VVER1000
elektraacuterna Kudankullam (bliacutežiacute se III generaci
Vnějšiacute vzhled kontejnmentu AP1000
Rok 2018 ndash průlom u bloků III generace
Spouštiacute se šest novyacutech reaktorů III generace přičemž uacuteplně prvniacute typu AP1000 a EPR
EPR ndash Tchaj-šan
AP1000 ndash San-men
VVER1200 - Novovoroněž
Barakah 1
Ktereacute bloky jsou k dispozici
ABWR ndash varnyacute reaktor vybudovanyacute v Japonsku a na Tchaj-wanu
nyniacute odstaveneacute (III )
AP 1000 ndash již tři běžiacute v Čině Westinghouse maacute velkeacute probleacutemy
nechce se už podiacutelet na samotneacute vyacutestavbě negativniacute zkušenosti z
USA (III+)
EPR ndash jeden běžiacute v Čiacuteně (Finsko Francie bude v roce 2019)
probleacutemy při stavbě uvidiacuteme zkušenosti z Velkeacute Britaacutenie přiacuteliš
velkyacute vyacutekon až 1700 MW (III+)
APR1400 ndash běžiacute v Jižniacute Koreji dokončuje se v SAE pozitivniacute
reference v domovskaacute země odstupuje od jaacutedra (III)
Hualong One ndash zatiacutem neběžiacute (prvniacute 2019) dobreacute zkušenosti z
kontinuaacutelniacute vyacutestavby reaktorů v Čiacuteně (III+)
VVER1200 ndash běžiacute v Rusku dokončuje se v Bělorusku stavba ve
Finsku Maďarsku Turecku Bangladeši Kontinuaacutelniacute stavba a
evoluce reaktorů Intenzivniacute zapojeniacute českyacutech firem (III+)
Fungujiacuteciacute a ve vyacutestavbě
Dalšiacute projekty ESBWR ATMEA1 pokročileacute typy CANDU
Je třeba alespoň některeacute z modelů začiacutet stavět hromadně v seacuterii ndash nejbliacuteže k tomu maacute
VVER1200 přiacutepadně čiacutenskeacute modely (důležitaacute kontinuita budovaacuteniacute bloků)
Důležiteacute je jak se jednotliveacute modely osvědčiacute v provozu důraz na bezpečnost a ekonomiku
Nelze přeskočit hned k malyacutem modulaacuterniacutem reaktorům IV generaci nebo fuacutezi nutnost
kontinuity a firem se zkušenostiacute v oboru
Nutnost nahrazeniacute staacuternouciacute flotily v Evropě a USA a pokrytiacute rostouciacutech potřeb v
rozvojovyacutech zemiacutech (Indie Čiacutena Turecko hellip)
Novovoroněžskaacute 6 a 7 ndash prvniacute fungujiacuteciacute bloky III+ generace
Maleacute modulaacuterniacute reaktory
1) Zaacutesadniacute probleacutem ndash vysokeacute počaacutetečniacute investice jen velmi velkyacute zdroj
2) Řešeniacute ndash maleacute modulaacuterniacute reaktory (vyacutekon menšiacute než 300 MWe 500 MWe)
3) Umožňujiacute a) Postavit velkou elektraacuternu postupně
b) Postavit malyacute blok třeba pro teplaacuterenskeacute uacutečely
4) Možneacute varianty a) Založeneacute na klasickeacutem zaacutekladě
b) Maleacute modulaacuterniacute reaktory IV generace
c) bdquoBaterieldquo s dlouhou periodou vyacuteměny paliva
5) Zatiacutem spiacuteše exotika pro specifickeacute uacutečely (reaacutelneacute modely zatiacutem v projektech)
Plovouciacute elektraacuterna Akademik Lomonosov Architektonickaacute vize kompaktniacute bdquobaterieldquo StarCore Nuclear
Současnyacute stav ndash otaacutezka budoucnosti otevřenaacute
Dokončovanyacute KLT-40S (Rusko) ndash tlakovodniacute 35 MWe plovouciacute elektraacuterna Akademik
Lomonsov nahrazuje dosluhujiacuteciacute Bilibinskou elektraacuternu (4 bloky s 11 MWe)
(klasickyacute model ndash podobně i lodniacute reaktory RITM-200 s 50 MWe)
Zahaacutejenyacute ACPR50S (Čiacutena) ndash 60 MWe
Plovouciacute i pozemniacute elektraacuterny (ACPR100)
Plovouciacute elektraacuterna Akademik Lomonosov
nahradiacute Bilibinskou elektraacuternu
Představa budouciacute čiacutenskeacute plovouciacute jaderneacute
elektraacuterny
Dokončovanyacute HTR-PM ndash vysokoteplotniacute reaktor chlazenyacute plynem dva bloky s jednou
turbiacutenou 210 MWe
Pokročilyacute
Rozpracovaneacute projekty (cesta do budoucnosti)
Tlakovodniacute - VBER-300 (Rusko) SMR-160 (USA)
Integraacutelniacute tlakovodniacute ndash NuScale (USA) ACP100 (Čiacutena) SMART (Jižniacute Korea)
Sodiacutekovyacute rychlyacute ndash PRISM ARC-100
Integraacutelniacute tekuteacute soli ndash Integral MSR (Kanada)
Chlazenyacute olovem ndash BREAST (Rusko)
Chlazenyacute bismutem a olovem ndash SVBR100 (Rusko)
Scheacutema elektraacuterny
Terrestrial Energy
Kanada
Kritickeacute ndash dokončeniacute
prototypu a seacuteriovaacute vyacuteroba
Vyacuteroba paliva pro bloky HTR-PM
Jak jsme na tom s palivem
Znaacutemeacute zaacutesoby 55 milionů tun (130 $kg)
Austraacutelie 23 Kazachstaacuten 15 Rusko 10 Kanada 8
Uraninit jeden z typů uranoveacute rudy
Zaacutesoby uranu maacute i Česko
Důl Rožnaacute v Dolniacute RožiacutenceKanada je největšiacutem producentem uranu
Lepšiacute prospekciacute až řaacutedoveacute zvyacutešeniacute zaacutesob
Současnaacute potřeba ndash 65 014 tun
Těžba 1) Podzemniacute
2) Povrchovaacute
3) Louženiacutem (29)
4) Vedlejšiacute produkt (10)
(i obsahy uranu 0025 a meacuteně)
5) Zpracovaacuteniacute elektraacuterenskeacuteho popiacutelku
Těžba v roce 2013
(59 678 t)
Kazachstaacuten 22567 t
Kanada 9332 t
Austraacutelie 6350 t
Niger 4528 t
Rusko 3135 t
(61)
Spotřeba 1000 MW ndash 200 tun přiacuterodniacuteho uranu ročně
Svět ndash 430 000 MW ndash 65 000 tun ročně (při takoveacute spotřebě znaacutemeacute zaacutesoby pro
cenu 130 $ na 85 let) ndash cena byla už i 300 $ - odhad zaacutesob o řaacuted až dva většiacute
Těžba v Česku 225 tun (2015) v principu zaacutesoby až 109 000 t (při ceně 300 $)
Zbrojniacute uran a plutonium ndash ekvivalent 545 000 tun přiacuterodniacuteho uranu
Využitiacute uranu 238 ndash přiacuterodniacute uran 07 uranu 235 rarr viacutece než 100kraacutet viacutece paliva
Přepracovaacuteniacute vyhořeleacuteho paliva ndash MOX ndash efektivnějšiacute využitiacute
Spolehlivě zhruba na stoletiacute i při zvyacutešeniacute produkce několikanaacutesobně
Možnost i při vysokeacutem zvyacutešeniacute využitiacute jaacutedra na tisiacuteciletiacute
Zpracovatelskyacute zaacutevod dolu Beverley (Austraacutelie)
Thoriovyacute cyklus (vyacutehoda ndash nevznikajiacute transurany)
232Th T12 = 14051010 let rarr je ho ještě viacutece než uranu 238
232Th + n rarr 233Th(β-) + γ rarr 233Pa(β-) + γ rarr 233U
vyacuteskyt v monazitu
Austraacutelie 452 000 tun
USA 400 000 tun
Turecko 344 000 tun
Indie 319 000 tun
Celkově 2 400 000 tun
Produkce štěpneacuteho materiaacutelu
možnost zajištěniacute jaderneacute energetiky na tisiacuteciletiacute
Velkeacute zaacutesoby thoria maacute opět Austraacutelie a takeacute Indie
Pozor znaacutemeacute zaacutesoby
Znalosti velmi sporeacute
Množstviacute určitě řaacutedově podceněneacute
Reaktory IV generace
Proč je potřebujeme
1) Zvyacutešeniacute efektivity využitiacute uranu a thoria (zaacutesoby paliva na mnoho tisiacuteciletiacute) ndash rychleacute
reaktory
2) Sniacuteženiacute objemu a nebezpečnosti radioaktivniacuteho odpadu (uzavřeniacute palivoveacuteho cyklu) ndash
exotickeacute typy s tekutyacutem palivem a průběžnou separaciacute
3) Zvyacutešeniacute efektivity produkce elektřiny a tepla pro průmysl (vysokoteplotniacute reaktory
pro průmysl i produkci vodiacuteku)
4) Uacuteplně noveacute koncepty někdy značně exotickeacute ndash šest třiacuted konceptů
Sodiacutekem chlazenyacute reaktor BN800
Sodiacutekem chlazenyacute reaktor ndash rychlyacute reaktor uacutespěšneacute komerčniacute bloky BN600 a BN800
v Rusku prototyp CEFR (Čiacutena) dokončovanyacute blok Kalpakkam 500 MWe (Indie)
evropskyacute hlavně francouzskyacute projekt ASTRID
Olovem chlazenyacute reaktor ndash rychlyacute reaktor chla-
zenyacute tekutyacutem kovem zkušenosti na ponorkaacutech
BREST-300 ndash prototypovyacute reaktor (Rusko)
Palivovyacute soubor a staveniště reaktoru BREST 300
Sodiacutekovyacute reaktor Kalpakkam (Indie)
Ruskaacute ponorka s olovem chlazenyacutem reaktorem
Vysokoteplotniacute plynem chlazenyacute reaktor ndash chlazenyacute
heacuteliem (přiacutepadně jinyacutem plynem) moderovanyacute
grafitem vysokyacute stupeň vyhořeniacute paliva pasivniacute
bezpečnost dokončovanyacute reaktor s palivem v
podobě kouliacute v Čiacuteně ndash HTR-PM spolupraacutece se
Saudskou Araacutebiiacute
Reaktor chlazenyacute superkritickou vodou ndash nadkritickeacute
bloky s klasickou moderaciacute velmi vysokaacute efektivita
konverze tepla na elektřinu Smyčka se
superkritickou vodou v UacuteJV
Reaktory využiacutevajiacuteciacute tekuteacute soli ndash využitiacute fluoroveacute
soliacute s lithiem tekuteacute palivo ndash nejinovativnějšiacute
princip různeacute typy moderace (energetickeacuteho
spektra) Vhodnyacute pro konverzi thoria 232 na uran
233 Nejdaacutele v Čiacuteně Zapojeniacute CVŘ a UacuteJV
Rychlyacute reaktor chlazenyacute plynem ndash chlazeniacute heliem
nemoderovanyacute evropskyacute projekt ALLEGRO
uacutevahy o jeho vyacutestavbě ve Středniacute Evropě heliovaacute
smyčka v UacuteJV as Řež
Kuloveacute palivo pro reaktor HTR-PM v Čiacuteně
Instalace reaktoru HTR-PM v Čiacuteně
Scheacutema projektu reaktoru Allegro
Prvniacute dokončovaneacute uacuteložiště vyhořeleacuteho paliva
Onkalo
Finsko ndash bliacutezko elektraacuterny
Olkiluoto
Žulovyacute masiacutev ndash umiacutestěniacute
500 m pod povrchem
2004 ndash začaacutetek ražby
2015 ndash licence pro vyacutestavbu
2020 ndash dokončeniacute 1etapy
2024 ndash začaacutetek uklaacutedaacuteniacute
Recyklace ndash palivo MOX
Využitiacute uranu a plutonia z vyhořeleacuteho
paliva
Přepracovaciacute zaacutevod ndash separace uranu a
plutonia
Přepracovaacuteniacute a produkci MOX ndash
Francie Velkaacute Britaacutenie Rusko
Sniacuteženiacute potřeby čerstveacuteho uranu a
zmenšeniacute objemu odpadu
Radionuklidoveacute zdroje pro vesmiacuter ndash chybiacute plutonium 238
Miacutesto 238Pu použiacutet 241Am z jaderneacuteho odpadu
plutonium 238 americium 241
poločas rozpadu 87 7 let 432 let
Nejintenzivnějšiacute gama 004 36
Energie gama 43 keV 60 keV
Energie rozpadu 56 MeV 56 MeV
Hustota energie 054 kWkg 0105 kWkg
Možnost ziacuteskat chemickou separaciacute z vyhořeleacuteho paliva (staryacutech zaacutesob plutonia)
Vyacutehody Možnost ziacuteskaacuteniacute bez speciaacutelniacuteho ozařovaacuteniacute ve speciaacutelniacutem reaktoru
Pomalejšiacute pokles vyacutekonu
Nevyacutehody Teacuteměř 5kraacutet vyššiacute potřebnaacute hmotnost ( 5kraacutet nižšiacute aktivita)
Vyacuteraznějšiacute aktivita gama ndash nutnost řešit stiacuteněniacute před touto radiaciacute
Ziacuteskaacutevaacuteniacute americia 241
Chemickaacute
separace
americia
Čisteacute plutonium americium pro vesmiacuter
Přepracovaacuteniacute
paliva
Separovaneacute plutonium
Čas uloženiacute
Z plutoniiacute jedině 241Pu se rozpadaacute beta rozpadem při rozpadu směsi plutoniiacute
tak vznikaacute pouze izotop americia 241Am (241Pu rarr 241Am T12 = 14 let)
241Pu rarr 241Am
Urychlovačem řiacutezeneacute transmutory
Z čeho se sklaacutedaacute
1) Urychlovač protonů - energie 100 - 1000 MeV
2) Terč - olovo wolfram hellip
3) Naacutedoba obsahujiacuteciacute systeacutem jaderneacuteho odpadu moderaacutetoru
Nutnost separace stabilniacutech a kraacutetkodobyacutech izotopů
Zaacutekladniacute vlastnosti
1) Využiacutevaacute třiacuteštivyacutech reakciacute
2) Velmi vysokaacute hustota neutronů rarr efektivniacute transmutace
3) Podkritickyacute režim provozu
4) Produkce neutronů ve velmi širokeacutem rozmeziacute energiiacute
Scheacutema koncepce urychlovačem řiacutezeneacuteho jaderneacuteho transmutoru
Praacutece na analyacuteze terče Megapie
v horkyacutech komoraacutech v PSI
Olověnyacute terč při testech v laboratoři CERN
Termojadernaacute elektraacuterna
Tokamak ITER ndash prvniacute fuacutezniacute reaktor vyacutekon 500 MW 10kraacutet vyššiacute než vklad demonstruje
chovaacuteniacute plazmy u elektraacuterny fuacutezniacute reakce deuteria a tritia testy s produkciacute tritia
Tokamak ITER ndash produkce 10kraacutet viacutece energie
DEMO ndash prvniacute prototyp fuacutezniacute elektraacuterny ndash i s turbiacutenou a produkciacute paliva (tritia) z lithia
Současnyacute časovyacute plaacuten Sestavovaacuteniacute a instalace zařiacutezeniacute 2018 ndash 2025
prvniacute plazma ndash 2025 přechod na studium fuacutezniacutech reakciacute d+t -2035
Na zaacutekladě vyacutesledků vyacutezkumů za pomociacute ITER (i jeho budovaacuteniacute) přechod k reaacutelneacute
elektraacuterně
Jineacute cesty ndash stelaraacutetor inerciaacutelniacute udrženiacute NIF (USA) ndash zatiacutem daleko za tokamaky
Jakeacute možnosti jaacutedro poskytuje
Efektivniacute většiacute zdroj energie minimaacutelně (chlazeniacute) zaacutevislyacute na miacutestniacutech podmiacutenkaacutech
staacutelyacute stabilniacute vyacutekon rarr vhodneacute zaacutekladniacute většiacute zdroje
Česko ndash Dukovany (4 500 MW) a Temeliacuten (2 1000 MW) ndash celkem 4000 MW (36 )
uacutevaha ndash 2 bloky Temeliacuten a 2 Dukovany ( ~ 5000 MW) ndash 60 elektrickeacute energie
Slovensko - Jaslovskeacute Bohunice (2 bloky 440 MW) a Mochovce (2 bloky 440 MW) - 50
dokončovaacuteny ndash 2 bloky Mochovce (440 MW) 1 blok Jaslovskeacute Bohunice (~ 1500 MW)
V budoucnu i dalšiacute elektraacuterny ndash podiacutel na elektřině 70 ndash 80 většiacute podiacutel u tepla vodiacutek
U elektřiny by tak podiacutel mohl byacutet až 70 ndash 80 (nemaacute smysl byacutet většiacute)
Většiacute využitiacute v dopravě v přiacutepadě přechodu na
elektromobily a vodiacutekoveacute hospodaacuteřstviacute
Nahrazeniacute hlavně uhelnyacutech elektraacuteren ndash sniacuteženiacute produkce CO2
Teplaacuterny ndash přechod na menšiacute kompaktniacute zdroje
Možnost kompaktniacutech malyacutech zdrojů kde by se
neměnilo palivo ale celaacute elektraacuterna
Nutnost vhodneacute kombinace a doplňovaacuteniacute s dalšiacutemi
zdroji a uacutesporami
Jadernaacute energetika neniacute samospasitelnaacute ale může byacutet vyacuteznamnyacutem zdrojem energie
Budovanyacute
plovouciacute reaktor
(70 MWe)
EPR reaktor
Některeacute možneacute energetickeacute sceacutenaacuteře
Sceacutenaacuteř 1 Superniacutezkoemisniacute ndash postaveniacute většiacuteho počtu jadernyacutech bloků intenzivniacute
budovaacuteniacute obnovitelnyacutech zdrojů uacuteložiště energie hellip
Česko by zaacutesadně přispělo ke sniacuteženiacute emisiacute
Dnes už velmi nepravděpodobnyacute
Sceacutenaacuteř 3 Druheacute Bavorsko ndash postupnyacute uacutebytek vyacutekonu v jadernyacutech a uhelnyacutech zdrojiacutech
spoleacutehaacuteniacute na větrneacute zdroje na severu Německa a plynoveacute
zdroje regulujiacuteciacute siacuteť u naacutes i v Německu
Situace v Bavorsku ukaacuteže k čemu sceacutenaacuteř vede
Sceacutenaacuteř pravděpodobnyacute v přiacutepadě pokračovaacuteniacute současneacute
nečinnosti
Sceacutenaacuteř 4 Vyacutepadek Dukovan už v roce 2025 ndash třeba tlakem Rakouska a Německa ndash spolu
s odstavenyacutemi uhelnyacutemi bloky ztraacuteta přes 6 GW vyacutekonu
V přiacutepadě nečinnosti a cestě k Bavorskeacutemu sceacutenaacuteři povede
k velkyacutem naacuterokům na regulaci a import elektřiny
Sceacutenaacuteř 2 ASEK ndash poměrně širokeacute rozmeziacute umožňujiacuteciacute optimalizaci podle podmiacutenek
nutnost vyacutestavby jadernyacutech bloků a uacutespěšnyacute rozvoj
obnovitelnyacutech zdrojů a uklaacutedaacuteniacute energie
Je třeba naleacutezt optimum a ve všech sceacutenaacuteřiacutech zajistit bezpečneacute fungovaacuteniacute našeho
energetickeacute ndash vyacutezva pro všechny souvisejiacuteciacute obory
Zaacutevěr1) Jadernaacute energetika prokaacutezala možnost velice efektivniacuteho přechodu k niacutezkoemisniacute
elektroenergetice (Francie Šveacutedsko Ontario hellip)
2) Probleacutemy spojeneacute s velikostiacute těchto zdrojů a citlivostiacute na společenskou podporu
3) Zatiacutem otevřenaacute otaacutezka uacutespěšnosti přechodu k reaktorům III generace (splněniacute
očekaacutevaacuteniacute z hlediska efektivity vyacutestavby a provozu) K tomu potřeba i dostatek
budovanyacutech jednotek a kontinuita Nejleacutepe na tom je VVER1200 a zatiacutem i APR1400
4) Velkyacute potenciaacutel v malyacutech modulaacuterniacutech reaktorech potřeba vyvinout kompaktniacute
model s masovou vyacuterobou (klasickeacute i inovativniacute typy)
5) Pro udržitelneacute využiacutevaacuteniacute jaderneacute energie nutneacute reaktory IV generace nejdaacutele jsou
sodiacutekem a olovem chlazeneacute a vysokoteplotniacute chlazeneacute plynem
6) Urychlovačem řiacutezeneacute transmutory a fuacuteze ndash velkyacute potenciaacutel ale komerčniacute realizace
zatiacutem dost vzdaacutelenaacute ndash velkaacute synergie mezi popsanyacutemi oblastmi
7) Miacuteru využiacutevaacuteniacute jaacutedra silně ovlivniacute reaacutelnaacute miacutera vlivu emisiacute CO2 a nutnost je potlačit
Page 14
Zvyacutešeniacute bezpečnosti
Lapač aktivniacute zoacuteny bloku VVER1200
(elektraacuterna Ostrovec Bělorusko)
1) Pasivniacute chlazeniacute v přiacutepadě havaacuterie
2) Přirozenaacute cirkulace vzduchu přes tepelneacute vyacuteměniacuteky
3) Dvojityacute kontejnment
4) Vodniacute bazeacuten k ochlazovaacuteniacute kontejnmentu
5) Rychleacute vstřikovaacuteniacute kyseliny boriteacute
6) Zařiacutezeniacute pro rekombinaci vodiacuteku
7) Lapač aktivniacute zoacuteny (Lapač koria)
Vnějšiacute vzhled kontejnmentu VVER1000
elektraacuterna Kudankullam (bliacutežiacute se III generaci
Vnějšiacute vzhled kontejnmentu AP1000
Rok 2018 ndash průlom u bloků III generace
Spouštiacute se šest novyacutech reaktorů III generace přičemž uacuteplně prvniacute typu AP1000 a EPR
EPR ndash Tchaj-šan
AP1000 ndash San-men
VVER1200 - Novovoroněž
Barakah 1
Ktereacute bloky jsou k dispozici
ABWR ndash varnyacute reaktor vybudovanyacute v Japonsku a na Tchaj-wanu
nyniacute odstaveneacute (III )
AP 1000 ndash již tři běžiacute v Čině Westinghouse maacute velkeacute probleacutemy
nechce se už podiacutelet na samotneacute vyacutestavbě negativniacute zkušenosti z
USA (III+)
EPR ndash jeden běžiacute v Čiacuteně (Finsko Francie bude v roce 2019)
probleacutemy při stavbě uvidiacuteme zkušenosti z Velkeacute Britaacutenie přiacuteliš
velkyacute vyacutekon až 1700 MW (III+)
APR1400 ndash běžiacute v Jižniacute Koreji dokončuje se v SAE pozitivniacute
reference v domovskaacute země odstupuje od jaacutedra (III)
Hualong One ndash zatiacutem neběžiacute (prvniacute 2019) dobreacute zkušenosti z
kontinuaacutelniacute vyacutestavby reaktorů v Čiacuteně (III+)
VVER1200 ndash běžiacute v Rusku dokončuje se v Bělorusku stavba ve
Finsku Maďarsku Turecku Bangladeši Kontinuaacutelniacute stavba a
evoluce reaktorů Intenzivniacute zapojeniacute českyacutech firem (III+)
Fungujiacuteciacute a ve vyacutestavbě
Dalšiacute projekty ESBWR ATMEA1 pokročileacute typy CANDU
Je třeba alespoň některeacute z modelů začiacutet stavět hromadně v seacuterii ndash nejbliacuteže k tomu maacute
VVER1200 přiacutepadně čiacutenskeacute modely (důležitaacute kontinuita budovaacuteniacute bloků)
Důležiteacute je jak se jednotliveacute modely osvědčiacute v provozu důraz na bezpečnost a ekonomiku
Nelze přeskočit hned k malyacutem modulaacuterniacutem reaktorům IV generaci nebo fuacutezi nutnost
kontinuity a firem se zkušenostiacute v oboru
Nutnost nahrazeniacute staacuternouciacute flotily v Evropě a USA a pokrytiacute rostouciacutech potřeb v
rozvojovyacutech zemiacutech (Indie Čiacutena Turecko hellip)
Novovoroněžskaacute 6 a 7 ndash prvniacute fungujiacuteciacute bloky III+ generace
Maleacute modulaacuterniacute reaktory
1) Zaacutesadniacute probleacutem ndash vysokeacute počaacutetečniacute investice jen velmi velkyacute zdroj
2) Řešeniacute ndash maleacute modulaacuterniacute reaktory (vyacutekon menšiacute než 300 MWe 500 MWe)
3) Umožňujiacute a) Postavit velkou elektraacuternu postupně
b) Postavit malyacute blok třeba pro teplaacuterenskeacute uacutečely
4) Možneacute varianty a) Založeneacute na klasickeacutem zaacutekladě
b) Maleacute modulaacuterniacute reaktory IV generace
c) bdquoBaterieldquo s dlouhou periodou vyacuteměny paliva
5) Zatiacutem spiacuteše exotika pro specifickeacute uacutečely (reaacutelneacute modely zatiacutem v projektech)
Plovouciacute elektraacuterna Akademik Lomonosov Architektonickaacute vize kompaktniacute bdquobaterieldquo StarCore Nuclear
Současnyacute stav ndash otaacutezka budoucnosti otevřenaacute
Dokončovanyacute KLT-40S (Rusko) ndash tlakovodniacute 35 MWe plovouciacute elektraacuterna Akademik
Lomonsov nahrazuje dosluhujiacuteciacute Bilibinskou elektraacuternu (4 bloky s 11 MWe)
(klasickyacute model ndash podobně i lodniacute reaktory RITM-200 s 50 MWe)
Zahaacutejenyacute ACPR50S (Čiacutena) ndash 60 MWe
Plovouciacute i pozemniacute elektraacuterny (ACPR100)
Plovouciacute elektraacuterna Akademik Lomonosov
nahradiacute Bilibinskou elektraacuternu
Představa budouciacute čiacutenskeacute plovouciacute jaderneacute
elektraacuterny
Dokončovanyacute HTR-PM ndash vysokoteplotniacute reaktor chlazenyacute plynem dva bloky s jednou
turbiacutenou 210 MWe
Pokročilyacute
Rozpracovaneacute projekty (cesta do budoucnosti)
Tlakovodniacute - VBER-300 (Rusko) SMR-160 (USA)
Integraacutelniacute tlakovodniacute ndash NuScale (USA) ACP100 (Čiacutena) SMART (Jižniacute Korea)
Sodiacutekovyacute rychlyacute ndash PRISM ARC-100
Integraacutelniacute tekuteacute soli ndash Integral MSR (Kanada)
Chlazenyacute olovem ndash BREAST (Rusko)
Chlazenyacute bismutem a olovem ndash SVBR100 (Rusko)
Scheacutema elektraacuterny
Terrestrial Energy
Kanada
Kritickeacute ndash dokončeniacute
prototypu a seacuteriovaacute vyacuteroba
Vyacuteroba paliva pro bloky HTR-PM
Jak jsme na tom s palivem
Znaacutemeacute zaacutesoby 55 milionů tun (130 $kg)
Austraacutelie 23 Kazachstaacuten 15 Rusko 10 Kanada 8
Uraninit jeden z typů uranoveacute rudy
Zaacutesoby uranu maacute i Česko
Důl Rožnaacute v Dolniacute RožiacutenceKanada je největšiacutem producentem uranu
Lepšiacute prospekciacute až řaacutedoveacute zvyacutešeniacute zaacutesob
Současnaacute potřeba ndash 65 014 tun
Těžba 1) Podzemniacute
2) Povrchovaacute
3) Louženiacutem (29)
4) Vedlejšiacute produkt (10)
(i obsahy uranu 0025 a meacuteně)
5) Zpracovaacuteniacute elektraacuterenskeacuteho popiacutelku
Těžba v roce 2013
(59 678 t)
Kazachstaacuten 22567 t
Kanada 9332 t
Austraacutelie 6350 t
Niger 4528 t
Rusko 3135 t
(61)
Spotřeba 1000 MW ndash 200 tun přiacuterodniacuteho uranu ročně
Svět ndash 430 000 MW ndash 65 000 tun ročně (při takoveacute spotřebě znaacutemeacute zaacutesoby pro
cenu 130 $ na 85 let) ndash cena byla už i 300 $ - odhad zaacutesob o řaacuted až dva většiacute
Těžba v Česku 225 tun (2015) v principu zaacutesoby až 109 000 t (při ceně 300 $)
Zbrojniacute uran a plutonium ndash ekvivalent 545 000 tun přiacuterodniacuteho uranu
Využitiacute uranu 238 ndash přiacuterodniacute uran 07 uranu 235 rarr viacutece než 100kraacutet viacutece paliva
Přepracovaacuteniacute vyhořeleacuteho paliva ndash MOX ndash efektivnějšiacute využitiacute
Spolehlivě zhruba na stoletiacute i při zvyacutešeniacute produkce několikanaacutesobně
Možnost i při vysokeacutem zvyacutešeniacute využitiacute jaacutedra na tisiacuteciletiacute
Zpracovatelskyacute zaacutevod dolu Beverley (Austraacutelie)
Thoriovyacute cyklus (vyacutehoda ndash nevznikajiacute transurany)
232Th T12 = 14051010 let rarr je ho ještě viacutece než uranu 238
232Th + n rarr 233Th(β-) + γ rarr 233Pa(β-) + γ rarr 233U
vyacuteskyt v monazitu
Austraacutelie 452 000 tun
USA 400 000 tun
Turecko 344 000 tun
Indie 319 000 tun
Celkově 2 400 000 tun
Produkce štěpneacuteho materiaacutelu
možnost zajištěniacute jaderneacute energetiky na tisiacuteciletiacute
Velkeacute zaacutesoby thoria maacute opět Austraacutelie a takeacute Indie
Pozor znaacutemeacute zaacutesoby
Znalosti velmi sporeacute
Množstviacute určitě řaacutedově podceněneacute
Reaktory IV generace
Proč je potřebujeme
1) Zvyacutešeniacute efektivity využitiacute uranu a thoria (zaacutesoby paliva na mnoho tisiacuteciletiacute) ndash rychleacute
reaktory
2) Sniacuteženiacute objemu a nebezpečnosti radioaktivniacuteho odpadu (uzavřeniacute palivoveacuteho cyklu) ndash
exotickeacute typy s tekutyacutem palivem a průběžnou separaciacute
3) Zvyacutešeniacute efektivity produkce elektřiny a tepla pro průmysl (vysokoteplotniacute reaktory
pro průmysl i produkci vodiacuteku)
4) Uacuteplně noveacute koncepty někdy značně exotickeacute ndash šest třiacuted konceptů
Sodiacutekem chlazenyacute reaktor BN800
Sodiacutekem chlazenyacute reaktor ndash rychlyacute reaktor uacutespěšneacute komerčniacute bloky BN600 a BN800
v Rusku prototyp CEFR (Čiacutena) dokončovanyacute blok Kalpakkam 500 MWe (Indie)
evropskyacute hlavně francouzskyacute projekt ASTRID
Olovem chlazenyacute reaktor ndash rychlyacute reaktor chla-
zenyacute tekutyacutem kovem zkušenosti na ponorkaacutech
BREST-300 ndash prototypovyacute reaktor (Rusko)
Palivovyacute soubor a staveniště reaktoru BREST 300
Sodiacutekovyacute reaktor Kalpakkam (Indie)
Ruskaacute ponorka s olovem chlazenyacutem reaktorem
Vysokoteplotniacute plynem chlazenyacute reaktor ndash chlazenyacute
heacuteliem (přiacutepadně jinyacutem plynem) moderovanyacute
grafitem vysokyacute stupeň vyhořeniacute paliva pasivniacute
bezpečnost dokončovanyacute reaktor s palivem v
podobě kouliacute v Čiacuteně ndash HTR-PM spolupraacutece se
Saudskou Araacutebiiacute
Reaktor chlazenyacute superkritickou vodou ndash nadkritickeacute
bloky s klasickou moderaciacute velmi vysokaacute efektivita
konverze tepla na elektřinu Smyčka se
superkritickou vodou v UacuteJV
Reaktory využiacutevajiacuteciacute tekuteacute soli ndash využitiacute fluoroveacute
soliacute s lithiem tekuteacute palivo ndash nejinovativnějšiacute
princip různeacute typy moderace (energetickeacuteho
spektra) Vhodnyacute pro konverzi thoria 232 na uran
233 Nejdaacutele v Čiacuteně Zapojeniacute CVŘ a UacuteJV
Rychlyacute reaktor chlazenyacute plynem ndash chlazeniacute heliem
nemoderovanyacute evropskyacute projekt ALLEGRO
uacutevahy o jeho vyacutestavbě ve Středniacute Evropě heliovaacute
smyčka v UacuteJV as Řež
Kuloveacute palivo pro reaktor HTR-PM v Čiacuteně
Instalace reaktoru HTR-PM v Čiacuteně
Scheacutema projektu reaktoru Allegro
Prvniacute dokončovaneacute uacuteložiště vyhořeleacuteho paliva
Onkalo
Finsko ndash bliacutezko elektraacuterny
Olkiluoto
Žulovyacute masiacutev ndash umiacutestěniacute
500 m pod povrchem
2004 ndash začaacutetek ražby
2015 ndash licence pro vyacutestavbu
2020 ndash dokončeniacute 1etapy
2024 ndash začaacutetek uklaacutedaacuteniacute
Recyklace ndash palivo MOX
Využitiacute uranu a plutonia z vyhořeleacuteho
paliva
Přepracovaciacute zaacutevod ndash separace uranu a
plutonia
Přepracovaacuteniacute a produkci MOX ndash
Francie Velkaacute Britaacutenie Rusko
Sniacuteženiacute potřeby čerstveacuteho uranu a
zmenšeniacute objemu odpadu
Radionuklidoveacute zdroje pro vesmiacuter ndash chybiacute plutonium 238
Miacutesto 238Pu použiacutet 241Am z jaderneacuteho odpadu
plutonium 238 americium 241
poločas rozpadu 87 7 let 432 let
Nejintenzivnějšiacute gama 004 36
Energie gama 43 keV 60 keV
Energie rozpadu 56 MeV 56 MeV
Hustota energie 054 kWkg 0105 kWkg
Možnost ziacuteskat chemickou separaciacute z vyhořeleacuteho paliva (staryacutech zaacutesob plutonia)
Vyacutehody Možnost ziacuteskaacuteniacute bez speciaacutelniacuteho ozařovaacuteniacute ve speciaacutelniacutem reaktoru
Pomalejšiacute pokles vyacutekonu
Nevyacutehody Teacuteměř 5kraacutet vyššiacute potřebnaacute hmotnost ( 5kraacutet nižšiacute aktivita)
Vyacuteraznějšiacute aktivita gama ndash nutnost řešit stiacuteněniacute před touto radiaciacute
Ziacuteskaacutevaacuteniacute americia 241
Chemickaacute
separace
americia
Čisteacute plutonium americium pro vesmiacuter
Přepracovaacuteniacute
paliva
Separovaneacute plutonium
Čas uloženiacute
Z plutoniiacute jedině 241Pu se rozpadaacute beta rozpadem při rozpadu směsi plutoniiacute
tak vznikaacute pouze izotop americia 241Am (241Pu rarr 241Am T12 = 14 let)
241Pu rarr 241Am
Urychlovačem řiacutezeneacute transmutory
Z čeho se sklaacutedaacute
1) Urychlovač protonů - energie 100 - 1000 MeV
2) Terč - olovo wolfram hellip
3) Naacutedoba obsahujiacuteciacute systeacutem jaderneacuteho odpadu moderaacutetoru
Nutnost separace stabilniacutech a kraacutetkodobyacutech izotopů
Zaacutekladniacute vlastnosti
1) Využiacutevaacute třiacuteštivyacutech reakciacute
2) Velmi vysokaacute hustota neutronů rarr efektivniacute transmutace
3) Podkritickyacute režim provozu
4) Produkce neutronů ve velmi širokeacutem rozmeziacute energiiacute
Scheacutema koncepce urychlovačem řiacutezeneacuteho jaderneacuteho transmutoru
Praacutece na analyacuteze terče Megapie
v horkyacutech komoraacutech v PSI
Olověnyacute terč při testech v laboratoři CERN
Termojadernaacute elektraacuterna
Tokamak ITER ndash prvniacute fuacutezniacute reaktor vyacutekon 500 MW 10kraacutet vyššiacute než vklad demonstruje
chovaacuteniacute plazmy u elektraacuterny fuacutezniacute reakce deuteria a tritia testy s produkciacute tritia
Tokamak ITER ndash produkce 10kraacutet viacutece energie
DEMO ndash prvniacute prototyp fuacutezniacute elektraacuterny ndash i s turbiacutenou a produkciacute paliva (tritia) z lithia
Současnyacute časovyacute plaacuten Sestavovaacuteniacute a instalace zařiacutezeniacute 2018 ndash 2025
prvniacute plazma ndash 2025 přechod na studium fuacutezniacutech reakciacute d+t -2035
Na zaacutekladě vyacutesledků vyacutezkumů za pomociacute ITER (i jeho budovaacuteniacute) přechod k reaacutelneacute
elektraacuterně
Jineacute cesty ndash stelaraacutetor inerciaacutelniacute udrženiacute NIF (USA) ndash zatiacutem daleko za tokamaky
Jakeacute možnosti jaacutedro poskytuje
Efektivniacute většiacute zdroj energie minimaacutelně (chlazeniacute) zaacutevislyacute na miacutestniacutech podmiacutenkaacutech
staacutelyacute stabilniacute vyacutekon rarr vhodneacute zaacutekladniacute většiacute zdroje
Česko ndash Dukovany (4 500 MW) a Temeliacuten (2 1000 MW) ndash celkem 4000 MW (36 )
uacutevaha ndash 2 bloky Temeliacuten a 2 Dukovany ( ~ 5000 MW) ndash 60 elektrickeacute energie
Slovensko - Jaslovskeacute Bohunice (2 bloky 440 MW) a Mochovce (2 bloky 440 MW) - 50
dokončovaacuteny ndash 2 bloky Mochovce (440 MW) 1 blok Jaslovskeacute Bohunice (~ 1500 MW)
V budoucnu i dalšiacute elektraacuterny ndash podiacutel na elektřině 70 ndash 80 většiacute podiacutel u tepla vodiacutek
U elektřiny by tak podiacutel mohl byacutet až 70 ndash 80 (nemaacute smysl byacutet většiacute)
Většiacute využitiacute v dopravě v přiacutepadě přechodu na
elektromobily a vodiacutekoveacute hospodaacuteřstviacute
Nahrazeniacute hlavně uhelnyacutech elektraacuteren ndash sniacuteženiacute produkce CO2
Teplaacuterny ndash přechod na menšiacute kompaktniacute zdroje
Možnost kompaktniacutech malyacutech zdrojů kde by se
neměnilo palivo ale celaacute elektraacuterna
Nutnost vhodneacute kombinace a doplňovaacuteniacute s dalšiacutemi
zdroji a uacutesporami
Jadernaacute energetika neniacute samospasitelnaacute ale může byacutet vyacuteznamnyacutem zdrojem energie
Budovanyacute
plovouciacute reaktor
(70 MWe)
EPR reaktor
Některeacute možneacute energetickeacute sceacutenaacuteře
Sceacutenaacuteř 1 Superniacutezkoemisniacute ndash postaveniacute většiacuteho počtu jadernyacutech bloků intenzivniacute
budovaacuteniacute obnovitelnyacutech zdrojů uacuteložiště energie hellip
Česko by zaacutesadně přispělo ke sniacuteženiacute emisiacute
Dnes už velmi nepravděpodobnyacute
Sceacutenaacuteř 3 Druheacute Bavorsko ndash postupnyacute uacutebytek vyacutekonu v jadernyacutech a uhelnyacutech zdrojiacutech
spoleacutehaacuteniacute na větrneacute zdroje na severu Německa a plynoveacute
zdroje regulujiacuteciacute siacuteť u naacutes i v Německu
Situace v Bavorsku ukaacuteže k čemu sceacutenaacuteř vede
Sceacutenaacuteř pravděpodobnyacute v přiacutepadě pokračovaacuteniacute současneacute
nečinnosti
Sceacutenaacuteř 4 Vyacutepadek Dukovan už v roce 2025 ndash třeba tlakem Rakouska a Německa ndash spolu
s odstavenyacutemi uhelnyacutemi bloky ztraacuteta přes 6 GW vyacutekonu
V přiacutepadě nečinnosti a cestě k Bavorskeacutemu sceacutenaacuteři povede
k velkyacutem naacuterokům na regulaci a import elektřiny
Sceacutenaacuteř 2 ASEK ndash poměrně širokeacute rozmeziacute umožňujiacuteciacute optimalizaci podle podmiacutenek
nutnost vyacutestavby jadernyacutech bloků a uacutespěšnyacute rozvoj
obnovitelnyacutech zdrojů a uklaacutedaacuteniacute energie
Je třeba naleacutezt optimum a ve všech sceacutenaacuteřiacutech zajistit bezpečneacute fungovaacuteniacute našeho
energetickeacute ndash vyacutezva pro všechny souvisejiacuteciacute obory
Zaacutevěr1) Jadernaacute energetika prokaacutezala možnost velice efektivniacuteho přechodu k niacutezkoemisniacute
elektroenergetice (Francie Šveacutedsko Ontario hellip)
2) Probleacutemy spojeneacute s velikostiacute těchto zdrojů a citlivostiacute na společenskou podporu
3) Zatiacutem otevřenaacute otaacutezka uacutespěšnosti přechodu k reaktorům III generace (splněniacute
očekaacutevaacuteniacute z hlediska efektivity vyacutestavby a provozu) K tomu potřeba i dostatek
budovanyacutech jednotek a kontinuita Nejleacutepe na tom je VVER1200 a zatiacutem i APR1400
4) Velkyacute potenciaacutel v malyacutech modulaacuterniacutech reaktorech potřeba vyvinout kompaktniacute
model s masovou vyacuterobou (klasickeacute i inovativniacute typy)
5) Pro udržitelneacute využiacutevaacuteniacute jaderneacute energie nutneacute reaktory IV generace nejdaacutele jsou
sodiacutekem a olovem chlazeneacute a vysokoteplotniacute chlazeneacute plynem
6) Urychlovačem řiacutezeneacute transmutory a fuacuteze ndash velkyacute potenciaacutel ale komerčniacute realizace
zatiacutem dost vzdaacutelenaacute ndash velkaacute synergie mezi popsanyacutemi oblastmi
7) Miacuteru využiacutevaacuteniacute jaacutedra silně ovlivniacute reaacutelnaacute miacutera vlivu emisiacute CO2 a nutnost je potlačit
Page 15
Rok 2018 ndash průlom u bloků III generace
Spouštiacute se šest novyacutech reaktorů III generace přičemž uacuteplně prvniacute typu AP1000 a EPR
EPR ndash Tchaj-šan
AP1000 ndash San-men
VVER1200 - Novovoroněž
Barakah 1
Ktereacute bloky jsou k dispozici
ABWR ndash varnyacute reaktor vybudovanyacute v Japonsku a na Tchaj-wanu
nyniacute odstaveneacute (III )
AP 1000 ndash již tři běžiacute v Čině Westinghouse maacute velkeacute probleacutemy
nechce se už podiacutelet na samotneacute vyacutestavbě negativniacute zkušenosti z
USA (III+)
EPR ndash jeden běžiacute v Čiacuteně (Finsko Francie bude v roce 2019)
probleacutemy při stavbě uvidiacuteme zkušenosti z Velkeacute Britaacutenie přiacuteliš
velkyacute vyacutekon až 1700 MW (III+)
APR1400 ndash běžiacute v Jižniacute Koreji dokončuje se v SAE pozitivniacute
reference v domovskaacute země odstupuje od jaacutedra (III)
Hualong One ndash zatiacutem neběžiacute (prvniacute 2019) dobreacute zkušenosti z
kontinuaacutelniacute vyacutestavby reaktorů v Čiacuteně (III+)
VVER1200 ndash běžiacute v Rusku dokončuje se v Bělorusku stavba ve
Finsku Maďarsku Turecku Bangladeši Kontinuaacutelniacute stavba a
evoluce reaktorů Intenzivniacute zapojeniacute českyacutech firem (III+)
Fungujiacuteciacute a ve vyacutestavbě
Dalšiacute projekty ESBWR ATMEA1 pokročileacute typy CANDU
Je třeba alespoň některeacute z modelů začiacutet stavět hromadně v seacuterii ndash nejbliacuteže k tomu maacute
VVER1200 přiacutepadně čiacutenskeacute modely (důležitaacute kontinuita budovaacuteniacute bloků)
Důležiteacute je jak se jednotliveacute modely osvědčiacute v provozu důraz na bezpečnost a ekonomiku
Nelze přeskočit hned k malyacutem modulaacuterniacutem reaktorům IV generaci nebo fuacutezi nutnost
kontinuity a firem se zkušenostiacute v oboru
Nutnost nahrazeniacute staacuternouciacute flotily v Evropě a USA a pokrytiacute rostouciacutech potřeb v
rozvojovyacutech zemiacutech (Indie Čiacutena Turecko hellip)
Novovoroněžskaacute 6 a 7 ndash prvniacute fungujiacuteciacute bloky III+ generace
Maleacute modulaacuterniacute reaktory
1) Zaacutesadniacute probleacutem ndash vysokeacute počaacutetečniacute investice jen velmi velkyacute zdroj
2) Řešeniacute ndash maleacute modulaacuterniacute reaktory (vyacutekon menšiacute než 300 MWe 500 MWe)
3) Umožňujiacute a) Postavit velkou elektraacuternu postupně
b) Postavit malyacute blok třeba pro teplaacuterenskeacute uacutečely
4) Možneacute varianty a) Založeneacute na klasickeacutem zaacutekladě
b) Maleacute modulaacuterniacute reaktory IV generace
c) bdquoBaterieldquo s dlouhou periodou vyacuteměny paliva
5) Zatiacutem spiacuteše exotika pro specifickeacute uacutečely (reaacutelneacute modely zatiacutem v projektech)
Plovouciacute elektraacuterna Akademik Lomonosov Architektonickaacute vize kompaktniacute bdquobaterieldquo StarCore Nuclear
Současnyacute stav ndash otaacutezka budoucnosti otevřenaacute
Dokončovanyacute KLT-40S (Rusko) ndash tlakovodniacute 35 MWe plovouciacute elektraacuterna Akademik
Lomonsov nahrazuje dosluhujiacuteciacute Bilibinskou elektraacuternu (4 bloky s 11 MWe)
(klasickyacute model ndash podobně i lodniacute reaktory RITM-200 s 50 MWe)
Zahaacutejenyacute ACPR50S (Čiacutena) ndash 60 MWe
Plovouciacute i pozemniacute elektraacuterny (ACPR100)
Plovouciacute elektraacuterna Akademik Lomonosov
nahradiacute Bilibinskou elektraacuternu
Představa budouciacute čiacutenskeacute plovouciacute jaderneacute
elektraacuterny
Dokončovanyacute HTR-PM ndash vysokoteplotniacute reaktor chlazenyacute plynem dva bloky s jednou
turbiacutenou 210 MWe
Pokročilyacute
Rozpracovaneacute projekty (cesta do budoucnosti)
Tlakovodniacute - VBER-300 (Rusko) SMR-160 (USA)
Integraacutelniacute tlakovodniacute ndash NuScale (USA) ACP100 (Čiacutena) SMART (Jižniacute Korea)
Sodiacutekovyacute rychlyacute ndash PRISM ARC-100
Integraacutelniacute tekuteacute soli ndash Integral MSR (Kanada)
Chlazenyacute olovem ndash BREAST (Rusko)
Chlazenyacute bismutem a olovem ndash SVBR100 (Rusko)
Scheacutema elektraacuterny
Terrestrial Energy
Kanada
Kritickeacute ndash dokončeniacute
prototypu a seacuteriovaacute vyacuteroba
Vyacuteroba paliva pro bloky HTR-PM
Jak jsme na tom s palivem
Znaacutemeacute zaacutesoby 55 milionů tun (130 $kg)
Austraacutelie 23 Kazachstaacuten 15 Rusko 10 Kanada 8
Uraninit jeden z typů uranoveacute rudy
Zaacutesoby uranu maacute i Česko
Důl Rožnaacute v Dolniacute RožiacutenceKanada je největšiacutem producentem uranu
Lepšiacute prospekciacute až řaacutedoveacute zvyacutešeniacute zaacutesob
Současnaacute potřeba ndash 65 014 tun
Těžba 1) Podzemniacute
2) Povrchovaacute
3) Louženiacutem (29)
4) Vedlejšiacute produkt (10)
(i obsahy uranu 0025 a meacuteně)
5) Zpracovaacuteniacute elektraacuterenskeacuteho popiacutelku
Těžba v roce 2013
(59 678 t)
Kazachstaacuten 22567 t
Kanada 9332 t
Austraacutelie 6350 t
Niger 4528 t
Rusko 3135 t
(61)
Spotřeba 1000 MW ndash 200 tun přiacuterodniacuteho uranu ročně
Svět ndash 430 000 MW ndash 65 000 tun ročně (při takoveacute spotřebě znaacutemeacute zaacutesoby pro
cenu 130 $ na 85 let) ndash cena byla už i 300 $ - odhad zaacutesob o řaacuted až dva většiacute
Těžba v Česku 225 tun (2015) v principu zaacutesoby až 109 000 t (při ceně 300 $)
Zbrojniacute uran a plutonium ndash ekvivalent 545 000 tun přiacuterodniacuteho uranu
Využitiacute uranu 238 ndash přiacuterodniacute uran 07 uranu 235 rarr viacutece než 100kraacutet viacutece paliva
Přepracovaacuteniacute vyhořeleacuteho paliva ndash MOX ndash efektivnějšiacute využitiacute
Spolehlivě zhruba na stoletiacute i při zvyacutešeniacute produkce několikanaacutesobně
Možnost i při vysokeacutem zvyacutešeniacute využitiacute jaacutedra na tisiacuteciletiacute
Zpracovatelskyacute zaacutevod dolu Beverley (Austraacutelie)
Thoriovyacute cyklus (vyacutehoda ndash nevznikajiacute transurany)
232Th T12 = 14051010 let rarr je ho ještě viacutece než uranu 238
232Th + n rarr 233Th(β-) + γ rarr 233Pa(β-) + γ rarr 233U
vyacuteskyt v monazitu
Austraacutelie 452 000 tun
USA 400 000 tun
Turecko 344 000 tun
Indie 319 000 tun
Celkově 2 400 000 tun
Produkce štěpneacuteho materiaacutelu
možnost zajištěniacute jaderneacute energetiky na tisiacuteciletiacute
Velkeacute zaacutesoby thoria maacute opět Austraacutelie a takeacute Indie
Pozor znaacutemeacute zaacutesoby
Znalosti velmi sporeacute
Množstviacute určitě řaacutedově podceněneacute
Reaktory IV generace
Proč je potřebujeme
1) Zvyacutešeniacute efektivity využitiacute uranu a thoria (zaacutesoby paliva na mnoho tisiacuteciletiacute) ndash rychleacute
reaktory
2) Sniacuteženiacute objemu a nebezpečnosti radioaktivniacuteho odpadu (uzavřeniacute palivoveacuteho cyklu) ndash
exotickeacute typy s tekutyacutem palivem a průběžnou separaciacute
3) Zvyacutešeniacute efektivity produkce elektřiny a tepla pro průmysl (vysokoteplotniacute reaktory
pro průmysl i produkci vodiacuteku)
4) Uacuteplně noveacute koncepty někdy značně exotickeacute ndash šest třiacuted konceptů
Sodiacutekem chlazenyacute reaktor BN800
Sodiacutekem chlazenyacute reaktor ndash rychlyacute reaktor uacutespěšneacute komerčniacute bloky BN600 a BN800
v Rusku prototyp CEFR (Čiacutena) dokončovanyacute blok Kalpakkam 500 MWe (Indie)
evropskyacute hlavně francouzskyacute projekt ASTRID
Olovem chlazenyacute reaktor ndash rychlyacute reaktor chla-
zenyacute tekutyacutem kovem zkušenosti na ponorkaacutech
BREST-300 ndash prototypovyacute reaktor (Rusko)
Palivovyacute soubor a staveniště reaktoru BREST 300
Sodiacutekovyacute reaktor Kalpakkam (Indie)
Ruskaacute ponorka s olovem chlazenyacutem reaktorem
Vysokoteplotniacute plynem chlazenyacute reaktor ndash chlazenyacute
heacuteliem (přiacutepadně jinyacutem plynem) moderovanyacute
grafitem vysokyacute stupeň vyhořeniacute paliva pasivniacute
bezpečnost dokončovanyacute reaktor s palivem v
podobě kouliacute v Čiacuteně ndash HTR-PM spolupraacutece se
Saudskou Araacutebiiacute
Reaktor chlazenyacute superkritickou vodou ndash nadkritickeacute
bloky s klasickou moderaciacute velmi vysokaacute efektivita
konverze tepla na elektřinu Smyčka se
superkritickou vodou v UacuteJV
Reaktory využiacutevajiacuteciacute tekuteacute soli ndash využitiacute fluoroveacute
soliacute s lithiem tekuteacute palivo ndash nejinovativnějšiacute
princip různeacute typy moderace (energetickeacuteho
spektra) Vhodnyacute pro konverzi thoria 232 na uran
233 Nejdaacutele v Čiacuteně Zapojeniacute CVŘ a UacuteJV
Rychlyacute reaktor chlazenyacute plynem ndash chlazeniacute heliem
nemoderovanyacute evropskyacute projekt ALLEGRO
uacutevahy o jeho vyacutestavbě ve Středniacute Evropě heliovaacute
smyčka v UacuteJV as Řež
Kuloveacute palivo pro reaktor HTR-PM v Čiacuteně
Instalace reaktoru HTR-PM v Čiacuteně
Scheacutema projektu reaktoru Allegro
Prvniacute dokončovaneacute uacuteložiště vyhořeleacuteho paliva
Onkalo
Finsko ndash bliacutezko elektraacuterny
Olkiluoto
Žulovyacute masiacutev ndash umiacutestěniacute
500 m pod povrchem
2004 ndash začaacutetek ražby
2015 ndash licence pro vyacutestavbu
2020 ndash dokončeniacute 1etapy
2024 ndash začaacutetek uklaacutedaacuteniacute
Recyklace ndash palivo MOX
Využitiacute uranu a plutonia z vyhořeleacuteho
paliva
Přepracovaciacute zaacutevod ndash separace uranu a
plutonia
Přepracovaacuteniacute a produkci MOX ndash
Francie Velkaacute Britaacutenie Rusko
Sniacuteženiacute potřeby čerstveacuteho uranu a
zmenšeniacute objemu odpadu
Radionuklidoveacute zdroje pro vesmiacuter ndash chybiacute plutonium 238
Miacutesto 238Pu použiacutet 241Am z jaderneacuteho odpadu
plutonium 238 americium 241
poločas rozpadu 87 7 let 432 let
Nejintenzivnějšiacute gama 004 36
Energie gama 43 keV 60 keV
Energie rozpadu 56 MeV 56 MeV
Hustota energie 054 kWkg 0105 kWkg
Možnost ziacuteskat chemickou separaciacute z vyhořeleacuteho paliva (staryacutech zaacutesob plutonia)
Vyacutehody Možnost ziacuteskaacuteniacute bez speciaacutelniacuteho ozařovaacuteniacute ve speciaacutelniacutem reaktoru
Pomalejšiacute pokles vyacutekonu
Nevyacutehody Teacuteměř 5kraacutet vyššiacute potřebnaacute hmotnost ( 5kraacutet nižšiacute aktivita)
Vyacuteraznějšiacute aktivita gama ndash nutnost řešit stiacuteněniacute před touto radiaciacute
Ziacuteskaacutevaacuteniacute americia 241
Chemickaacute
separace
americia
Čisteacute plutonium americium pro vesmiacuter
Přepracovaacuteniacute
paliva
Separovaneacute plutonium
Čas uloženiacute
Z plutoniiacute jedině 241Pu se rozpadaacute beta rozpadem při rozpadu směsi plutoniiacute
tak vznikaacute pouze izotop americia 241Am (241Pu rarr 241Am T12 = 14 let)
241Pu rarr 241Am
Urychlovačem řiacutezeneacute transmutory
Z čeho se sklaacutedaacute
1) Urychlovač protonů - energie 100 - 1000 MeV
2) Terč - olovo wolfram hellip
3) Naacutedoba obsahujiacuteciacute systeacutem jaderneacuteho odpadu moderaacutetoru
Nutnost separace stabilniacutech a kraacutetkodobyacutech izotopů
Zaacutekladniacute vlastnosti
1) Využiacutevaacute třiacuteštivyacutech reakciacute
2) Velmi vysokaacute hustota neutronů rarr efektivniacute transmutace
3) Podkritickyacute režim provozu
4) Produkce neutronů ve velmi širokeacutem rozmeziacute energiiacute
Scheacutema koncepce urychlovačem řiacutezeneacuteho jaderneacuteho transmutoru
Praacutece na analyacuteze terče Megapie
v horkyacutech komoraacutech v PSI
Olověnyacute terč při testech v laboratoři CERN
Termojadernaacute elektraacuterna
Tokamak ITER ndash prvniacute fuacutezniacute reaktor vyacutekon 500 MW 10kraacutet vyššiacute než vklad demonstruje
chovaacuteniacute plazmy u elektraacuterny fuacutezniacute reakce deuteria a tritia testy s produkciacute tritia
Tokamak ITER ndash produkce 10kraacutet viacutece energie
DEMO ndash prvniacute prototyp fuacutezniacute elektraacuterny ndash i s turbiacutenou a produkciacute paliva (tritia) z lithia
Současnyacute časovyacute plaacuten Sestavovaacuteniacute a instalace zařiacutezeniacute 2018 ndash 2025
prvniacute plazma ndash 2025 přechod na studium fuacutezniacutech reakciacute d+t -2035
Na zaacutekladě vyacutesledků vyacutezkumů za pomociacute ITER (i jeho budovaacuteniacute) přechod k reaacutelneacute
elektraacuterně
Jineacute cesty ndash stelaraacutetor inerciaacutelniacute udrženiacute NIF (USA) ndash zatiacutem daleko za tokamaky
Jakeacute možnosti jaacutedro poskytuje
Efektivniacute většiacute zdroj energie minimaacutelně (chlazeniacute) zaacutevislyacute na miacutestniacutech podmiacutenkaacutech
staacutelyacute stabilniacute vyacutekon rarr vhodneacute zaacutekladniacute většiacute zdroje
Česko ndash Dukovany (4 500 MW) a Temeliacuten (2 1000 MW) ndash celkem 4000 MW (36 )
uacutevaha ndash 2 bloky Temeliacuten a 2 Dukovany ( ~ 5000 MW) ndash 60 elektrickeacute energie
Slovensko - Jaslovskeacute Bohunice (2 bloky 440 MW) a Mochovce (2 bloky 440 MW) - 50
dokončovaacuteny ndash 2 bloky Mochovce (440 MW) 1 blok Jaslovskeacute Bohunice (~ 1500 MW)
V budoucnu i dalšiacute elektraacuterny ndash podiacutel na elektřině 70 ndash 80 většiacute podiacutel u tepla vodiacutek
U elektřiny by tak podiacutel mohl byacutet až 70 ndash 80 (nemaacute smysl byacutet většiacute)
Většiacute využitiacute v dopravě v přiacutepadě přechodu na
elektromobily a vodiacutekoveacute hospodaacuteřstviacute
Nahrazeniacute hlavně uhelnyacutech elektraacuteren ndash sniacuteženiacute produkce CO2
Teplaacuterny ndash přechod na menšiacute kompaktniacute zdroje
Možnost kompaktniacutech malyacutech zdrojů kde by se
neměnilo palivo ale celaacute elektraacuterna
Nutnost vhodneacute kombinace a doplňovaacuteniacute s dalšiacutemi
zdroji a uacutesporami
Jadernaacute energetika neniacute samospasitelnaacute ale může byacutet vyacuteznamnyacutem zdrojem energie
Budovanyacute
plovouciacute reaktor
(70 MWe)
EPR reaktor
Některeacute možneacute energetickeacute sceacutenaacuteře
Sceacutenaacuteř 1 Superniacutezkoemisniacute ndash postaveniacute většiacuteho počtu jadernyacutech bloků intenzivniacute
budovaacuteniacute obnovitelnyacutech zdrojů uacuteložiště energie hellip
Česko by zaacutesadně přispělo ke sniacuteženiacute emisiacute
Dnes už velmi nepravděpodobnyacute
Sceacutenaacuteř 3 Druheacute Bavorsko ndash postupnyacute uacutebytek vyacutekonu v jadernyacutech a uhelnyacutech zdrojiacutech
spoleacutehaacuteniacute na větrneacute zdroje na severu Německa a plynoveacute
zdroje regulujiacuteciacute siacuteť u naacutes i v Německu
Situace v Bavorsku ukaacuteže k čemu sceacutenaacuteř vede
Sceacutenaacuteř pravděpodobnyacute v přiacutepadě pokračovaacuteniacute současneacute
nečinnosti
Sceacutenaacuteř 4 Vyacutepadek Dukovan už v roce 2025 ndash třeba tlakem Rakouska a Německa ndash spolu
s odstavenyacutemi uhelnyacutemi bloky ztraacuteta přes 6 GW vyacutekonu
V přiacutepadě nečinnosti a cestě k Bavorskeacutemu sceacutenaacuteři povede
k velkyacutem naacuterokům na regulaci a import elektřiny
Sceacutenaacuteř 2 ASEK ndash poměrně širokeacute rozmeziacute umožňujiacuteciacute optimalizaci podle podmiacutenek
nutnost vyacutestavby jadernyacutech bloků a uacutespěšnyacute rozvoj
obnovitelnyacutech zdrojů a uklaacutedaacuteniacute energie
Je třeba naleacutezt optimum a ve všech sceacutenaacuteřiacutech zajistit bezpečneacute fungovaacuteniacute našeho
energetickeacute ndash vyacutezva pro všechny souvisejiacuteciacute obory
Zaacutevěr1) Jadernaacute energetika prokaacutezala možnost velice efektivniacuteho přechodu k niacutezkoemisniacute
elektroenergetice (Francie Šveacutedsko Ontario hellip)
2) Probleacutemy spojeneacute s velikostiacute těchto zdrojů a citlivostiacute na společenskou podporu
3) Zatiacutem otevřenaacute otaacutezka uacutespěšnosti přechodu k reaktorům III generace (splněniacute
očekaacutevaacuteniacute z hlediska efektivity vyacutestavby a provozu) K tomu potřeba i dostatek
budovanyacutech jednotek a kontinuita Nejleacutepe na tom je VVER1200 a zatiacutem i APR1400
4) Velkyacute potenciaacutel v malyacutech modulaacuterniacutech reaktorech potřeba vyvinout kompaktniacute
model s masovou vyacuterobou (klasickeacute i inovativniacute typy)
5) Pro udržitelneacute využiacutevaacuteniacute jaderneacute energie nutneacute reaktory IV generace nejdaacutele jsou
sodiacutekem a olovem chlazeneacute a vysokoteplotniacute chlazeneacute plynem
6) Urychlovačem řiacutezeneacute transmutory a fuacuteze ndash velkyacute potenciaacutel ale komerčniacute realizace
zatiacutem dost vzdaacutelenaacute ndash velkaacute synergie mezi popsanyacutemi oblastmi
7) Miacuteru využiacutevaacuteniacute jaacutedra silně ovlivniacute reaacutelnaacute miacutera vlivu emisiacute CO2 a nutnost je potlačit
Page 16
Ktereacute bloky jsou k dispozici
ABWR ndash varnyacute reaktor vybudovanyacute v Japonsku a na Tchaj-wanu
nyniacute odstaveneacute (III )
AP 1000 ndash již tři běžiacute v Čině Westinghouse maacute velkeacute probleacutemy
nechce se už podiacutelet na samotneacute vyacutestavbě negativniacute zkušenosti z
USA (III+)
EPR ndash jeden běžiacute v Čiacuteně (Finsko Francie bude v roce 2019)
probleacutemy při stavbě uvidiacuteme zkušenosti z Velkeacute Britaacutenie přiacuteliš
velkyacute vyacutekon až 1700 MW (III+)
APR1400 ndash běžiacute v Jižniacute Koreji dokončuje se v SAE pozitivniacute
reference v domovskaacute země odstupuje od jaacutedra (III)
Hualong One ndash zatiacutem neběžiacute (prvniacute 2019) dobreacute zkušenosti z
kontinuaacutelniacute vyacutestavby reaktorů v Čiacuteně (III+)
VVER1200 ndash běžiacute v Rusku dokončuje se v Bělorusku stavba ve
Finsku Maďarsku Turecku Bangladeši Kontinuaacutelniacute stavba a
evoluce reaktorů Intenzivniacute zapojeniacute českyacutech firem (III+)
Fungujiacuteciacute a ve vyacutestavbě
Dalšiacute projekty ESBWR ATMEA1 pokročileacute typy CANDU
Je třeba alespoň některeacute z modelů začiacutet stavět hromadně v seacuterii ndash nejbliacuteže k tomu maacute
VVER1200 přiacutepadně čiacutenskeacute modely (důležitaacute kontinuita budovaacuteniacute bloků)
Důležiteacute je jak se jednotliveacute modely osvědčiacute v provozu důraz na bezpečnost a ekonomiku
Nelze přeskočit hned k malyacutem modulaacuterniacutem reaktorům IV generaci nebo fuacutezi nutnost
kontinuity a firem se zkušenostiacute v oboru
Nutnost nahrazeniacute staacuternouciacute flotily v Evropě a USA a pokrytiacute rostouciacutech potřeb v
rozvojovyacutech zemiacutech (Indie Čiacutena Turecko hellip)
Novovoroněžskaacute 6 a 7 ndash prvniacute fungujiacuteciacute bloky III+ generace
Maleacute modulaacuterniacute reaktory
1) Zaacutesadniacute probleacutem ndash vysokeacute počaacutetečniacute investice jen velmi velkyacute zdroj
2) Řešeniacute ndash maleacute modulaacuterniacute reaktory (vyacutekon menšiacute než 300 MWe 500 MWe)
3) Umožňujiacute a) Postavit velkou elektraacuternu postupně
b) Postavit malyacute blok třeba pro teplaacuterenskeacute uacutečely
4) Možneacute varianty a) Založeneacute na klasickeacutem zaacutekladě
b) Maleacute modulaacuterniacute reaktory IV generace
c) bdquoBaterieldquo s dlouhou periodou vyacuteměny paliva
5) Zatiacutem spiacuteše exotika pro specifickeacute uacutečely (reaacutelneacute modely zatiacutem v projektech)
Plovouciacute elektraacuterna Akademik Lomonosov Architektonickaacute vize kompaktniacute bdquobaterieldquo StarCore Nuclear
Současnyacute stav ndash otaacutezka budoucnosti otevřenaacute
Dokončovanyacute KLT-40S (Rusko) ndash tlakovodniacute 35 MWe plovouciacute elektraacuterna Akademik
Lomonsov nahrazuje dosluhujiacuteciacute Bilibinskou elektraacuternu (4 bloky s 11 MWe)
(klasickyacute model ndash podobně i lodniacute reaktory RITM-200 s 50 MWe)
Zahaacutejenyacute ACPR50S (Čiacutena) ndash 60 MWe
Plovouciacute i pozemniacute elektraacuterny (ACPR100)
Plovouciacute elektraacuterna Akademik Lomonosov
nahradiacute Bilibinskou elektraacuternu
Představa budouciacute čiacutenskeacute plovouciacute jaderneacute
elektraacuterny
Dokončovanyacute HTR-PM ndash vysokoteplotniacute reaktor chlazenyacute plynem dva bloky s jednou
turbiacutenou 210 MWe
Pokročilyacute
Rozpracovaneacute projekty (cesta do budoucnosti)
Tlakovodniacute - VBER-300 (Rusko) SMR-160 (USA)
Integraacutelniacute tlakovodniacute ndash NuScale (USA) ACP100 (Čiacutena) SMART (Jižniacute Korea)
Sodiacutekovyacute rychlyacute ndash PRISM ARC-100
Integraacutelniacute tekuteacute soli ndash Integral MSR (Kanada)
Chlazenyacute olovem ndash BREAST (Rusko)
Chlazenyacute bismutem a olovem ndash SVBR100 (Rusko)
Scheacutema elektraacuterny
Terrestrial Energy
Kanada
Kritickeacute ndash dokončeniacute
prototypu a seacuteriovaacute vyacuteroba
Vyacuteroba paliva pro bloky HTR-PM
Jak jsme na tom s palivem
Znaacutemeacute zaacutesoby 55 milionů tun (130 $kg)
Austraacutelie 23 Kazachstaacuten 15 Rusko 10 Kanada 8
Uraninit jeden z typů uranoveacute rudy
Zaacutesoby uranu maacute i Česko
Důl Rožnaacute v Dolniacute RožiacutenceKanada je největšiacutem producentem uranu
Lepšiacute prospekciacute až řaacutedoveacute zvyacutešeniacute zaacutesob
Současnaacute potřeba ndash 65 014 tun
Těžba 1) Podzemniacute
2) Povrchovaacute
3) Louženiacutem (29)
4) Vedlejšiacute produkt (10)
(i obsahy uranu 0025 a meacuteně)
5) Zpracovaacuteniacute elektraacuterenskeacuteho popiacutelku
Těžba v roce 2013
(59 678 t)
Kazachstaacuten 22567 t
Kanada 9332 t
Austraacutelie 6350 t
Niger 4528 t
Rusko 3135 t
(61)
Spotřeba 1000 MW ndash 200 tun přiacuterodniacuteho uranu ročně
Svět ndash 430 000 MW ndash 65 000 tun ročně (při takoveacute spotřebě znaacutemeacute zaacutesoby pro
cenu 130 $ na 85 let) ndash cena byla už i 300 $ - odhad zaacutesob o řaacuted až dva většiacute
Těžba v Česku 225 tun (2015) v principu zaacutesoby až 109 000 t (při ceně 300 $)
Zbrojniacute uran a plutonium ndash ekvivalent 545 000 tun přiacuterodniacuteho uranu
Využitiacute uranu 238 ndash přiacuterodniacute uran 07 uranu 235 rarr viacutece než 100kraacutet viacutece paliva
Přepracovaacuteniacute vyhořeleacuteho paliva ndash MOX ndash efektivnějšiacute využitiacute
Spolehlivě zhruba na stoletiacute i při zvyacutešeniacute produkce několikanaacutesobně
Možnost i při vysokeacutem zvyacutešeniacute využitiacute jaacutedra na tisiacuteciletiacute
Zpracovatelskyacute zaacutevod dolu Beverley (Austraacutelie)
Thoriovyacute cyklus (vyacutehoda ndash nevznikajiacute transurany)
232Th T12 = 14051010 let rarr je ho ještě viacutece než uranu 238
232Th + n rarr 233Th(β-) + γ rarr 233Pa(β-) + γ rarr 233U
vyacuteskyt v monazitu
Austraacutelie 452 000 tun
USA 400 000 tun
Turecko 344 000 tun
Indie 319 000 tun
Celkově 2 400 000 tun
Produkce štěpneacuteho materiaacutelu
možnost zajištěniacute jaderneacute energetiky na tisiacuteciletiacute
Velkeacute zaacutesoby thoria maacute opět Austraacutelie a takeacute Indie
Pozor znaacutemeacute zaacutesoby
Znalosti velmi sporeacute
Množstviacute určitě řaacutedově podceněneacute
Reaktory IV generace
Proč je potřebujeme
1) Zvyacutešeniacute efektivity využitiacute uranu a thoria (zaacutesoby paliva na mnoho tisiacuteciletiacute) ndash rychleacute
reaktory
2) Sniacuteženiacute objemu a nebezpečnosti radioaktivniacuteho odpadu (uzavřeniacute palivoveacuteho cyklu) ndash
exotickeacute typy s tekutyacutem palivem a průběžnou separaciacute
3) Zvyacutešeniacute efektivity produkce elektřiny a tepla pro průmysl (vysokoteplotniacute reaktory
pro průmysl i produkci vodiacuteku)
4) Uacuteplně noveacute koncepty někdy značně exotickeacute ndash šest třiacuted konceptů
Sodiacutekem chlazenyacute reaktor BN800
Sodiacutekem chlazenyacute reaktor ndash rychlyacute reaktor uacutespěšneacute komerčniacute bloky BN600 a BN800
v Rusku prototyp CEFR (Čiacutena) dokončovanyacute blok Kalpakkam 500 MWe (Indie)
evropskyacute hlavně francouzskyacute projekt ASTRID
Olovem chlazenyacute reaktor ndash rychlyacute reaktor chla-
zenyacute tekutyacutem kovem zkušenosti na ponorkaacutech
BREST-300 ndash prototypovyacute reaktor (Rusko)
Palivovyacute soubor a staveniště reaktoru BREST 300
Sodiacutekovyacute reaktor Kalpakkam (Indie)
Ruskaacute ponorka s olovem chlazenyacutem reaktorem
Vysokoteplotniacute plynem chlazenyacute reaktor ndash chlazenyacute
heacuteliem (přiacutepadně jinyacutem plynem) moderovanyacute
grafitem vysokyacute stupeň vyhořeniacute paliva pasivniacute
bezpečnost dokončovanyacute reaktor s palivem v
podobě kouliacute v Čiacuteně ndash HTR-PM spolupraacutece se
Saudskou Araacutebiiacute
Reaktor chlazenyacute superkritickou vodou ndash nadkritickeacute
bloky s klasickou moderaciacute velmi vysokaacute efektivita
konverze tepla na elektřinu Smyčka se
superkritickou vodou v UacuteJV
Reaktory využiacutevajiacuteciacute tekuteacute soli ndash využitiacute fluoroveacute
soliacute s lithiem tekuteacute palivo ndash nejinovativnějšiacute
princip různeacute typy moderace (energetickeacuteho
spektra) Vhodnyacute pro konverzi thoria 232 na uran
233 Nejdaacutele v Čiacuteně Zapojeniacute CVŘ a UacuteJV
Rychlyacute reaktor chlazenyacute plynem ndash chlazeniacute heliem
nemoderovanyacute evropskyacute projekt ALLEGRO
uacutevahy o jeho vyacutestavbě ve Středniacute Evropě heliovaacute
smyčka v UacuteJV as Řež
Kuloveacute palivo pro reaktor HTR-PM v Čiacuteně
Instalace reaktoru HTR-PM v Čiacuteně
Scheacutema projektu reaktoru Allegro
Prvniacute dokončovaneacute uacuteložiště vyhořeleacuteho paliva
Onkalo
Finsko ndash bliacutezko elektraacuterny
Olkiluoto
Žulovyacute masiacutev ndash umiacutestěniacute
500 m pod povrchem
2004 ndash začaacutetek ražby
2015 ndash licence pro vyacutestavbu
2020 ndash dokončeniacute 1etapy
2024 ndash začaacutetek uklaacutedaacuteniacute
Recyklace ndash palivo MOX
Využitiacute uranu a plutonia z vyhořeleacuteho
paliva
Přepracovaciacute zaacutevod ndash separace uranu a
plutonia
Přepracovaacuteniacute a produkci MOX ndash
Francie Velkaacute Britaacutenie Rusko
Sniacuteženiacute potřeby čerstveacuteho uranu a
zmenšeniacute objemu odpadu
Radionuklidoveacute zdroje pro vesmiacuter ndash chybiacute plutonium 238
Miacutesto 238Pu použiacutet 241Am z jaderneacuteho odpadu
plutonium 238 americium 241
poločas rozpadu 87 7 let 432 let
Nejintenzivnějšiacute gama 004 36
Energie gama 43 keV 60 keV
Energie rozpadu 56 MeV 56 MeV
Hustota energie 054 kWkg 0105 kWkg
Možnost ziacuteskat chemickou separaciacute z vyhořeleacuteho paliva (staryacutech zaacutesob plutonia)
Vyacutehody Možnost ziacuteskaacuteniacute bez speciaacutelniacuteho ozařovaacuteniacute ve speciaacutelniacutem reaktoru
Pomalejšiacute pokles vyacutekonu
Nevyacutehody Teacuteměř 5kraacutet vyššiacute potřebnaacute hmotnost ( 5kraacutet nižšiacute aktivita)
Vyacuteraznějšiacute aktivita gama ndash nutnost řešit stiacuteněniacute před touto radiaciacute
Ziacuteskaacutevaacuteniacute americia 241
Chemickaacute
separace
americia
Čisteacute plutonium americium pro vesmiacuter
Přepracovaacuteniacute
paliva
Separovaneacute plutonium
Čas uloženiacute
Z plutoniiacute jedině 241Pu se rozpadaacute beta rozpadem při rozpadu směsi plutoniiacute
tak vznikaacute pouze izotop americia 241Am (241Pu rarr 241Am T12 = 14 let)
241Pu rarr 241Am
Urychlovačem řiacutezeneacute transmutory
Z čeho se sklaacutedaacute
1) Urychlovač protonů - energie 100 - 1000 MeV
2) Terč - olovo wolfram hellip
3) Naacutedoba obsahujiacuteciacute systeacutem jaderneacuteho odpadu moderaacutetoru
Nutnost separace stabilniacutech a kraacutetkodobyacutech izotopů
Zaacutekladniacute vlastnosti
1) Využiacutevaacute třiacuteštivyacutech reakciacute
2) Velmi vysokaacute hustota neutronů rarr efektivniacute transmutace
3) Podkritickyacute režim provozu
4) Produkce neutronů ve velmi širokeacutem rozmeziacute energiiacute
Scheacutema koncepce urychlovačem řiacutezeneacuteho jaderneacuteho transmutoru
Praacutece na analyacuteze terče Megapie
v horkyacutech komoraacutech v PSI
Olověnyacute terč při testech v laboratoři CERN
Termojadernaacute elektraacuterna
Tokamak ITER ndash prvniacute fuacutezniacute reaktor vyacutekon 500 MW 10kraacutet vyššiacute než vklad demonstruje
chovaacuteniacute plazmy u elektraacuterny fuacutezniacute reakce deuteria a tritia testy s produkciacute tritia
Tokamak ITER ndash produkce 10kraacutet viacutece energie
DEMO ndash prvniacute prototyp fuacutezniacute elektraacuterny ndash i s turbiacutenou a produkciacute paliva (tritia) z lithia
Současnyacute časovyacute plaacuten Sestavovaacuteniacute a instalace zařiacutezeniacute 2018 ndash 2025
prvniacute plazma ndash 2025 přechod na studium fuacutezniacutech reakciacute d+t -2035
Na zaacutekladě vyacutesledků vyacutezkumů za pomociacute ITER (i jeho budovaacuteniacute) přechod k reaacutelneacute
elektraacuterně
Jineacute cesty ndash stelaraacutetor inerciaacutelniacute udrženiacute NIF (USA) ndash zatiacutem daleko za tokamaky
Jakeacute možnosti jaacutedro poskytuje
Efektivniacute většiacute zdroj energie minimaacutelně (chlazeniacute) zaacutevislyacute na miacutestniacutech podmiacutenkaacutech
staacutelyacute stabilniacute vyacutekon rarr vhodneacute zaacutekladniacute většiacute zdroje
Česko ndash Dukovany (4 500 MW) a Temeliacuten (2 1000 MW) ndash celkem 4000 MW (36 )
uacutevaha ndash 2 bloky Temeliacuten a 2 Dukovany ( ~ 5000 MW) ndash 60 elektrickeacute energie
Slovensko - Jaslovskeacute Bohunice (2 bloky 440 MW) a Mochovce (2 bloky 440 MW) - 50
dokončovaacuteny ndash 2 bloky Mochovce (440 MW) 1 blok Jaslovskeacute Bohunice (~ 1500 MW)
V budoucnu i dalšiacute elektraacuterny ndash podiacutel na elektřině 70 ndash 80 většiacute podiacutel u tepla vodiacutek
U elektřiny by tak podiacutel mohl byacutet až 70 ndash 80 (nemaacute smysl byacutet většiacute)
Většiacute využitiacute v dopravě v přiacutepadě přechodu na
elektromobily a vodiacutekoveacute hospodaacuteřstviacute
Nahrazeniacute hlavně uhelnyacutech elektraacuteren ndash sniacuteženiacute produkce CO2
Teplaacuterny ndash přechod na menšiacute kompaktniacute zdroje
Možnost kompaktniacutech malyacutech zdrojů kde by se
neměnilo palivo ale celaacute elektraacuterna
Nutnost vhodneacute kombinace a doplňovaacuteniacute s dalšiacutemi
zdroji a uacutesporami
Jadernaacute energetika neniacute samospasitelnaacute ale může byacutet vyacuteznamnyacutem zdrojem energie
Budovanyacute
plovouciacute reaktor
(70 MWe)
EPR reaktor
Některeacute možneacute energetickeacute sceacutenaacuteře
Sceacutenaacuteř 1 Superniacutezkoemisniacute ndash postaveniacute většiacuteho počtu jadernyacutech bloků intenzivniacute
budovaacuteniacute obnovitelnyacutech zdrojů uacuteložiště energie hellip
Česko by zaacutesadně přispělo ke sniacuteženiacute emisiacute
Dnes už velmi nepravděpodobnyacute
Sceacutenaacuteř 3 Druheacute Bavorsko ndash postupnyacute uacutebytek vyacutekonu v jadernyacutech a uhelnyacutech zdrojiacutech
spoleacutehaacuteniacute na větrneacute zdroje na severu Německa a plynoveacute
zdroje regulujiacuteciacute siacuteť u naacutes i v Německu
Situace v Bavorsku ukaacuteže k čemu sceacutenaacuteř vede
Sceacutenaacuteř pravděpodobnyacute v přiacutepadě pokračovaacuteniacute současneacute
nečinnosti
Sceacutenaacuteř 4 Vyacutepadek Dukovan už v roce 2025 ndash třeba tlakem Rakouska a Německa ndash spolu
s odstavenyacutemi uhelnyacutemi bloky ztraacuteta přes 6 GW vyacutekonu
V přiacutepadě nečinnosti a cestě k Bavorskeacutemu sceacutenaacuteři povede
k velkyacutem naacuterokům na regulaci a import elektřiny
Sceacutenaacuteř 2 ASEK ndash poměrně širokeacute rozmeziacute umožňujiacuteciacute optimalizaci podle podmiacutenek
nutnost vyacutestavby jadernyacutech bloků a uacutespěšnyacute rozvoj
obnovitelnyacutech zdrojů a uklaacutedaacuteniacute energie
Je třeba naleacutezt optimum a ve všech sceacutenaacuteřiacutech zajistit bezpečneacute fungovaacuteniacute našeho
energetickeacute ndash vyacutezva pro všechny souvisejiacuteciacute obory
Zaacutevěr1) Jadernaacute energetika prokaacutezala možnost velice efektivniacuteho přechodu k niacutezkoemisniacute
elektroenergetice (Francie Šveacutedsko Ontario hellip)
2) Probleacutemy spojeneacute s velikostiacute těchto zdrojů a citlivostiacute na společenskou podporu
3) Zatiacutem otevřenaacute otaacutezka uacutespěšnosti přechodu k reaktorům III generace (splněniacute
očekaacutevaacuteniacute z hlediska efektivity vyacutestavby a provozu) K tomu potřeba i dostatek
budovanyacutech jednotek a kontinuita Nejleacutepe na tom je VVER1200 a zatiacutem i APR1400
4) Velkyacute potenciaacutel v malyacutech modulaacuterniacutech reaktorech potřeba vyvinout kompaktniacute
model s masovou vyacuterobou (klasickeacute i inovativniacute typy)
5) Pro udržitelneacute využiacutevaacuteniacute jaderneacute energie nutneacute reaktory IV generace nejdaacutele jsou
sodiacutekem a olovem chlazeneacute a vysokoteplotniacute chlazeneacute plynem
6) Urychlovačem řiacutezeneacute transmutory a fuacuteze ndash velkyacute potenciaacutel ale komerčniacute realizace
zatiacutem dost vzdaacutelenaacute ndash velkaacute synergie mezi popsanyacutemi oblastmi
7) Miacuteru využiacutevaacuteniacute jaacutedra silně ovlivniacute reaacutelnaacute miacutera vlivu emisiacute CO2 a nutnost je potlačit
Page 17
Je třeba alespoň některeacute z modelů začiacutet stavět hromadně v seacuterii ndash nejbliacuteže k tomu maacute
VVER1200 přiacutepadně čiacutenskeacute modely (důležitaacute kontinuita budovaacuteniacute bloků)
Důležiteacute je jak se jednotliveacute modely osvědčiacute v provozu důraz na bezpečnost a ekonomiku
Nelze přeskočit hned k malyacutem modulaacuterniacutem reaktorům IV generaci nebo fuacutezi nutnost
kontinuity a firem se zkušenostiacute v oboru
Nutnost nahrazeniacute staacuternouciacute flotily v Evropě a USA a pokrytiacute rostouciacutech potřeb v
rozvojovyacutech zemiacutech (Indie Čiacutena Turecko hellip)
Novovoroněžskaacute 6 a 7 ndash prvniacute fungujiacuteciacute bloky III+ generace
Maleacute modulaacuterniacute reaktory
1) Zaacutesadniacute probleacutem ndash vysokeacute počaacutetečniacute investice jen velmi velkyacute zdroj
2) Řešeniacute ndash maleacute modulaacuterniacute reaktory (vyacutekon menšiacute než 300 MWe 500 MWe)
3) Umožňujiacute a) Postavit velkou elektraacuternu postupně
b) Postavit malyacute blok třeba pro teplaacuterenskeacute uacutečely
4) Možneacute varianty a) Založeneacute na klasickeacutem zaacutekladě
b) Maleacute modulaacuterniacute reaktory IV generace
c) bdquoBaterieldquo s dlouhou periodou vyacuteměny paliva
5) Zatiacutem spiacuteše exotika pro specifickeacute uacutečely (reaacutelneacute modely zatiacutem v projektech)
Plovouciacute elektraacuterna Akademik Lomonosov Architektonickaacute vize kompaktniacute bdquobaterieldquo StarCore Nuclear
Současnyacute stav ndash otaacutezka budoucnosti otevřenaacute
Dokončovanyacute KLT-40S (Rusko) ndash tlakovodniacute 35 MWe plovouciacute elektraacuterna Akademik
Lomonsov nahrazuje dosluhujiacuteciacute Bilibinskou elektraacuternu (4 bloky s 11 MWe)
(klasickyacute model ndash podobně i lodniacute reaktory RITM-200 s 50 MWe)
Zahaacutejenyacute ACPR50S (Čiacutena) ndash 60 MWe
Plovouciacute i pozemniacute elektraacuterny (ACPR100)
Plovouciacute elektraacuterna Akademik Lomonosov
nahradiacute Bilibinskou elektraacuternu
Představa budouciacute čiacutenskeacute plovouciacute jaderneacute
elektraacuterny
Dokončovanyacute HTR-PM ndash vysokoteplotniacute reaktor chlazenyacute plynem dva bloky s jednou
turbiacutenou 210 MWe
Pokročilyacute
Rozpracovaneacute projekty (cesta do budoucnosti)
Tlakovodniacute - VBER-300 (Rusko) SMR-160 (USA)
Integraacutelniacute tlakovodniacute ndash NuScale (USA) ACP100 (Čiacutena) SMART (Jižniacute Korea)
Sodiacutekovyacute rychlyacute ndash PRISM ARC-100
Integraacutelniacute tekuteacute soli ndash Integral MSR (Kanada)
Chlazenyacute olovem ndash BREAST (Rusko)
Chlazenyacute bismutem a olovem ndash SVBR100 (Rusko)
Scheacutema elektraacuterny
Terrestrial Energy
Kanada
Kritickeacute ndash dokončeniacute
prototypu a seacuteriovaacute vyacuteroba
Vyacuteroba paliva pro bloky HTR-PM
Jak jsme na tom s palivem
Znaacutemeacute zaacutesoby 55 milionů tun (130 $kg)
Austraacutelie 23 Kazachstaacuten 15 Rusko 10 Kanada 8
Uraninit jeden z typů uranoveacute rudy
Zaacutesoby uranu maacute i Česko
Důl Rožnaacute v Dolniacute RožiacutenceKanada je největšiacutem producentem uranu
Lepšiacute prospekciacute až řaacutedoveacute zvyacutešeniacute zaacutesob
Současnaacute potřeba ndash 65 014 tun
Těžba 1) Podzemniacute
2) Povrchovaacute
3) Louženiacutem (29)
4) Vedlejšiacute produkt (10)
(i obsahy uranu 0025 a meacuteně)
5) Zpracovaacuteniacute elektraacuterenskeacuteho popiacutelku
Těžba v roce 2013
(59 678 t)
Kazachstaacuten 22567 t
Kanada 9332 t
Austraacutelie 6350 t
Niger 4528 t
Rusko 3135 t
(61)
Spotřeba 1000 MW ndash 200 tun přiacuterodniacuteho uranu ročně
Svět ndash 430 000 MW ndash 65 000 tun ročně (při takoveacute spotřebě znaacutemeacute zaacutesoby pro
cenu 130 $ na 85 let) ndash cena byla už i 300 $ - odhad zaacutesob o řaacuted až dva většiacute
Těžba v Česku 225 tun (2015) v principu zaacutesoby až 109 000 t (při ceně 300 $)
Zbrojniacute uran a plutonium ndash ekvivalent 545 000 tun přiacuterodniacuteho uranu
Využitiacute uranu 238 ndash přiacuterodniacute uran 07 uranu 235 rarr viacutece než 100kraacutet viacutece paliva
Přepracovaacuteniacute vyhořeleacuteho paliva ndash MOX ndash efektivnějšiacute využitiacute
Spolehlivě zhruba na stoletiacute i při zvyacutešeniacute produkce několikanaacutesobně
Možnost i při vysokeacutem zvyacutešeniacute využitiacute jaacutedra na tisiacuteciletiacute
Zpracovatelskyacute zaacutevod dolu Beverley (Austraacutelie)
Thoriovyacute cyklus (vyacutehoda ndash nevznikajiacute transurany)
232Th T12 = 14051010 let rarr je ho ještě viacutece než uranu 238
232Th + n rarr 233Th(β-) + γ rarr 233Pa(β-) + γ rarr 233U
vyacuteskyt v monazitu
Austraacutelie 452 000 tun
USA 400 000 tun
Turecko 344 000 tun
Indie 319 000 tun
Celkově 2 400 000 tun
Produkce štěpneacuteho materiaacutelu
možnost zajištěniacute jaderneacute energetiky na tisiacuteciletiacute
Velkeacute zaacutesoby thoria maacute opět Austraacutelie a takeacute Indie
Pozor znaacutemeacute zaacutesoby
Znalosti velmi sporeacute
Množstviacute určitě řaacutedově podceněneacute
Reaktory IV generace
Proč je potřebujeme
1) Zvyacutešeniacute efektivity využitiacute uranu a thoria (zaacutesoby paliva na mnoho tisiacuteciletiacute) ndash rychleacute
reaktory
2) Sniacuteženiacute objemu a nebezpečnosti radioaktivniacuteho odpadu (uzavřeniacute palivoveacuteho cyklu) ndash
exotickeacute typy s tekutyacutem palivem a průběžnou separaciacute
3) Zvyacutešeniacute efektivity produkce elektřiny a tepla pro průmysl (vysokoteplotniacute reaktory
pro průmysl i produkci vodiacuteku)
4) Uacuteplně noveacute koncepty někdy značně exotickeacute ndash šest třiacuted konceptů
Sodiacutekem chlazenyacute reaktor BN800
Sodiacutekem chlazenyacute reaktor ndash rychlyacute reaktor uacutespěšneacute komerčniacute bloky BN600 a BN800
v Rusku prototyp CEFR (Čiacutena) dokončovanyacute blok Kalpakkam 500 MWe (Indie)
evropskyacute hlavně francouzskyacute projekt ASTRID
Olovem chlazenyacute reaktor ndash rychlyacute reaktor chla-
zenyacute tekutyacutem kovem zkušenosti na ponorkaacutech
BREST-300 ndash prototypovyacute reaktor (Rusko)
Palivovyacute soubor a staveniště reaktoru BREST 300
Sodiacutekovyacute reaktor Kalpakkam (Indie)
Ruskaacute ponorka s olovem chlazenyacutem reaktorem
Vysokoteplotniacute plynem chlazenyacute reaktor ndash chlazenyacute
heacuteliem (přiacutepadně jinyacutem plynem) moderovanyacute
grafitem vysokyacute stupeň vyhořeniacute paliva pasivniacute
bezpečnost dokončovanyacute reaktor s palivem v
podobě kouliacute v Čiacuteně ndash HTR-PM spolupraacutece se
Saudskou Araacutebiiacute
Reaktor chlazenyacute superkritickou vodou ndash nadkritickeacute
bloky s klasickou moderaciacute velmi vysokaacute efektivita
konverze tepla na elektřinu Smyčka se
superkritickou vodou v UacuteJV
Reaktory využiacutevajiacuteciacute tekuteacute soli ndash využitiacute fluoroveacute
soliacute s lithiem tekuteacute palivo ndash nejinovativnějšiacute
princip různeacute typy moderace (energetickeacuteho
spektra) Vhodnyacute pro konverzi thoria 232 na uran
233 Nejdaacutele v Čiacuteně Zapojeniacute CVŘ a UacuteJV
Rychlyacute reaktor chlazenyacute plynem ndash chlazeniacute heliem
nemoderovanyacute evropskyacute projekt ALLEGRO
uacutevahy o jeho vyacutestavbě ve Středniacute Evropě heliovaacute
smyčka v UacuteJV as Řež
Kuloveacute palivo pro reaktor HTR-PM v Čiacuteně
Instalace reaktoru HTR-PM v Čiacuteně
Scheacutema projektu reaktoru Allegro
Prvniacute dokončovaneacute uacuteložiště vyhořeleacuteho paliva
Onkalo
Finsko ndash bliacutezko elektraacuterny
Olkiluoto
Žulovyacute masiacutev ndash umiacutestěniacute
500 m pod povrchem
2004 ndash začaacutetek ražby
2015 ndash licence pro vyacutestavbu
2020 ndash dokončeniacute 1etapy
2024 ndash začaacutetek uklaacutedaacuteniacute
Recyklace ndash palivo MOX
Využitiacute uranu a plutonia z vyhořeleacuteho
paliva
Přepracovaciacute zaacutevod ndash separace uranu a
plutonia
Přepracovaacuteniacute a produkci MOX ndash
Francie Velkaacute Britaacutenie Rusko
Sniacuteženiacute potřeby čerstveacuteho uranu a
zmenšeniacute objemu odpadu
Radionuklidoveacute zdroje pro vesmiacuter ndash chybiacute plutonium 238
Miacutesto 238Pu použiacutet 241Am z jaderneacuteho odpadu
plutonium 238 americium 241
poločas rozpadu 87 7 let 432 let
Nejintenzivnějšiacute gama 004 36
Energie gama 43 keV 60 keV
Energie rozpadu 56 MeV 56 MeV
Hustota energie 054 kWkg 0105 kWkg
Možnost ziacuteskat chemickou separaciacute z vyhořeleacuteho paliva (staryacutech zaacutesob plutonia)
Vyacutehody Možnost ziacuteskaacuteniacute bez speciaacutelniacuteho ozařovaacuteniacute ve speciaacutelniacutem reaktoru
Pomalejšiacute pokles vyacutekonu
Nevyacutehody Teacuteměř 5kraacutet vyššiacute potřebnaacute hmotnost ( 5kraacutet nižšiacute aktivita)
Vyacuteraznějšiacute aktivita gama ndash nutnost řešit stiacuteněniacute před touto radiaciacute
Ziacuteskaacutevaacuteniacute americia 241
Chemickaacute
separace
americia
Čisteacute plutonium americium pro vesmiacuter
Přepracovaacuteniacute
paliva
Separovaneacute plutonium
Čas uloženiacute
Z plutoniiacute jedině 241Pu se rozpadaacute beta rozpadem při rozpadu směsi plutoniiacute
tak vznikaacute pouze izotop americia 241Am (241Pu rarr 241Am T12 = 14 let)
241Pu rarr 241Am
Urychlovačem řiacutezeneacute transmutory
Z čeho se sklaacutedaacute
1) Urychlovač protonů - energie 100 - 1000 MeV
2) Terč - olovo wolfram hellip
3) Naacutedoba obsahujiacuteciacute systeacutem jaderneacuteho odpadu moderaacutetoru
Nutnost separace stabilniacutech a kraacutetkodobyacutech izotopů
Zaacutekladniacute vlastnosti
1) Využiacutevaacute třiacuteštivyacutech reakciacute
2) Velmi vysokaacute hustota neutronů rarr efektivniacute transmutace
3) Podkritickyacute režim provozu
4) Produkce neutronů ve velmi širokeacutem rozmeziacute energiiacute
Scheacutema koncepce urychlovačem řiacutezeneacuteho jaderneacuteho transmutoru
Praacutece na analyacuteze terče Megapie
v horkyacutech komoraacutech v PSI
Olověnyacute terč při testech v laboratoři CERN
Termojadernaacute elektraacuterna
Tokamak ITER ndash prvniacute fuacutezniacute reaktor vyacutekon 500 MW 10kraacutet vyššiacute než vklad demonstruje
chovaacuteniacute plazmy u elektraacuterny fuacutezniacute reakce deuteria a tritia testy s produkciacute tritia
Tokamak ITER ndash produkce 10kraacutet viacutece energie
DEMO ndash prvniacute prototyp fuacutezniacute elektraacuterny ndash i s turbiacutenou a produkciacute paliva (tritia) z lithia
Současnyacute časovyacute plaacuten Sestavovaacuteniacute a instalace zařiacutezeniacute 2018 ndash 2025
prvniacute plazma ndash 2025 přechod na studium fuacutezniacutech reakciacute d+t -2035
Na zaacutekladě vyacutesledků vyacutezkumů za pomociacute ITER (i jeho budovaacuteniacute) přechod k reaacutelneacute
elektraacuterně
Jineacute cesty ndash stelaraacutetor inerciaacutelniacute udrženiacute NIF (USA) ndash zatiacutem daleko za tokamaky
Jakeacute možnosti jaacutedro poskytuje
Efektivniacute většiacute zdroj energie minimaacutelně (chlazeniacute) zaacutevislyacute na miacutestniacutech podmiacutenkaacutech
staacutelyacute stabilniacute vyacutekon rarr vhodneacute zaacutekladniacute většiacute zdroje
Česko ndash Dukovany (4 500 MW) a Temeliacuten (2 1000 MW) ndash celkem 4000 MW (36 )
uacutevaha ndash 2 bloky Temeliacuten a 2 Dukovany ( ~ 5000 MW) ndash 60 elektrickeacute energie
Slovensko - Jaslovskeacute Bohunice (2 bloky 440 MW) a Mochovce (2 bloky 440 MW) - 50
dokončovaacuteny ndash 2 bloky Mochovce (440 MW) 1 blok Jaslovskeacute Bohunice (~ 1500 MW)
V budoucnu i dalšiacute elektraacuterny ndash podiacutel na elektřině 70 ndash 80 většiacute podiacutel u tepla vodiacutek
U elektřiny by tak podiacutel mohl byacutet až 70 ndash 80 (nemaacute smysl byacutet většiacute)
Většiacute využitiacute v dopravě v přiacutepadě přechodu na
elektromobily a vodiacutekoveacute hospodaacuteřstviacute
Nahrazeniacute hlavně uhelnyacutech elektraacuteren ndash sniacuteženiacute produkce CO2
Teplaacuterny ndash přechod na menšiacute kompaktniacute zdroje
Možnost kompaktniacutech malyacutech zdrojů kde by se
neměnilo palivo ale celaacute elektraacuterna
Nutnost vhodneacute kombinace a doplňovaacuteniacute s dalšiacutemi
zdroji a uacutesporami
Jadernaacute energetika neniacute samospasitelnaacute ale může byacutet vyacuteznamnyacutem zdrojem energie
Budovanyacute
plovouciacute reaktor
(70 MWe)
EPR reaktor
Některeacute možneacute energetickeacute sceacutenaacuteře
Sceacutenaacuteř 1 Superniacutezkoemisniacute ndash postaveniacute většiacuteho počtu jadernyacutech bloků intenzivniacute
budovaacuteniacute obnovitelnyacutech zdrojů uacuteložiště energie hellip
Česko by zaacutesadně přispělo ke sniacuteženiacute emisiacute
Dnes už velmi nepravděpodobnyacute
Sceacutenaacuteř 3 Druheacute Bavorsko ndash postupnyacute uacutebytek vyacutekonu v jadernyacutech a uhelnyacutech zdrojiacutech
spoleacutehaacuteniacute na větrneacute zdroje na severu Německa a plynoveacute
zdroje regulujiacuteciacute siacuteť u naacutes i v Německu
Situace v Bavorsku ukaacuteže k čemu sceacutenaacuteř vede
Sceacutenaacuteř pravděpodobnyacute v přiacutepadě pokračovaacuteniacute současneacute
nečinnosti
Sceacutenaacuteř 4 Vyacutepadek Dukovan už v roce 2025 ndash třeba tlakem Rakouska a Německa ndash spolu
s odstavenyacutemi uhelnyacutemi bloky ztraacuteta přes 6 GW vyacutekonu
V přiacutepadě nečinnosti a cestě k Bavorskeacutemu sceacutenaacuteři povede
k velkyacutem naacuterokům na regulaci a import elektřiny
Sceacutenaacuteř 2 ASEK ndash poměrně širokeacute rozmeziacute umožňujiacuteciacute optimalizaci podle podmiacutenek
nutnost vyacutestavby jadernyacutech bloků a uacutespěšnyacute rozvoj
obnovitelnyacutech zdrojů a uklaacutedaacuteniacute energie
Je třeba naleacutezt optimum a ve všech sceacutenaacuteřiacutech zajistit bezpečneacute fungovaacuteniacute našeho
energetickeacute ndash vyacutezva pro všechny souvisejiacuteciacute obory
Zaacutevěr1) Jadernaacute energetika prokaacutezala možnost velice efektivniacuteho přechodu k niacutezkoemisniacute
elektroenergetice (Francie Šveacutedsko Ontario hellip)
2) Probleacutemy spojeneacute s velikostiacute těchto zdrojů a citlivostiacute na společenskou podporu
3) Zatiacutem otevřenaacute otaacutezka uacutespěšnosti přechodu k reaktorům III generace (splněniacute
očekaacutevaacuteniacute z hlediska efektivity vyacutestavby a provozu) K tomu potřeba i dostatek
budovanyacutech jednotek a kontinuita Nejleacutepe na tom je VVER1200 a zatiacutem i APR1400
4) Velkyacute potenciaacutel v malyacutech modulaacuterniacutech reaktorech potřeba vyvinout kompaktniacute
model s masovou vyacuterobou (klasickeacute i inovativniacute typy)
5) Pro udržitelneacute využiacutevaacuteniacute jaderneacute energie nutneacute reaktory IV generace nejdaacutele jsou
sodiacutekem a olovem chlazeneacute a vysokoteplotniacute chlazeneacute plynem
6) Urychlovačem řiacutezeneacute transmutory a fuacuteze ndash velkyacute potenciaacutel ale komerčniacute realizace
zatiacutem dost vzdaacutelenaacute ndash velkaacute synergie mezi popsanyacutemi oblastmi
7) Miacuteru využiacutevaacuteniacute jaacutedra silně ovlivniacute reaacutelnaacute miacutera vlivu emisiacute CO2 a nutnost je potlačit
Page 18
Maleacute modulaacuterniacute reaktory
1) Zaacutesadniacute probleacutem ndash vysokeacute počaacutetečniacute investice jen velmi velkyacute zdroj
2) Řešeniacute ndash maleacute modulaacuterniacute reaktory (vyacutekon menšiacute než 300 MWe 500 MWe)
3) Umožňujiacute a) Postavit velkou elektraacuternu postupně
b) Postavit malyacute blok třeba pro teplaacuterenskeacute uacutečely
4) Možneacute varianty a) Založeneacute na klasickeacutem zaacutekladě
b) Maleacute modulaacuterniacute reaktory IV generace
c) bdquoBaterieldquo s dlouhou periodou vyacuteměny paliva
5) Zatiacutem spiacuteše exotika pro specifickeacute uacutečely (reaacutelneacute modely zatiacutem v projektech)
Plovouciacute elektraacuterna Akademik Lomonosov Architektonickaacute vize kompaktniacute bdquobaterieldquo StarCore Nuclear
Současnyacute stav ndash otaacutezka budoucnosti otevřenaacute
Dokončovanyacute KLT-40S (Rusko) ndash tlakovodniacute 35 MWe plovouciacute elektraacuterna Akademik
Lomonsov nahrazuje dosluhujiacuteciacute Bilibinskou elektraacuternu (4 bloky s 11 MWe)
(klasickyacute model ndash podobně i lodniacute reaktory RITM-200 s 50 MWe)
Zahaacutejenyacute ACPR50S (Čiacutena) ndash 60 MWe
Plovouciacute i pozemniacute elektraacuterny (ACPR100)
Plovouciacute elektraacuterna Akademik Lomonosov
nahradiacute Bilibinskou elektraacuternu
Představa budouciacute čiacutenskeacute plovouciacute jaderneacute
elektraacuterny
Dokončovanyacute HTR-PM ndash vysokoteplotniacute reaktor chlazenyacute plynem dva bloky s jednou
turbiacutenou 210 MWe
Pokročilyacute
Rozpracovaneacute projekty (cesta do budoucnosti)
Tlakovodniacute - VBER-300 (Rusko) SMR-160 (USA)
Integraacutelniacute tlakovodniacute ndash NuScale (USA) ACP100 (Čiacutena) SMART (Jižniacute Korea)
Sodiacutekovyacute rychlyacute ndash PRISM ARC-100
Integraacutelniacute tekuteacute soli ndash Integral MSR (Kanada)
Chlazenyacute olovem ndash BREAST (Rusko)
Chlazenyacute bismutem a olovem ndash SVBR100 (Rusko)
Scheacutema elektraacuterny
Terrestrial Energy
Kanada
Kritickeacute ndash dokončeniacute
prototypu a seacuteriovaacute vyacuteroba
Vyacuteroba paliva pro bloky HTR-PM
Jak jsme na tom s palivem
Znaacutemeacute zaacutesoby 55 milionů tun (130 $kg)
Austraacutelie 23 Kazachstaacuten 15 Rusko 10 Kanada 8
Uraninit jeden z typů uranoveacute rudy
Zaacutesoby uranu maacute i Česko
Důl Rožnaacute v Dolniacute RožiacutenceKanada je největšiacutem producentem uranu
Lepšiacute prospekciacute až řaacutedoveacute zvyacutešeniacute zaacutesob
Současnaacute potřeba ndash 65 014 tun
Těžba 1) Podzemniacute
2) Povrchovaacute
3) Louženiacutem (29)
4) Vedlejšiacute produkt (10)
(i obsahy uranu 0025 a meacuteně)
5) Zpracovaacuteniacute elektraacuterenskeacuteho popiacutelku
Těžba v roce 2013
(59 678 t)
Kazachstaacuten 22567 t
Kanada 9332 t
Austraacutelie 6350 t
Niger 4528 t
Rusko 3135 t
(61)
Spotřeba 1000 MW ndash 200 tun přiacuterodniacuteho uranu ročně
Svět ndash 430 000 MW ndash 65 000 tun ročně (při takoveacute spotřebě znaacutemeacute zaacutesoby pro
cenu 130 $ na 85 let) ndash cena byla už i 300 $ - odhad zaacutesob o řaacuted až dva většiacute
Těžba v Česku 225 tun (2015) v principu zaacutesoby až 109 000 t (při ceně 300 $)
Zbrojniacute uran a plutonium ndash ekvivalent 545 000 tun přiacuterodniacuteho uranu
Využitiacute uranu 238 ndash přiacuterodniacute uran 07 uranu 235 rarr viacutece než 100kraacutet viacutece paliva
Přepracovaacuteniacute vyhořeleacuteho paliva ndash MOX ndash efektivnějšiacute využitiacute
Spolehlivě zhruba na stoletiacute i při zvyacutešeniacute produkce několikanaacutesobně
Možnost i při vysokeacutem zvyacutešeniacute využitiacute jaacutedra na tisiacuteciletiacute
Zpracovatelskyacute zaacutevod dolu Beverley (Austraacutelie)
Thoriovyacute cyklus (vyacutehoda ndash nevznikajiacute transurany)
232Th T12 = 14051010 let rarr je ho ještě viacutece než uranu 238
232Th + n rarr 233Th(β-) + γ rarr 233Pa(β-) + γ rarr 233U
vyacuteskyt v monazitu
Austraacutelie 452 000 tun
USA 400 000 tun
Turecko 344 000 tun
Indie 319 000 tun
Celkově 2 400 000 tun
Produkce štěpneacuteho materiaacutelu
možnost zajištěniacute jaderneacute energetiky na tisiacuteciletiacute
Velkeacute zaacutesoby thoria maacute opět Austraacutelie a takeacute Indie
Pozor znaacutemeacute zaacutesoby
Znalosti velmi sporeacute
Množstviacute určitě řaacutedově podceněneacute
Reaktory IV generace
Proč je potřebujeme
1) Zvyacutešeniacute efektivity využitiacute uranu a thoria (zaacutesoby paliva na mnoho tisiacuteciletiacute) ndash rychleacute
reaktory
2) Sniacuteženiacute objemu a nebezpečnosti radioaktivniacuteho odpadu (uzavřeniacute palivoveacuteho cyklu) ndash
exotickeacute typy s tekutyacutem palivem a průběžnou separaciacute
3) Zvyacutešeniacute efektivity produkce elektřiny a tepla pro průmysl (vysokoteplotniacute reaktory
pro průmysl i produkci vodiacuteku)
4) Uacuteplně noveacute koncepty někdy značně exotickeacute ndash šest třiacuted konceptů
Sodiacutekem chlazenyacute reaktor BN800
Sodiacutekem chlazenyacute reaktor ndash rychlyacute reaktor uacutespěšneacute komerčniacute bloky BN600 a BN800
v Rusku prototyp CEFR (Čiacutena) dokončovanyacute blok Kalpakkam 500 MWe (Indie)
evropskyacute hlavně francouzskyacute projekt ASTRID
Olovem chlazenyacute reaktor ndash rychlyacute reaktor chla-
zenyacute tekutyacutem kovem zkušenosti na ponorkaacutech
BREST-300 ndash prototypovyacute reaktor (Rusko)
Palivovyacute soubor a staveniště reaktoru BREST 300
Sodiacutekovyacute reaktor Kalpakkam (Indie)
Ruskaacute ponorka s olovem chlazenyacutem reaktorem
Vysokoteplotniacute plynem chlazenyacute reaktor ndash chlazenyacute
heacuteliem (přiacutepadně jinyacutem plynem) moderovanyacute
grafitem vysokyacute stupeň vyhořeniacute paliva pasivniacute
bezpečnost dokončovanyacute reaktor s palivem v
podobě kouliacute v Čiacuteně ndash HTR-PM spolupraacutece se
Saudskou Araacutebiiacute
Reaktor chlazenyacute superkritickou vodou ndash nadkritickeacute
bloky s klasickou moderaciacute velmi vysokaacute efektivita
konverze tepla na elektřinu Smyčka se
superkritickou vodou v UacuteJV
Reaktory využiacutevajiacuteciacute tekuteacute soli ndash využitiacute fluoroveacute
soliacute s lithiem tekuteacute palivo ndash nejinovativnějšiacute
princip různeacute typy moderace (energetickeacuteho
spektra) Vhodnyacute pro konverzi thoria 232 na uran
233 Nejdaacutele v Čiacuteně Zapojeniacute CVŘ a UacuteJV
Rychlyacute reaktor chlazenyacute plynem ndash chlazeniacute heliem
nemoderovanyacute evropskyacute projekt ALLEGRO
uacutevahy o jeho vyacutestavbě ve Středniacute Evropě heliovaacute
smyčka v UacuteJV as Řež
Kuloveacute palivo pro reaktor HTR-PM v Čiacuteně
Instalace reaktoru HTR-PM v Čiacuteně
Scheacutema projektu reaktoru Allegro
Prvniacute dokončovaneacute uacuteložiště vyhořeleacuteho paliva
Onkalo
Finsko ndash bliacutezko elektraacuterny
Olkiluoto
Žulovyacute masiacutev ndash umiacutestěniacute
500 m pod povrchem
2004 ndash začaacutetek ražby
2015 ndash licence pro vyacutestavbu
2020 ndash dokončeniacute 1etapy
2024 ndash začaacutetek uklaacutedaacuteniacute
Recyklace ndash palivo MOX
Využitiacute uranu a plutonia z vyhořeleacuteho
paliva
Přepracovaciacute zaacutevod ndash separace uranu a
plutonia
Přepracovaacuteniacute a produkci MOX ndash
Francie Velkaacute Britaacutenie Rusko
Sniacuteženiacute potřeby čerstveacuteho uranu a
zmenšeniacute objemu odpadu
Radionuklidoveacute zdroje pro vesmiacuter ndash chybiacute plutonium 238
Miacutesto 238Pu použiacutet 241Am z jaderneacuteho odpadu
plutonium 238 americium 241
poločas rozpadu 87 7 let 432 let
Nejintenzivnějšiacute gama 004 36
Energie gama 43 keV 60 keV
Energie rozpadu 56 MeV 56 MeV
Hustota energie 054 kWkg 0105 kWkg
Možnost ziacuteskat chemickou separaciacute z vyhořeleacuteho paliva (staryacutech zaacutesob plutonia)
Vyacutehody Možnost ziacuteskaacuteniacute bez speciaacutelniacuteho ozařovaacuteniacute ve speciaacutelniacutem reaktoru
Pomalejšiacute pokles vyacutekonu
Nevyacutehody Teacuteměř 5kraacutet vyššiacute potřebnaacute hmotnost ( 5kraacutet nižšiacute aktivita)
Vyacuteraznějšiacute aktivita gama ndash nutnost řešit stiacuteněniacute před touto radiaciacute
Ziacuteskaacutevaacuteniacute americia 241
Chemickaacute
separace
americia
Čisteacute plutonium americium pro vesmiacuter
Přepracovaacuteniacute
paliva
Separovaneacute plutonium
Čas uloženiacute
Z plutoniiacute jedině 241Pu se rozpadaacute beta rozpadem při rozpadu směsi plutoniiacute
tak vznikaacute pouze izotop americia 241Am (241Pu rarr 241Am T12 = 14 let)
241Pu rarr 241Am
Urychlovačem řiacutezeneacute transmutory
Z čeho se sklaacutedaacute
1) Urychlovač protonů - energie 100 - 1000 MeV
2) Terč - olovo wolfram hellip
3) Naacutedoba obsahujiacuteciacute systeacutem jaderneacuteho odpadu moderaacutetoru
Nutnost separace stabilniacutech a kraacutetkodobyacutech izotopů
Zaacutekladniacute vlastnosti
1) Využiacutevaacute třiacuteštivyacutech reakciacute
2) Velmi vysokaacute hustota neutronů rarr efektivniacute transmutace
3) Podkritickyacute režim provozu
4) Produkce neutronů ve velmi širokeacutem rozmeziacute energiiacute
Scheacutema koncepce urychlovačem řiacutezeneacuteho jaderneacuteho transmutoru
Praacutece na analyacuteze terče Megapie
v horkyacutech komoraacutech v PSI
Olověnyacute terč při testech v laboratoři CERN
Termojadernaacute elektraacuterna
Tokamak ITER ndash prvniacute fuacutezniacute reaktor vyacutekon 500 MW 10kraacutet vyššiacute než vklad demonstruje
chovaacuteniacute plazmy u elektraacuterny fuacutezniacute reakce deuteria a tritia testy s produkciacute tritia
Tokamak ITER ndash produkce 10kraacutet viacutece energie
DEMO ndash prvniacute prototyp fuacutezniacute elektraacuterny ndash i s turbiacutenou a produkciacute paliva (tritia) z lithia
Současnyacute časovyacute plaacuten Sestavovaacuteniacute a instalace zařiacutezeniacute 2018 ndash 2025
prvniacute plazma ndash 2025 přechod na studium fuacutezniacutech reakciacute d+t -2035
Na zaacutekladě vyacutesledků vyacutezkumů za pomociacute ITER (i jeho budovaacuteniacute) přechod k reaacutelneacute
elektraacuterně
Jineacute cesty ndash stelaraacutetor inerciaacutelniacute udrženiacute NIF (USA) ndash zatiacutem daleko za tokamaky
Jakeacute možnosti jaacutedro poskytuje
Efektivniacute většiacute zdroj energie minimaacutelně (chlazeniacute) zaacutevislyacute na miacutestniacutech podmiacutenkaacutech
staacutelyacute stabilniacute vyacutekon rarr vhodneacute zaacutekladniacute většiacute zdroje
Česko ndash Dukovany (4 500 MW) a Temeliacuten (2 1000 MW) ndash celkem 4000 MW (36 )
uacutevaha ndash 2 bloky Temeliacuten a 2 Dukovany ( ~ 5000 MW) ndash 60 elektrickeacute energie
Slovensko - Jaslovskeacute Bohunice (2 bloky 440 MW) a Mochovce (2 bloky 440 MW) - 50
dokončovaacuteny ndash 2 bloky Mochovce (440 MW) 1 blok Jaslovskeacute Bohunice (~ 1500 MW)
V budoucnu i dalšiacute elektraacuterny ndash podiacutel na elektřině 70 ndash 80 většiacute podiacutel u tepla vodiacutek
U elektřiny by tak podiacutel mohl byacutet až 70 ndash 80 (nemaacute smysl byacutet většiacute)
Většiacute využitiacute v dopravě v přiacutepadě přechodu na
elektromobily a vodiacutekoveacute hospodaacuteřstviacute
Nahrazeniacute hlavně uhelnyacutech elektraacuteren ndash sniacuteženiacute produkce CO2
Teplaacuterny ndash přechod na menšiacute kompaktniacute zdroje
Možnost kompaktniacutech malyacutech zdrojů kde by se
neměnilo palivo ale celaacute elektraacuterna
Nutnost vhodneacute kombinace a doplňovaacuteniacute s dalšiacutemi
zdroji a uacutesporami
Jadernaacute energetika neniacute samospasitelnaacute ale může byacutet vyacuteznamnyacutem zdrojem energie
Budovanyacute
plovouciacute reaktor
(70 MWe)
EPR reaktor
Některeacute možneacute energetickeacute sceacutenaacuteře
Sceacutenaacuteř 1 Superniacutezkoemisniacute ndash postaveniacute většiacuteho počtu jadernyacutech bloků intenzivniacute
budovaacuteniacute obnovitelnyacutech zdrojů uacuteložiště energie hellip
Česko by zaacutesadně přispělo ke sniacuteženiacute emisiacute
Dnes už velmi nepravděpodobnyacute
Sceacutenaacuteř 3 Druheacute Bavorsko ndash postupnyacute uacutebytek vyacutekonu v jadernyacutech a uhelnyacutech zdrojiacutech
spoleacutehaacuteniacute na větrneacute zdroje na severu Německa a plynoveacute
zdroje regulujiacuteciacute siacuteť u naacutes i v Německu
Situace v Bavorsku ukaacuteže k čemu sceacutenaacuteř vede
Sceacutenaacuteř pravděpodobnyacute v přiacutepadě pokračovaacuteniacute současneacute
nečinnosti
Sceacutenaacuteř 4 Vyacutepadek Dukovan už v roce 2025 ndash třeba tlakem Rakouska a Německa ndash spolu
s odstavenyacutemi uhelnyacutemi bloky ztraacuteta přes 6 GW vyacutekonu
V přiacutepadě nečinnosti a cestě k Bavorskeacutemu sceacutenaacuteři povede
k velkyacutem naacuterokům na regulaci a import elektřiny
Sceacutenaacuteř 2 ASEK ndash poměrně širokeacute rozmeziacute umožňujiacuteciacute optimalizaci podle podmiacutenek
nutnost vyacutestavby jadernyacutech bloků a uacutespěšnyacute rozvoj
obnovitelnyacutech zdrojů a uklaacutedaacuteniacute energie
Je třeba naleacutezt optimum a ve všech sceacutenaacuteřiacutech zajistit bezpečneacute fungovaacuteniacute našeho
energetickeacute ndash vyacutezva pro všechny souvisejiacuteciacute obory
Zaacutevěr1) Jadernaacute energetika prokaacutezala možnost velice efektivniacuteho přechodu k niacutezkoemisniacute
elektroenergetice (Francie Šveacutedsko Ontario hellip)
2) Probleacutemy spojeneacute s velikostiacute těchto zdrojů a citlivostiacute na společenskou podporu
3) Zatiacutem otevřenaacute otaacutezka uacutespěšnosti přechodu k reaktorům III generace (splněniacute
očekaacutevaacuteniacute z hlediska efektivity vyacutestavby a provozu) K tomu potřeba i dostatek
budovanyacutech jednotek a kontinuita Nejleacutepe na tom je VVER1200 a zatiacutem i APR1400
4) Velkyacute potenciaacutel v malyacutech modulaacuterniacutech reaktorech potřeba vyvinout kompaktniacute
model s masovou vyacuterobou (klasickeacute i inovativniacute typy)
5) Pro udržitelneacute využiacutevaacuteniacute jaderneacute energie nutneacute reaktory IV generace nejdaacutele jsou
sodiacutekem a olovem chlazeneacute a vysokoteplotniacute chlazeneacute plynem
6) Urychlovačem řiacutezeneacute transmutory a fuacuteze ndash velkyacute potenciaacutel ale komerčniacute realizace
zatiacutem dost vzdaacutelenaacute ndash velkaacute synergie mezi popsanyacutemi oblastmi
7) Miacuteru využiacutevaacuteniacute jaacutedra silně ovlivniacute reaacutelnaacute miacutera vlivu emisiacute CO2 a nutnost je potlačit
Page 19
Současnyacute stav ndash otaacutezka budoucnosti otevřenaacute
Dokončovanyacute KLT-40S (Rusko) ndash tlakovodniacute 35 MWe plovouciacute elektraacuterna Akademik
Lomonsov nahrazuje dosluhujiacuteciacute Bilibinskou elektraacuternu (4 bloky s 11 MWe)
(klasickyacute model ndash podobně i lodniacute reaktory RITM-200 s 50 MWe)
Zahaacutejenyacute ACPR50S (Čiacutena) ndash 60 MWe
Plovouciacute i pozemniacute elektraacuterny (ACPR100)
Plovouciacute elektraacuterna Akademik Lomonosov
nahradiacute Bilibinskou elektraacuternu
Představa budouciacute čiacutenskeacute plovouciacute jaderneacute
elektraacuterny
Dokončovanyacute HTR-PM ndash vysokoteplotniacute reaktor chlazenyacute plynem dva bloky s jednou
turbiacutenou 210 MWe
Pokročilyacute
Rozpracovaneacute projekty (cesta do budoucnosti)
Tlakovodniacute - VBER-300 (Rusko) SMR-160 (USA)
Integraacutelniacute tlakovodniacute ndash NuScale (USA) ACP100 (Čiacutena) SMART (Jižniacute Korea)
Sodiacutekovyacute rychlyacute ndash PRISM ARC-100
Integraacutelniacute tekuteacute soli ndash Integral MSR (Kanada)
Chlazenyacute olovem ndash BREAST (Rusko)
Chlazenyacute bismutem a olovem ndash SVBR100 (Rusko)
Scheacutema elektraacuterny
Terrestrial Energy
Kanada
Kritickeacute ndash dokončeniacute
prototypu a seacuteriovaacute vyacuteroba
Vyacuteroba paliva pro bloky HTR-PM
Jak jsme na tom s palivem
Znaacutemeacute zaacutesoby 55 milionů tun (130 $kg)
Austraacutelie 23 Kazachstaacuten 15 Rusko 10 Kanada 8
Uraninit jeden z typů uranoveacute rudy
Zaacutesoby uranu maacute i Česko
Důl Rožnaacute v Dolniacute RožiacutenceKanada je největšiacutem producentem uranu
Lepšiacute prospekciacute až řaacutedoveacute zvyacutešeniacute zaacutesob
Současnaacute potřeba ndash 65 014 tun
Těžba 1) Podzemniacute
2) Povrchovaacute
3) Louženiacutem (29)
4) Vedlejšiacute produkt (10)
(i obsahy uranu 0025 a meacuteně)
5) Zpracovaacuteniacute elektraacuterenskeacuteho popiacutelku
Těžba v roce 2013
(59 678 t)
Kazachstaacuten 22567 t
Kanada 9332 t
Austraacutelie 6350 t
Niger 4528 t
Rusko 3135 t
(61)
Spotřeba 1000 MW ndash 200 tun přiacuterodniacuteho uranu ročně
Svět ndash 430 000 MW ndash 65 000 tun ročně (při takoveacute spotřebě znaacutemeacute zaacutesoby pro
cenu 130 $ na 85 let) ndash cena byla už i 300 $ - odhad zaacutesob o řaacuted až dva většiacute
Těžba v Česku 225 tun (2015) v principu zaacutesoby až 109 000 t (při ceně 300 $)
Zbrojniacute uran a plutonium ndash ekvivalent 545 000 tun přiacuterodniacuteho uranu
Využitiacute uranu 238 ndash přiacuterodniacute uran 07 uranu 235 rarr viacutece než 100kraacutet viacutece paliva
Přepracovaacuteniacute vyhořeleacuteho paliva ndash MOX ndash efektivnějšiacute využitiacute
Spolehlivě zhruba na stoletiacute i při zvyacutešeniacute produkce několikanaacutesobně
Možnost i při vysokeacutem zvyacutešeniacute využitiacute jaacutedra na tisiacuteciletiacute
Zpracovatelskyacute zaacutevod dolu Beverley (Austraacutelie)
Thoriovyacute cyklus (vyacutehoda ndash nevznikajiacute transurany)
232Th T12 = 14051010 let rarr je ho ještě viacutece než uranu 238
232Th + n rarr 233Th(β-) + γ rarr 233Pa(β-) + γ rarr 233U
vyacuteskyt v monazitu
Austraacutelie 452 000 tun
USA 400 000 tun
Turecko 344 000 tun
Indie 319 000 tun
Celkově 2 400 000 tun
Produkce štěpneacuteho materiaacutelu
možnost zajištěniacute jaderneacute energetiky na tisiacuteciletiacute
Velkeacute zaacutesoby thoria maacute opět Austraacutelie a takeacute Indie
Pozor znaacutemeacute zaacutesoby
Znalosti velmi sporeacute
Množstviacute určitě řaacutedově podceněneacute
Reaktory IV generace
Proč je potřebujeme
1) Zvyacutešeniacute efektivity využitiacute uranu a thoria (zaacutesoby paliva na mnoho tisiacuteciletiacute) ndash rychleacute
reaktory
2) Sniacuteženiacute objemu a nebezpečnosti radioaktivniacuteho odpadu (uzavřeniacute palivoveacuteho cyklu) ndash
exotickeacute typy s tekutyacutem palivem a průběžnou separaciacute
3) Zvyacutešeniacute efektivity produkce elektřiny a tepla pro průmysl (vysokoteplotniacute reaktory
pro průmysl i produkci vodiacuteku)
4) Uacuteplně noveacute koncepty někdy značně exotickeacute ndash šest třiacuted konceptů
Sodiacutekem chlazenyacute reaktor BN800
Sodiacutekem chlazenyacute reaktor ndash rychlyacute reaktor uacutespěšneacute komerčniacute bloky BN600 a BN800
v Rusku prototyp CEFR (Čiacutena) dokončovanyacute blok Kalpakkam 500 MWe (Indie)
evropskyacute hlavně francouzskyacute projekt ASTRID
Olovem chlazenyacute reaktor ndash rychlyacute reaktor chla-
zenyacute tekutyacutem kovem zkušenosti na ponorkaacutech
BREST-300 ndash prototypovyacute reaktor (Rusko)
Palivovyacute soubor a staveniště reaktoru BREST 300
Sodiacutekovyacute reaktor Kalpakkam (Indie)
Ruskaacute ponorka s olovem chlazenyacutem reaktorem
Vysokoteplotniacute plynem chlazenyacute reaktor ndash chlazenyacute
heacuteliem (přiacutepadně jinyacutem plynem) moderovanyacute
grafitem vysokyacute stupeň vyhořeniacute paliva pasivniacute
bezpečnost dokončovanyacute reaktor s palivem v
podobě kouliacute v Čiacuteně ndash HTR-PM spolupraacutece se
Saudskou Araacutebiiacute
Reaktor chlazenyacute superkritickou vodou ndash nadkritickeacute
bloky s klasickou moderaciacute velmi vysokaacute efektivita
konverze tepla na elektřinu Smyčka se
superkritickou vodou v UacuteJV
Reaktory využiacutevajiacuteciacute tekuteacute soli ndash využitiacute fluoroveacute
soliacute s lithiem tekuteacute palivo ndash nejinovativnějšiacute
princip různeacute typy moderace (energetickeacuteho
spektra) Vhodnyacute pro konverzi thoria 232 na uran
233 Nejdaacutele v Čiacuteně Zapojeniacute CVŘ a UacuteJV
Rychlyacute reaktor chlazenyacute plynem ndash chlazeniacute heliem
nemoderovanyacute evropskyacute projekt ALLEGRO
uacutevahy o jeho vyacutestavbě ve Středniacute Evropě heliovaacute
smyčka v UacuteJV as Řež
Kuloveacute palivo pro reaktor HTR-PM v Čiacuteně
Instalace reaktoru HTR-PM v Čiacuteně
Scheacutema projektu reaktoru Allegro
Prvniacute dokončovaneacute uacuteložiště vyhořeleacuteho paliva
Onkalo
Finsko ndash bliacutezko elektraacuterny
Olkiluoto
Žulovyacute masiacutev ndash umiacutestěniacute
500 m pod povrchem
2004 ndash začaacutetek ražby
2015 ndash licence pro vyacutestavbu
2020 ndash dokončeniacute 1etapy
2024 ndash začaacutetek uklaacutedaacuteniacute
Recyklace ndash palivo MOX
Využitiacute uranu a plutonia z vyhořeleacuteho
paliva
Přepracovaciacute zaacutevod ndash separace uranu a
plutonia
Přepracovaacuteniacute a produkci MOX ndash
Francie Velkaacute Britaacutenie Rusko
Sniacuteženiacute potřeby čerstveacuteho uranu a
zmenšeniacute objemu odpadu
Radionuklidoveacute zdroje pro vesmiacuter ndash chybiacute plutonium 238
Miacutesto 238Pu použiacutet 241Am z jaderneacuteho odpadu
plutonium 238 americium 241
poločas rozpadu 87 7 let 432 let
Nejintenzivnějšiacute gama 004 36
Energie gama 43 keV 60 keV
Energie rozpadu 56 MeV 56 MeV
Hustota energie 054 kWkg 0105 kWkg
Možnost ziacuteskat chemickou separaciacute z vyhořeleacuteho paliva (staryacutech zaacutesob plutonia)
Vyacutehody Možnost ziacuteskaacuteniacute bez speciaacutelniacuteho ozařovaacuteniacute ve speciaacutelniacutem reaktoru
Pomalejšiacute pokles vyacutekonu
Nevyacutehody Teacuteměř 5kraacutet vyššiacute potřebnaacute hmotnost ( 5kraacutet nižšiacute aktivita)
Vyacuteraznějšiacute aktivita gama ndash nutnost řešit stiacuteněniacute před touto radiaciacute
Ziacuteskaacutevaacuteniacute americia 241
Chemickaacute
separace
americia
Čisteacute plutonium americium pro vesmiacuter
Přepracovaacuteniacute
paliva
Separovaneacute plutonium
Čas uloženiacute
Z plutoniiacute jedině 241Pu se rozpadaacute beta rozpadem při rozpadu směsi plutoniiacute
tak vznikaacute pouze izotop americia 241Am (241Pu rarr 241Am T12 = 14 let)
241Pu rarr 241Am
Urychlovačem řiacutezeneacute transmutory
Z čeho se sklaacutedaacute
1) Urychlovač protonů - energie 100 - 1000 MeV
2) Terč - olovo wolfram hellip
3) Naacutedoba obsahujiacuteciacute systeacutem jaderneacuteho odpadu moderaacutetoru
Nutnost separace stabilniacutech a kraacutetkodobyacutech izotopů
Zaacutekladniacute vlastnosti
1) Využiacutevaacute třiacuteštivyacutech reakciacute
2) Velmi vysokaacute hustota neutronů rarr efektivniacute transmutace
3) Podkritickyacute režim provozu
4) Produkce neutronů ve velmi širokeacutem rozmeziacute energiiacute
Scheacutema koncepce urychlovačem řiacutezeneacuteho jaderneacuteho transmutoru
Praacutece na analyacuteze terče Megapie
v horkyacutech komoraacutech v PSI
Olověnyacute terč při testech v laboratoři CERN
Termojadernaacute elektraacuterna
Tokamak ITER ndash prvniacute fuacutezniacute reaktor vyacutekon 500 MW 10kraacutet vyššiacute než vklad demonstruje
chovaacuteniacute plazmy u elektraacuterny fuacutezniacute reakce deuteria a tritia testy s produkciacute tritia
Tokamak ITER ndash produkce 10kraacutet viacutece energie
DEMO ndash prvniacute prototyp fuacutezniacute elektraacuterny ndash i s turbiacutenou a produkciacute paliva (tritia) z lithia
Současnyacute časovyacute plaacuten Sestavovaacuteniacute a instalace zařiacutezeniacute 2018 ndash 2025
prvniacute plazma ndash 2025 přechod na studium fuacutezniacutech reakciacute d+t -2035
Na zaacutekladě vyacutesledků vyacutezkumů za pomociacute ITER (i jeho budovaacuteniacute) přechod k reaacutelneacute
elektraacuterně
Jineacute cesty ndash stelaraacutetor inerciaacutelniacute udrženiacute NIF (USA) ndash zatiacutem daleko za tokamaky
Jakeacute možnosti jaacutedro poskytuje
Efektivniacute většiacute zdroj energie minimaacutelně (chlazeniacute) zaacutevislyacute na miacutestniacutech podmiacutenkaacutech
staacutelyacute stabilniacute vyacutekon rarr vhodneacute zaacutekladniacute většiacute zdroje
Česko ndash Dukovany (4 500 MW) a Temeliacuten (2 1000 MW) ndash celkem 4000 MW (36 )
uacutevaha ndash 2 bloky Temeliacuten a 2 Dukovany ( ~ 5000 MW) ndash 60 elektrickeacute energie
Slovensko - Jaslovskeacute Bohunice (2 bloky 440 MW) a Mochovce (2 bloky 440 MW) - 50
dokončovaacuteny ndash 2 bloky Mochovce (440 MW) 1 blok Jaslovskeacute Bohunice (~ 1500 MW)
V budoucnu i dalšiacute elektraacuterny ndash podiacutel na elektřině 70 ndash 80 většiacute podiacutel u tepla vodiacutek
U elektřiny by tak podiacutel mohl byacutet až 70 ndash 80 (nemaacute smysl byacutet většiacute)
Většiacute využitiacute v dopravě v přiacutepadě přechodu na
elektromobily a vodiacutekoveacute hospodaacuteřstviacute
Nahrazeniacute hlavně uhelnyacutech elektraacuteren ndash sniacuteženiacute produkce CO2
Teplaacuterny ndash přechod na menšiacute kompaktniacute zdroje
Možnost kompaktniacutech malyacutech zdrojů kde by se
neměnilo palivo ale celaacute elektraacuterna
Nutnost vhodneacute kombinace a doplňovaacuteniacute s dalšiacutemi
zdroji a uacutesporami
Jadernaacute energetika neniacute samospasitelnaacute ale může byacutet vyacuteznamnyacutem zdrojem energie
Budovanyacute
plovouciacute reaktor
(70 MWe)
EPR reaktor
Některeacute možneacute energetickeacute sceacutenaacuteře
Sceacutenaacuteř 1 Superniacutezkoemisniacute ndash postaveniacute většiacuteho počtu jadernyacutech bloků intenzivniacute
budovaacuteniacute obnovitelnyacutech zdrojů uacuteložiště energie hellip
Česko by zaacutesadně přispělo ke sniacuteženiacute emisiacute
Dnes už velmi nepravděpodobnyacute
Sceacutenaacuteř 3 Druheacute Bavorsko ndash postupnyacute uacutebytek vyacutekonu v jadernyacutech a uhelnyacutech zdrojiacutech
spoleacutehaacuteniacute na větrneacute zdroje na severu Německa a plynoveacute
zdroje regulujiacuteciacute siacuteť u naacutes i v Německu
Situace v Bavorsku ukaacuteže k čemu sceacutenaacuteř vede
Sceacutenaacuteř pravděpodobnyacute v přiacutepadě pokračovaacuteniacute současneacute
nečinnosti
Sceacutenaacuteř 4 Vyacutepadek Dukovan už v roce 2025 ndash třeba tlakem Rakouska a Německa ndash spolu
s odstavenyacutemi uhelnyacutemi bloky ztraacuteta přes 6 GW vyacutekonu
V přiacutepadě nečinnosti a cestě k Bavorskeacutemu sceacutenaacuteři povede
k velkyacutem naacuterokům na regulaci a import elektřiny
Sceacutenaacuteř 2 ASEK ndash poměrně širokeacute rozmeziacute umožňujiacuteciacute optimalizaci podle podmiacutenek
nutnost vyacutestavby jadernyacutech bloků a uacutespěšnyacute rozvoj
obnovitelnyacutech zdrojů a uklaacutedaacuteniacute energie
Je třeba naleacutezt optimum a ve všech sceacutenaacuteřiacutech zajistit bezpečneacute fungovaacuteniacute našeho
energetickeacute ndash vyacutezva pro všechny souvisejiacuteciacute obory
Zaacutevěr1) Jadernaacute energetika prokaacutezala možnost velice efektivniacuteho přechodu k niacutezkoemisniacute
elektroenergetice (Francie Šveacutedsko Ontario hellip)
2) Probleacutemy spojeneacute s velikostiacute těchto zdrojů a citlivostiacute na společenskou podporu
3) Zatiacutem otevřenaacute otaacutezka uacutespěšnosti přechodu k reaktorům III generace (splněniacute
očekaacutevaacuteniacute z hlediska efektivity vyacutestavby a provozu) K tomu potřeba i dostatek
budovanyacutech jednotek a kontinuita Nejleacutepe na tom je VVER1200 a zatiacutem i APR1400
4) Velkyacute potenciaacutel v malyacutech modulaacuterniacutech reaktorech potřeba vyvinout kompaktniacute
model s masovou vyacuterobou (klasickeacute i inovativniacute typy)
5) Pro udržitelneacute využiacutevaacuteniacute jaderneacute energie nutneacute reaktory IV generace nejdaacutele jsou
sodiacutekem a olovem chlazeneacute a vysokoteplotniacute chlazeneacute plynem
6) Urychlovačem řiacutezeneacute transmutory a fuacuteze ndash velkyacute potenciaacutel ale komerčniacute realizace
zatiacutem dost vzdaacutelenaacute ndash velkaacute synergie mezi popsanyacutemi oblastmi
7) Miacuteru využiacutevaacuteniacute jaacutedra silně ovlivniacute reaacutelnaacute miacutera vlivu emisiacute CO2 a nutnost je potlačit
Page 20
Dokončovanyacute HTR-PM ndash vysokoteplotniacute reaktor chlazenyacute plynem dva bloky s jednou
turbiacutenou 210 MWe
Pokročilyacute
Rozpracovaneacute projekty (cesta do budoucnosti)
Tlakovodniacute - VBER-300 (Rusko) SMR-160 (USA)
Integraacutelniacute tlakovodniacute ndash NuScale (USA) ACP100 (Čiacutena) SMART (Jižniacute Korea)
Sodiacutekovyacute rychlyacute ndash PRISM ARC-100
Integraacutelniacute tekuteacute soli ndash Integral MSR (Kanada)
Chlazenyacute olovem ndash BREAST (Rusko)
Chlazenyacute bismutem a olovem ndash SVBR100 (Rusko)
Scheacutema elektraacuterny
Terrestrial Energy
Kanada
Kritickeacute ndash dokončeniacute
prototypu a seacuteriovaacute vyacuteroba
Vyacuteroba paliva pro bloky HTR-PM
Jak jsme na tom s palivem
Znaacutemeacute zaacutesoby 55 milionů tun (130 $kg)
Austraacutelie 23 Kazachstaacuten 15 Rusko 10 Kanada 8
Uraninit jeden z typů uranoveacute rudy
Zaacutesoby uranu maacute i Česko
Důl Rožnaacute v Dolniacute RožiacutenceKanada je největšiacutem producentem uranu
Lepšiacute prospekciacute až řaacutedoveacute zvyacutešeniacute zaacutesob
Současnaacute potřeba ndash 65 014 tun
Těžba 1) Podzemniacute
2) Povrchovaacute
3) Louženiacutem (29)
4) Vedlejšiacute produkt (10)
(i obsahy uranu 0025 a meacuteně)
5) Zpracovaacuteniacute elektraacuterenskeacuteho popiacutelku
Těžba v roce 2013
(59 678 t)
Kazachstaacuten 22567 t
Kanada 9332 t
Austraacutelie 6350 t
Niger 4528 t
Rusko 3135 t
(61)
Spotřeba 1000 MW ndash 200 tun přiacuterodniacuteho uranu ročně
Svět ndash 430 000 MW ndash 65 000 tun ročně (při takoveacute spotřebě znaacutemeacute zaacutesoby pro
cenu 130 $ na 85 let) ndash cena byla už i 300 $ - odhad zaacutesob o řaacuted až dva většiacute
Těžba v Česku 225 tun (2015) v principu zaacutesoby až 109 000 t (při ceně 300 $)
Zbrojniacute uran a plutonium ndash ekvivalent 545 000 tun přiacuterodniacuteho uranu
Využitiacute uranu 238 ndash přiacuterodniacute uran 07 uranu 235 rarr viacutece než 100kraacutet viacutece paliva
Přepracovaacuteniacute vyhořeleacuteho paliva ndash MOX ndash efektivnějšiacute využitiacute
Spolehlivě zhruba na stoletiacute i při zvyacutešeniacute produkce několikanaacutesobně
Možnost i při vysokeacutem zvyacutešeniacute využitiacute jaacutedra na tisiacuteciletiacute
Zpracovatelskyacute zaacutevod dolu Beverley (Austraacutelie)
Thoriovyacute cyklus (vyacutehoda ndash nevznikajiacute transurany)
232Th T12 = 14051010 let rarr je ho ještě viacutece než uranu 238
232Th + n rarr 233Th(β-) + γ rarr 233Pa(β-) + γ rarr 233U
vyacuteskyt v monazitu
Austraacutelie 452 000 tun
USA 400 000 tun
Turecko 344 000 tun
Indie 319 000 tun
Celkově 2 400 000 tun
Produkce štěpneacuteho materiaacutelu
možnost zajištěniacute jaderneacute energetiky na tisiacuteciletiacute
Velkeacute zaacutesoby thoria maacute opět Austraacutelie a takeacute Indie
Pozor znaacutemeacute zaacutesoby
Znalosti velmi sporeacute
Množstviacute určitě řaacutedově podceněneacute
Reaktory IV generace
Proč je potřebujeme
1) Zvyacutešeniacute efektivity využitiacute uranu a thoria (zaacutesoby paliva na mnoho tisiacuteciletiacute) ndash rychleacute
reaktory
2) Sniacuteženiacute objemu a nebezpečnosti radioaktivniacuteho odpadu (uzavřeniacute palivoveacuteho cyklu) ndash
exotickeacute typy s tekutyacutem palivem a průběžnou separaciacute
3) Zvyacutešeniacute efektivity produkce elektřiny a tepla pro průmysl (vysokoteplotniacute reaktory
pro průmysl i produkci vodiacuteku)
4) Uacuteplně noveacute koncepty někdy značně exotickeacute ndash šest třiacuted konceptů
Sodiacutekem chlazenyacute reaktor BN800
Sodiacutekem chlazenyacute reaktor ndash rychlyacute reaktor uacutespěšneacute komerčniacute bloky BN600 a BN800
v Rusku prototyp CEFR (Čiacutena) dokončovanyacute blok Kalpakkam 500 MWe (Indie)
evropskyacute hlavně francouzskyacute projekt ASTRID
Olovem chlazenyacute reaktor ndash rychlyacute reaktor chla-
zenyacute tekutyacutem kovem zkušenosti na ponorkaacutech
BREST-300 ndash prototypovyacute reaktor (Rusko)
Palivovyacute soubor a staveniště reaktoru BREST 300
Sodiacutekovyacute reaktor Kalpakkam (Indie)
Ruskaacute ponorka s olovem chlazenyacutem reaktorem
Vysokoteplotniacute plynem chlazenyacute reaktor ndash chlazenyacute
heacuteliem (přiacutepadně jinyacutem plynem) moderovanyacute
grafitem vysokyacute stupeň vyhořeniacute paliva pasivniacute
bezpečnost dokončovanyacute reaktor s palivem v
podobě kouliacute v Čiacuteně ndash HTR-PM spolupraacutece se
Saudskou Araacutebiiacute
Reaktor chlazenyacute superkritickou vodou ndash nadkritickeacute
bloky s klasickou moderaciacute velmi vysokaacute efektivita
konverze tepla na elektřinu Smyčka se
superkritickou vodou v UacuteJV
Reaktory využiacutevajiacuteciacute tekuteacute soli ndash využitiacute fluoroveacute
soliacute s lithiem tekuteacute palivo ndash nejinovativnějšiacute
princip různeacute typy moderace (energetickeacuteho
spektra) Vhodnyacute pro konverzi thoria 232 na uran
233 Nejdaacutele v Čiacuteně Zapojeniacute CVŘ a UacuteJV
Rychlyacute reaktor chlazenyacute plynem ndash chlazeniacute heliem
nemoderovanyacute evropskyacute projekt ALLEGRO
uacutevahy o jeho vyacutestavbě ve Středniacute Evropě heliovaacute
smyčka v UacuteJV as Řež
Kuloveacute palivo pro reaktor HTR-PM v Čiacuteně
Instalace reaktoru HTR-PM v Čiacuteně
Scheacutema projektu reaktoru Allegro
Prvniacute dokončovaneacute uacuteložiště vyhořeleacuteho paliva
Onkalo
Finsko ndash bliacutezko elektraacuterny
Olkiluoto
Žulovyacute masiacutev ndash umiacutestěniacute
500 m pod povrchem
2004 ndash začaacutetek ražby
2015 ndash licence pro vyacutestavbu
2020 ndash dokončeniacute 1etapy
2024 ndash začaacutetek uklaacutedaacuteniacute
Recyklace ndash palivo MOX
Využitiacute uranu a plutonia z vyhořeleacuteho
paliva
Přepracovaciacute zaacutevod ndash separace uranu a
plutonia
Přepracovaacuteniacute a produkci MOX ndash
Francie Velkaacute Britaacutenie Rusko
Sniacuteženiacute potřeby čerstveacuteho uranu a
zmenšeniacute objemu odpadu
Radionuklidoveacute zdroje pro vesmiacuter ndash chybiacute plutonium 238
Miacutesto 238Pu použiacutet 241Am z jaderneacuteho odpadu
plutonium 238 americium 241
poločas rozpadu 87 7 let 432 let
Nejintenzivnějšiacute gama 004 36
Energie gama 43 keV 60 keV
Energie rozpadu 56 MeV 56 MeV
Hustota energie 054 kWkg 0105 kWkg
Možnost ziacuteskat chemickou separaciacute z vyhořeleacuteho paliva (staryacutech zaacutesob plutonia)
Vyacutehody Možnost ziacuteskaacuteniacute bez speciaacutelniacuteho ozařovaacuteniacute ve speciaacutelniacutem reaktoru
Pomalejšiacute pokles vyacutekonu
Nevyacutehody Teacuteměř 5kraacutet vyššiacute potřebnaacute hmotnost ( 5kraacutet nižšiacute aktivita)
Vyacuteraznějšiacute aktivita gama ndash nutnost řešit stiacuteněniacute před touto radiaciacute
Ziacuteskaacutevaacuteniacute americia 241
Chemickaacute
separace
americia
Čisteacute plutonium americium pro vesmiacuter
Přepracovaacuteniacute
paliva
Separovaneacute plutonium
Čas uloženiacute
Z plutoniiacute jedině 241Pu se rozpadaacute beta rozpadem při rozpadu směsi plutoniiacute
tak vznikaacute pouze izotop americia 241Am (241Pu rarr 241Am T12 = 14 let)
241Pu rarr 241Am
Urychlovačem řiacutezeneacute transmutory
Z čeho se sklaacutedaacute
1) Urychlovač protonů - energie 100 - 1000 MeV
2) Terč - olovo wolfram hellip
3) Naacutedoba obsahujiacuteciacute systeacutem jaderneacuteho odpadu moderaacutetoru
Nutnost separace stabilniacutech a kraacutetkodobyacutech izotopů
Zaacutekladniacute vlastnosti
1) Využiacutevaacute třiacuteštivyacutech reakciacute
2) Velmi vysokaacute hustota neutronů rarr efektivniacute transmutace
3) Podkritickyacute režim provozu
4) Produkce neutronů ve velmi širokeacutem rozmeziacute energiiacute
Scheacutema koncepce urychlovačem řiacutezeneacuteho jaderneacuteho transmutoru
Praacutece na analyacuteze terče Megapie
v horkyacutech komoraacutech v PSI
Olověnyacute terč při testech v laboratoři CERN
Termojadernaacute elektraacuterna
Tokamak ITER ndash prvniacute fuacutezniacute reaktor vyacutekon 500 MW 10kraacutet vyššiacute než vklad demonstruje
chovaacuteniacute plazmy u elektraacuterny fuacutezniacute reakce deuteria a tritia testy s produkciacute tritia
Tokamak ITER ndash produkce 10kraacutet viacutece energie
DEMO ndash prvniacute prototyp fuacutezniacute elektraacuterny ndash i s turbiacutenou a produkciacute paliva (tritia) z lithia
Současnyacute časovyacute plaacuten Sestavovaacuteniacute a instalace zařiacutezeniacute 2018 ndash 2025
prvniacute plazma ndash 2025 přechod na studium fuacutezniacutech reakciacute d+t -2035
Na zaacutekladě vyacutesledků vyacutezkumů za pomociacute ITER (i jeho budovaacuteniacute) přechod k reaacutelneacute
elektraacuterně
Jineacute cesty ndash stelaraacutetor inerciaacutelniacute udrženiacute NIF (USA) ndash zatiacutem daleko za tokamaky
Jakeacute možnosti jaacutedro poskytuje
Efektivniacute většiacute zdroj energie minimaacutelně (chlazeniacute) zaacutevislyacute na miacutestniacutech podmiacutenkaacutech
staacutelyacute stabilniacute vyacutekon rarr vhodneacute zaacutekladniacute většiacute zdroje
Česko ndash Dukovany (4 500 MW) a Temeliacuten (2 1000 MW) ndash celkem 4000 MW (36 )
uacutevaha ndash 2 bloky Temeliacuten a 2 Dukovany ( ~ 5000 MW) ndash 60 elektrickeacute energie
Slovensko - Jaslovskeacute Bohunice (2 bloky 440 MW) a Mochovce (2 bloky 440 MW) - 50
dokončovaacuteny ndash 2 bloky Mochovce (440 MW) 1 blok Jaslovskeacute Bohunice (~ 1500 MW)
V budoucnu i dalšiacute elektraacuterny ndash podiacutel na elektřině 70 ndash 80 většiacute podiacutel u tepla vodiacutek
U elektřiny by tak podiacutel mohl byacutet až 70 ndash 80 (nemaacute smysl byacutet většiacute)
Většiacute využitiacute v dopravě v přiacutepadě přechodu na
elektromobily a vodiacutekoveacute hospodaacuteřstviacute
Nahrazeniacute hlavně uhelnyacutech elektraacuteren ndash sniacuteženiacute produkce CO2
Teplaacuterny ndash přechod na menšiacute kompaktniacute zdroje
Možnost kompaktniacutech malyacutech zdrojů kde by se
neměnilo palivo ale celaacute elektraacuterna
Nutnost vhodneacute kombinace a doplňovaacuteniacute s dalšiacutemi
zdroji a uacutesporami
Jadernaacute energetika neniacute samospasitelnaacute ale může byacutet vyacuteznamnyacutem zdrojem energie
Budovanyacute
plovouciacute reaktor
(70 MWe)
EPR reaktor
Některeacute možneacute energetickeacute sceacutenaacuteře
Sceacutenaacuteř 1 Superniacutezkoemisniacute ndash postaveniacute většiacuteho počtu jadernyacutech bloků intenzivniacute
budovaacuteniacute obnovitelnyacutech zdrojů uacuteložiště energie hellip
Česko by zaacutesadně přispělo ke sniacuteženiacute emisiacute
Dnes už velmi nepravděpodobnyacute
Sceacutenaacuteř 3 Druheacute Bavorsko ndash postupnyacute uacutebytek vyacutekonu v jadernyacutech a uhelnyacutech zdrojiacutech
spoleacutehaacuteniacute na větrneacute zdroje na severu Německa a plynoveacute
zdroje regulujiacuteciacute siacuteť u naacutes i v Německu
Situace v Bavorsku ukaacuteže k čemu sceacutenaacuteř vede
Sceacutenaacuteř pravděpodobnyacute v přiacutepadě pokračovaacuteniacute současneacute
nečinnosti
Sceacutenaacuteř 4 Vyacutepadek Dukovan už v roce 2025 ndash třeba tlakem Rakouska a Německa ndash spolu
s odstavenyacutemi uhelnyacutemi bloky ztraacuteta přes 6 GW vyacutekonu
V přiacutepadě nečinnosti a cestě k Bavorskeacutemu sceacutenaacuteři povede
k velkyacutem naacuterokům na regulaci a import elektřiny
Sceacutenaacuteř 2 ASEK ndash poměrně širokeacute rozmeziacute umožňujiacuteciacute optimalizaci podle podmiacutenek
nutnost vyacutestavby jadernyacutech bloků a uacutespěšnyacute rozvoj
obnovitelnyacutech zdrojů a uklaacutedaacuteniacute energie
Je třeba naleacutezt optimum a ve všech sceacutenaacuteřiacutech zajistit bezpečneacute fungovaacuteniacute našeho
energetickeacute ndash vyacutezva pro všechny souvisejiacuteciacute obory
Zaacutevěr1) Jadernaacute energetika prokaacutezala možnost velice efektivniacuteho přechodu k niacutezkoemisniacute
elektroenergetice (Francie Šveacutedsko Ontario hellip)
2) Probleacutemy spojeneacute s velikostiacute těchto zdrojů a citlivostiacute na společenskou podporu
3) Zatiacutem otevřenaacute otaacutezka uacutespěšnosti přechodu k reaktorům III generace (splněniacute
očekaacutevaacuteniacute z hlediska efektivity vyacutestavby a provozu) K tomu potřeba i dostatek
budovanyacutech jednotek a kontinuita Nejleacutepe na tom je VVER1200 a zatiacutem i APR1400
4) Velkyacute potenciaacutel v malyacutech modulaacuterniacutech reaktorech potřeba vyvinout kompaktniacute
model s masovou vyacuterobou (klasickeacute i inovativniacute typy)
5) Pro udržitelneacute využiacutevaacuteniacute jaderneacute energie nutneacute reaktory IV generace nejdaacutele jsou
sodiacutekem a olovem chlazeneacute a vysokoteplotniacute chlazeneacute plynem
6) Urychlovačem řiacutezeneacute transmutory a fuacuteze ndash velkyacute potenciaacutel ale komerčniacute realizace
zatiacutem dost vzdaacutelenaacute ndash velkaacute synergie mezi popsanyacutemi oblastmi
7) Miacuteru využiacutevaacuteniacute jaacutedra silně ovlivniacute reaacutelnaacute miacutera vlivu emisiacute CO2 a nutnost je potlačit
Page 21
Jak jsme na tom s palivem
Znaacutemeacute zaacutesoby 55 milionů tun (130 $kg)
Austraacutelie 23 Kazachstaacuten 15 Rusko 10 Kanada 8
Uraninit jeden z typů uranoveacute rudy
Zaacutesoby uranu maacute i Česko
Důl Rožnaacute v Dolniacute RožiacutenceKanada je největšiacutem producentem uranu
Lepšiacute prospekciacute až řaacutedoveacute zvyacutešeniacute zaacutesob
Současnaacute potřeba ndash 65 014 tun
Těžba 1) Podzemniacute
2) Povrchovaacute
3) Louženiacutem (29)
4) Vedlejšiacute produkt (10)
(i obsahy uranu 0025 a meacuteně)
5) Zpracovaacuteniacute elektraacuterenskeacuteho popiacutelku
Těžba v roce 2013
(59 678 t)
Kazachstaacuten 22567 t
Kanada 9332 t
Austraacutelie 6350 t
Niger 4528 t
Rusko 3135 t
(61)
Spotřeba 1000 MW ndash 200 tun přiacuterodniacuteho uranu ročně
Svět ndash 430 000 MW ndash 65 000 tun ročně (při takoveacute spotřebě znaacutemeacute zaacutesoby pro
cenu 130 $ na 85 let) ndash cena byla už i 300 $ - odhad zaacutesob o řaacuted až dva většiacute
Těžba v Česku 225 tun (2015) v principu zaacutesoby až 109 000 t (při ceně 300 $)
Zbrojniacute uran a plutonium ndash ekvivalent 545 000 tun přiacuterodniacuteho uranu
Využitiacute uranu 238 ndash přiacuterodniacute uran 07 uranu 235 rarr viacutece než 100kraacutet viacutece paliva
Přepracovaacuteniacute vyhořeleacuteho paliva ndash MOX ndash efektivnějšiacute využitiacute
Spolehlivě zhruba na stoletiacute i při zvyacutešeniacute produkce několikanaacutesobně
Možnost i při vysokeacutem zvyacutešeniacute využitiacute jaacutedra na tisiacuteciletiacute
Zpracovatelskyacute zaacutevod dolu Beverley (Austraacutelie)
Thoriovyacute cyklus (vyacutehoda ndash nevznikajiacute transurany)
232Th T12 = 14051010 let rarr je ho ještě viacutece než uranu 238
232Th + n rarr 233Th(β-) + γ rarr 233Pa(β-) + γ rarr 233U
vyacuteskyt v monazitu
Austraacutelie 452 000 tun
USA 400 000 tun
Turecko 344 000 tun
Indie 319 000 tun
Celkově 2 400 000 tun
Produkce štěpneacuteho materiaacutelu
možnost zajištěniacute jaderneacute energetiky na tisiacuteciletiacute
Velkeacute zaacutesoby thoria maacute opět Austraacutelie a takeacute Indie
Pozor znaacutemeacute zaacutesoby
Znalosti velmi sporeacute
Množstviacute určitě řaacutedově podceněneacute
Reaktory IV generace
Proč je potřebujeme
1) Zvyacutešeniacute efektivity využitiacute uranu a thoria (zaacutesoby paliva na mnoho tisiacuteciletiacute) ndash rychleacute
reaktory
2) Sniacuteženiacute objemu a nebezpečnosti radioaktivniacuteho odpadu (uzavřeniacute palivoveacuteho cyklu) ndash
exotickeacute typy s tekutyacutem palivem a průběžnou separaciacute
3) Zvyacutešeniacute efektivity produkce elektřiny a tepla pro průmysl (vysokoteplotniacute reaktory
pro průmysl i produkci vodiacuteku)
4) Uacuteplně noveacute koncepty někdy značně exotickeacute ndash šest třiacuted konceptů
Sodiacutekem chlazenyacute reaktor BN800
Sodiacutekem chlazenyacute reaktor ndash rychlyacute reaktor uacutespěšneacute komerčniacute bloky BN600 a BN800
v Rusku prototyp CEFR (Čiacutena) dokončovanyacute blok Kalpakkam 500 MWe (Indie)
evropskyacute hlavně francouzskyacute projekt ASTRID
Olovem chlazenyacute reaktor ndash rychlyacute reaktor chla-
zenyacute tekutyacutem kovem zkušenosti na ponorkaacutech
BREST-300 ndash prototypovyacute reaktor (Rusko)
Palivovyacute soubor a staveniště reaktoru BREST 300
Sodiacutekovyacute reaktor Kalpakkam (Indie)
Ruskaacute ponorka s olovem chlazenyacutem reaktorem
Vysokoteplotniacute plynem chlazenyacute reaktor ndash chlazenyacute
heacuteliem (přiacutepadně jinyacutem plynem) moderovanyacute
grafitem vysokyacute stupeň vyhořeniacute paliva pasivniacute
bezpečnost dokončovanyacute reaktor s palivem v
podobě kouliacute v Čiacuteně ndash HTR-PM spolupraacutece se
Saudskou Araacutebiiacute
Reaktor chlazenyacute superkritickou vodou ndash nadkritickeacute
bloky s klasickou moderaciacute velmi vysokaacute efektivita
konverze tepla na elektřinu Smyčka se
superkritickou vodou v UacuteJV
Reaktory využiacutevajiacuteciacute tekuteacute soli ndash využitiacute fluoroveacute
soliacute s lithiem tekuteacute palivo ndash nejinovativnějšiacute
princip různeacute typy moderace (energetickeacuteho
spektra) Vhodnyacute pro konverzi thoria 232 na uran
233 Nejdaacutele v Čiacuteně Zapojeniacute CVŘ a UacuteJV
Rychlyacute reaktor chlazenyacute plynem ndash chlazeniacute heliem
nemoderovanyacute evropskyacute projekt ALLEGRO
uacutevahy o jeho vyacutestavbě ve Středniacute Evropě heliovaacute
smyčka v UacuteJV as Řež
Kuloveacute palivo pro reaktor HTR-PM v Čiacuteně
Instalace reaktoru HTR-PM v Čiacuteně
Scheacutema projektu reaktoru Allegro
Prvniacute dokončovaneacute uacuteložiště vyhořeleacuteho paliva
Onkalo
Finsko ndash bliacutezko elektraacuterny
Olkiluoto
Žulovyacute masiacutev ndash umiacutestěniacute
500 m pod povrchem
2004 ndash začaacutetek ražby
2015 ndash licence pro vyacutestavbu
2020 ndash dokončeniacute 1etapy
2024 ndash začaacutetek uklaacutedaacuteniacute
Recyklace ndash palivo MOX
Využitiacute uranu a plutonia z vyhořeleacuteho
paliva
Přepracovaciacute zaacutevod ndash separace uranu a
plutonia
Přepracovaacuteniacute a produkci MOX ndash
Francie Velkaacute Britaacutenie Rusko
Sniacuteženiacute potřeby čerstveacuteho uranu a
zmenšeniacute objemu odpadu
Radionuklidoveacute zdroje pro vesmiacuter ndash chybiacute plutonium 238
Miacutesto 238Pu použiacutet 241Am z jaderneacuteho odpadu
plutonium 238 americium 241
poločas rozpadu 87 7 let 432 let
Nejintenzivnějšiacute gama 004 36
Energie gama 43 keV 60 keV
Energie rozpadu 56 MeV 56 MeV
Hustota energie 054 kWkg 0105 kWkg
Možnost ziacuteskat chemickou separaciacute z vyhořeleacuteho paliva (staryacutech zaacutesob plutonia)
Vyacutehody Možnost ziacuteskaacuteniacute bez speciaacutelniacuteho ozařovaacuteniacute ve speciaacutelniacutem reaktoru
Pomalejšiacute pokles vyacutekonu
Nevyacutehody Teacuteměř 5kraacutet vyššiacute potřebnaacute hmotnost ( 5kraacutet nižšiacute aktivita)
Vyacuteraznějšiacute aktivita gama ndash nutnost řešit stiacuteněniacute před touto radiaciacute
Ziacuteskaacutevaacuteniacute americia 241
Chemickaacute
separace
americia
Čisteacute plutonium americium pro vesmiacuter
Přepracovaacuteniacute
paliva
Separovaneacute plutonium
Čas uloženiacute
Z plutoniiacute jedině 241Pu se rozpadaacute beta rozpadem při rozpadu směsi plutoniiacute
tak vznikaacute pouze izotop americia 241Am (241Pu rarr 241Am T12 = 14 let)
241Pu rarr 241Am
Urychlovačem řiacutezeneacute transmutory
Z čeho se sklaacutedaacute
1) Urychlovač protonů - energie 100 - 1000 MeV
2) Terč - olovo wolfram hellip
3) Naacutedoba obsahujiacuteciacute systeacutem jaderneacuteho odpadu moderaacutetoru
Nutnost separace stabilniacutech a kraacutetkodobyacutech izotopů
Zaacutekladniacute vlastnosti
1) Využiacutevaacute třiacuteštivyacutech reakciacute
2) Velmi vysokaacute hustota neutronů rarr efektivniacute transmutace
3) Podkritickyacute režim provozu
4) Produkce neutronů ve velmi širokeacutem rozmeziacute energiiacute
Scheacutema koncepce urychlovačem řiacutezeneacuteho jaderneacuteho transmutoru
Praacutece na analyacuteze terče Megapie
v horkyacutech komoraacutech v PSI
Olověnyacute terč při testech v laboratoři CERN
Termojadernaacute elektraacuterna
Tokamak ITER ndash prvniacute fuacutezniacute reaktor vyacutekon 500 MW 10kraacutet vyššiacute než vklad demonstruje
chovaacuteniacute plazmy u elektraacuterny fuacutezniacute reakce deuteria a tritia testy s produkciacute tritia
Tokamak ITER ndash produkce 10kraacutet viacutece energie
DEMO ndash prvniacute prototyp fuacutezniacute elektraacuterny ndash i s turbiacutenou a produkciacute paliva (tritia) z lithia
Současnyacute časovyacute plaacuten Sestavovaacuteniacute a instalace zařiacutezeniacute 2018 ndash 2025
prvniacute plazma ndash 2025 přechod na studium fuacutezniacutech reakciacute d+t -2035
Na zaacutekladě vyacutesledků vyacutezkumů za pomociacute ITER (i jeho budovaacuteniacute) přechod k reaacutelneacute
elektraacuterně
Jineacute cesty ndash stelaraacutetor inerciaacutelniacute udrženiacute NIF (USA) ndash zatiacutem daleko za tokamaky
Jakeacute možnosti jaacutedro poskytuje
Efektivniacute většiacute zdroj energie minimaacutelně (chlazeniacute) zaacutevislyacute na miacutestniacutech podmiacutenkaacutech
staacutelyacute stabilniacute vyacutekon rarr vhodneacute zaacutekladniacute většiacute zdroje
Česko ndash Dukovany (4 500 MW) a Temeliacuten (2 1000 MW) ndash celkem 4000 MW (36 )
uacutevaha ndash 2 bloky Temeliacuten a 2 Dukovany ( ~ 5000 MW) ndash 60 elektrickeacute energie
Slovensko - Jaslovskeacute Bohunice (2 bloky 440 MW) a Mochovce (2 bloky 440 MW) - 50
dokončovaacuteny ndash 2 bloky Mochovce (440 MW) 1 blok Jaslovskeacute Bohunice (~ 1500 MW)
V budoucnu i dalšiacute elektraacuterny ndash podiacutel na elektřině 70 ndash 80 většiacute podiacutel u tepla vodiacutek
U elektřiny by tak podiacutel mohl byacutet až 70 ndash 80 (nemaacute smysl byacutet většiacute)
Většiacute využitiacute v dopravě v přiacutepadě přechodu na
elektromobily a vodiacutekoveacute hospodaacuteřstviacute
Nahrazeniacute hlavně uhelnyacutech elektraacuteren ndash sniacuteženiacute produkce CO2
Teplaacuterny ndash přechod na menšiacute kompaktniacute zdroje
Možnost kompaktniacutech malyacutech zdrojů kde by se
neměnilo palivo ale celaacute elektraacuterna
Nutnost vhodneacute kombinace a doplňovaacuteniacute s dalšiacutemi
zdroji a uacutesporami
Jadernaacute energetika neniacute samospasitelnaacute ale může byacutet vyacuteznamnyacutem zdrojem energie
Budovanyacute
plovouciacute reaktor
(70 MWe)
EPR reaktor
Některeacute možneacute energetickeacute sceacutenaacuteře
Sceacutenaacuteř 1 Superniacutezkoemisniacute ndash postaveniacute většiacuteho počtu jadernyacutech bloků intenzivniacute
budovaacuteniacute obnovitelnyacutech zdrojů uacuteložiště energie hellip
Česko by zaacutesadně přispělo ke sniacuteženiacute emisiacute
Dnes už velmi nepravděpodobnyacute
Sceacutenaacuteř 3 Druheacute Bavorsko ndash postupnyacute uacutebytek vyacutekonu v jadernyacutech a uhelnyacutech zdrojiacutech
spoleacutehaacuteniacute na větrneacute zdroje na severu Německa a plynoveacute
zdroje regulujiacuteciacute siacuteť u naacutes i v Německu
Situace v Bavorsku ukaacuteže k čemu sceacutenaacuteř vede
Sceacutenaacuteř pravděpodobnyacute v přiacutepadě pokračovaacuteniacute současneacute
nečinnosti
Sceacutenaacuteř 4 Vyacutepadek Dukovan už v roce 2025 ndash třeba tlakem Rakouska a Německa ndash spolu
s odstavenyacutemi uhelnyacutemi bloky ztraacuteta přes 6 GW vyacutekonu
V přiacutepadě nečinnosti a cestě k Bavorskeacutemu sceacutenaacuteři povede
k velkyacutem naacuterokům na regulaci a import elektřiny
Sceacutenaacuteř 2 ASEK ndash poměrně širokeacute rozmeziacute umožňujiacuteciacute optimalizaci podle podmiacutenek
nutnost vyacutestavby jadernyacutech bloků a uacutespěšnyacute rozvoj
obnovitelnyacutech zdrojů a uklaacutedaacuteniacute energie
Je třeba naleacutezt optimum a ve všech sceacutenaacuteřiacutech zajistit bezpečneacute fungovaacuteniacute našeho
energetickeacute ndash vyacutezva pro všechny souvisejiacuteciacute obory
Zaacutevěr1) Jadernaacute energetika prokaacutezala možnost velice efektivniacuteho přechodu k niacutezkoemisniacute
elektroenergetice (Francie Šveacutedsko Ontario hellip)
2) Probleacutemy spojeneacute s velikostiacute těchto zdrojů a citlivostiacute na společenskou podporu
3) Zatiacutem otevřenaacute otaacutezka uacutespěšnosti přechodu k reaktorům III generace (splněniacute
očekaacutevaacuteniacute z hlediska efektivity vyacutestavby a provozu) K tomu potřeba i dostatek
budovanyacutech jednotek a kontinuita Nejleacutepe na tom je VVER1200 a zatiacutem i APR1400
4) Velkyacute potenciaacutel v malyacutech modulaacuterniacutech reaktorech potřeba vyvinout kompaktniacute
model s masovou vyacuterobou (klasickeacute i inovativniacute typy)
5) Pro udržitelneacute využiacutevaacuteniacute jaderneacute energie nutneacute reaktory IV generace nejdaacutele jsou
sodiacutekem a olovem chlazeneacute a vysokoteplotniacute chlazeneacute plynem
6) Urychlovačem řiacutezeneacute transmutory a fuacuteze ndash velkyacute potenciaacutel ale komerčniacute realizace
zatiacutem dost vzdaacutelenaacute ndash velkaacute synergie mezi popsanyacutemi oblastmi
7) Miacuteru využiacutevaacuteniacute jaacutedra silně ovlivniacute reaacutelnaacute miacutera vlivu emisiacute CO2 a nutnost je potlačit
Page 22
Těžba 1) Podzemniacute
2) Povrchovaacute
3) Louženiacutem (29)
4) Vedlejšiacute produkt (10)
(i obsahy uranu 0025 a meacuteně)
5) Zpracovaacuteniacute elektraacuterenskeacuteho popiacutelku
Těžba v roce 2013
(59 678 t)
Kazachstaacuten 22567 t
Kanada 9332 t
Austraacutelie 6350 t
Niger 4528 t
Rusko 3135 t
(61)
Spotřeba 1000 MW ndash 200 tun přiacuterodniacuteho uranu ročně
Svět ndash 430 000 MW ndash 65 000 tun ročně (při takoveacute spotřebě znaacutemeacute zaacutesoby pro
cenu 130 $ na 85 let) ndash cena byla už i 300 $ - odhad zaacutesob o řaacuted až dva většiacute
Těžba v Česku 225 tun (2015) v principu zaacutesoby až 109 000 t (při ceně 300 $)
Zbrojniacute uran a plutonium ndash ekvivalent 545 000 tun přiacuterodniacuteho uranu
Využitiacute uranu 238 ndash přiacuterodniacute uran 07 uranu 235 rarr viacutece než 100kraacutet viacutece paliva
Přepracovaacuteniacute vyhořeleacuteho paliva ndash MOX ndash efektivnějšiacute využitiacute
Spolehlivě zhruba na stoletiacute i při zvyacutešeniacute produkce několikanaacutesobně
Možnost i při vysokeacutem zvyacutešeniacute využitiacute jaacutedra na tisiacuteciletiacute
Zpracovatelskyacute zaacutevod dolu Beverley (Austraacutelie)
Thoriovyacute cyklus (vyacutehoda ndash nevznikajiacute transurany)
232Th T12 = 14051010 let rarr je ho ještě viacutece než uranu 238
232Th + n rarr 233Th(β-) + γ rarr 233Pa(β-) + γ rarr 233U
vyacuteskyt v monazitu
Austraacutelie 452 000 tun
USA 400 000 tun
Turecko 344 000 tun
Indie 319 000 tun
Celkově 2 400 000 tun
Produkce štěpneacuteho materiaacutelu
možnost zajištěniacute jaderneacute energetiky na tisiacuteciletiacute
Velkeacute zaacutesoby thoria maacute opět Austraacutelie a takeacute Indie
Pozor znaacutemeacute zaacutesoby
Znalosti velmi sporeacute
Množstviacute určitě řaacutedově podceněneacute
Reaktory IV generace
Proč je potřebujeme
1) Zvyacutešeniacute efektivity využitiacute uranu a thoria (zaacutesoby paliva na mnoho tisiacuteciletiacute) ndash rychleacute
reaktory
2) Sniacuteženiacute objemu a nebezpečnosti radioaktivniacuteho odpadu (uzavřeniacute palivoveacuteho cyklu) ndash
exotickeacute typy s tekutyacutem palivem a průběžnou separaciacute
3) Zvyacutešeniacute efektivity produkce elektřiny a tepla pro průmysl (vysokoteplotniacute reaktory
pro průmysl i produkci vodiacuteku)
4) Uacuteplně noveacute koncepty někdy značně exotickeacute ndash šest třiacuted konceptů
Sodiacutekem chlazenyacute reaktor BN800
Sodiacutekem chlazenyacute reaktor ndash rychlyacute reaktor uacutespěšneacute komerčniacute bloky BN600 a BN800
v Rusku prototyp CEFR (Čiacutena) dokončovanyacute blok Kalpakkam 500 MWe (Indie)
evropskyacute hlavně francouzskyacute projekt ASTRID
Olovem chlazenyacute reaktor ndash rychlyacute reaktor chla-
zenyacute tekutyacutem kovem zkušenosti na ponorkaacutech
BREST-300 ndash prototypovyacute reaktor (Rusko)
Palivovyacute soubor a staveniště reaktoru BREST 300
Sodiacutekovyacute reaktor Kalpakkam (Indie)
Ruskaacute ponorka s olovem chlazenyacutem reaktorem
Vysokoteplotniacute plynem chlazenyacute reaktor ndash chlazenyacute
heacuteliem (přiacutepadně jinyacutem plynem) moderovanyacute
grafitem vysokyacute stupeň vyhořeniacute paliva pasivniacute
bezpečnost dokončovanyacute reaktor s palivem v
podobě kouliacute v Čiacuteně ndash HTR-PM spolupraacutece se
Saudskou Araacutebiiacute
Reaktor chlazenyacute superkritickou vodou ndash nadkritickeacute
bloky s klasickou moderaciacute velmi vysokaacute efektivita
konverze tepla na elektřinu Smyčka se
superkritickou vodou v UacuteJV
Reaktory využiacutevajiacuteciacute tekuteacute soli ndash využitiacute fluoroveacute
soliacute s lithiem tekuteacute palivo ndash nejinovativnějšiacute
princip různeacute typy moderace (energetickeacuteho
spektra) Vhodnyacute pro konverzi thoria 232 na uran
233 Nejdaacutele v Čiacuteně Zapojeniacute CVŘ a UacuteJV
Rychlyacute reaktor chlazenyacute plynem ndash chlazeniacute heliem
nemoderovanyacute evropskyacute projekt ALLEGRO
uacutevahy o jeho vyacutestavbě ve Středniacute Evropě heliovaacute
smyčka v UacuteJV as Řež
Kuloveacute palivo pro reaktor HTR-PM v Čiacuteně
Instalace reaktoru HTR-PM v Čiacuteně
Scheacutema projektu reaktoru Allegro
Prvniacute dokončovaneacute uacuteložiště vyhořeleacuteho paliva
Onkalo
Finsko ndash bliacutezko elektraacuterny
Olkiluoto
Žulovyacute masiacutev ndash umiacutestěniacute
500 m pod povrchem
2004 ndash začaacutetek ražby
2015 ndash licence pro vyacutestavbu
2020 ndash dokončeniacute 1etapy
2024 ndash začaacutetek uklaacutedaacuteniacute
Recyklace ndash palivo MOX
Využitiacute uranu a plutonia z vyhořeleacuteho
paliva
Přepracovaciacute zaacutevod ndash separace uranu a
plutonia
Přepracovaacuteniacute a produkci MOX ndash
Francie Velkaacute Britaacutenie Rusko
Sniacuteženiacute potřeby čerstveacuteho uranu a
zmenšeniacute objemu odpadu
Radionuklidoveacute zdroje pro vesmiacuter ndash chybiacute plutonium 238
Miacutesto 238Pu použiacutet 241Am z jaderneacuteho odpadu
plutonium 238 americium 241
poločas rozpadu 87 7 let 432 let
Nejintenzivnějšiacute gama 004 36
Energie gama 43 keV 60 keV
Energie rozpadu 56 MeV 56 MeV
Hustota energie 054 kWkg 0105 kWkg
Možnost ziacuteskat chemickou separaciacute z vyhořeleacuteho paliva (staryacutech zaacutesob plutonia)
Vyacutehody Možnost ziacuteskaacuteniacute bez speciaacutelniacuteho ozařovaacuteniacute ve speciaacutelniacutem reaktoru
Pomalejšiacute pokles vyacutekonu
Nevyacutehody Teacuteměř 5kraacutet vyššiacute potřebnaacute hmotnost ( 5kraacutet nižšiacute aktivita)
Vyacuteraznějšiacute aktivita gama ndash nutnost řešit stiacuteněniacute před touto radiaciacute
Ziacuteskaacutevaacuteniacute americia 241
Chemickaacute
separace
americia
Čisteacute plutonium americium pro vesmiacuter
Přepracovaacuteniacute
paliva
Separovaneacute plutonium
Čas uloženiacute
Z plutoniiacute jedině 241Pu se rozpadaacute beta rozpadem při rozpadu směsi plutoniiacute
tak vznikaacute pouze izotop americia 241Am (241Pu rarr 241Am T12 = 14 let)
241Pu rarr 241Am
Urychlovačem řiacutezeneacute transmutory
Z čeho se sklaacutedaacute
1) Urychlovač protonů - energie 100 - 1000 MeV
2) Terč - olovo wolfram hellip
3) Naacutedoba obsahujiacuteciacute systeacutem jaderneacuteho odpadu moderaacutetoru
Nutnost separace stabilniacutech a kraacutetkodobyacutech izotopů
Zaacutekladniacute vlastnosti
1) Využiacutevaacute třiacuteštivyacutech reakciacute
2) Velmi vysokaacute hustota neutronů rarr efektivniacute transmutace
3) Podkritickyacute režim provozu
4) Produkce neutronů ve velmi širokeacutem rozmeziacute energiiacute
Scheacutema koncepce urychlovačem řiacutezeneacuteho jaderneacuteho transmutoru
Praacutece na analyacuteze terče Megapie
v horkyacutech komoraacutech v PSI
Olověnyacute terč při testech v laboratoři CERN
Termojadernaacute elektraacuterna
Tokamak ITER ndash prvniacute fuacutezniacute reaktor vyacutekon 500 MW 10kraacutet vyššiacute než vklad demonstruje
chovaacuteniacute plazmy u elektraacuterny fuacutezniacute reakce deuteria a tritia testy s produkciacute tritia
Tokamak ITER ndash produkce 10kraacutet viacutece energie
DEMO ndash prvniacute prototyp fuacutezniacute elektraacuterny ndash i s turbiacutenou a produkciacute paliva (tritia) z lithia
Současnyacute časovyacute plaacuten Sestavovaacuteniacute a instalace zařiacutezeniacute 2018 ndash 2025
prvniacute plazma ndash 2025 přechod na studium fuacutezniacutech reakciacute d+t -2035
Na zaacutekladě vyacutesledků vyacutezkumů za pomociacute ITER (i jeho budovaacuteniacute) přechod k reaacutelneacute
elektraacuterně
Jineacute cesty ndash stelaraacutetor inerciaacutelniacute udrženiacute NIF (USA) ndash zatiacutem daleko za tokamaky
Jakeacute možnosti jaacutedro poskytuje
Efektivniacute většiacute zdroj energie minimaacutelně (chlazeniacute) zaacutevislyacute na miacutestniacutech podmiacutenkaacutech
staacutelyacute stabilniacute vyacutekon rarr vhodneacute zaacutekladniacute většiacute zdroje
Česko ndash Dukovany (4 500 MW) a Temeliacuten (2 1000 MW) ndash celkem 4000 MW (36 )
uacutevaha ndash 2 bloky Temeliacuten a 2 Dukovany ( ~ 5000 MW) ndash 60 elektrickeacute energie
Slovensko - Jaslovskeacute Bohunice (2 bloky 440 MW) a Mochovce (2 bloky 440 MW) - 50
dokončovaacuteny ndash 2 bloky Mochovce (440 MW) 1 blok Jaslovskeacute Bohunice (~ 1500 MW)
V budoucnu i dalšiacute elektraacuterny ndash podiacutel na elektřině 70 ndash 80 většiacute podiacutel u tepla vodiacutek
U elektřiny by tak podiacutel mohl byacutet až 70 ndash 80 (nemaacute smysl byacutet většiacute)
Většiacute využitiacute v dopravě v přiacutepadě přechodu na
elektromobily a vodiacutekoveacute hospodaacuteřstviacute
Nahrazeniacute hlavně uhelnyacutech elektraacuteren ndash sniacuteženiacute produkce CO2
Teplaacuterny ndash přechod na menšiacute kompaktniacute zdroje
Možnost kompaktniacutech malyacutech zdrojů kde by se
neměnilo palivo ale celaacute elektraacuterna
Nutnost vhodneacute kombinace a doplňovaacuteniacute s dalšiacutemi
zdroji a uacutesporami
Jadernaacute energetika neniacute samospasitelnaacute ale může byacutet vyacuteznamnyacutem zdrojem energie
Budovanyacute
plovouciacute reaktor
(70 MWe)
EPR reaktor
Některeacute možneacute energetickeacute sceacutenaacuteře
Sceacutenaacuteř 1 Superniacutezkoemisniacute ndash postaveniacute většiacuteho počtu jadernyacutech bloků intenzivniacute
budovaacuteniacute obnovitelnyacutech zdrojů uacuteložiště energie hellip
Česko by zaacutesadně přispělo ke sniacuteženiacute emisiacute
Dnes už velmi nepravděpodobnyacute
Sceacutenaacuteř 3 Druheacute Bavorsko ndash postupnyacute uacutebytek vyacutekonu v jadernyacutech a uhelnyacutech zdrojiacutech
spoleacutehaacuteniacute na větrneacute zdroje na severu Německa a plynoveacute
zdroje regulujiacuteciacute siacuteť u naacutes i v Německu
Situace v Bavorsku ukaacuteže k čemu sceacutenaacuteř vede
Sceacutenaacuteř pravděpodobnyacute v přiacutepadě pokračovaacuteniacute současneacute
nečinnosti
Sceacutenaacuteř 4 Vyacutepadek Dukovan už v roce 2025 ndash třeba tlakem Rakouska a Německa ndash spolu
s odstavenyacutemi uhelnyacutemi bloky ztraacuteta přes 6 GW vyacutekonu
V přiacutepadě nečinnosti a cestě k Bavorskeacutemu sceacutenaacuteři povede
k velkyacutem naacuterokům na regulaci a import elektřiny
Sceacutenaacuteř 2 ASEK ndash poměrně širokeacute rozmeziacute umožňujiacuteciacute optimalizaci podle podmiacutenek
nutnost vyacutestavby jadernyacutech bloků a uacutespěšnyacute rozvoj
obnovitelnyacutech zdrojů a uklaacutedaacuteniacute energie
Je třeba naleacutezt optimum a ve všech sceacutenaacuteřiacutech zajistit bezpečneacute fungovaacuteniacute našeho
energetickeacute ndash vyacutezva pro všechny souvisejiacuteciacute obory
Zaacutevěr1) Jadernaacute energetika prokaacutezala možnost velice efektivniacuteho přechodu k niacutezkoemisniacute
elektroenergetice (Francie Šveacutedsko Ontario hellip)
2) Probleacutemy spojeneacute s velikostiacute těchto zdrojů a citlivostiacute na společenskou podporu
3) Zatiacutem otevřenaacute otaacutezka uacutespěšnosti přechodu k reaktorům III generace (splněniacute
očekaacutevaacuteniacute z hlediska efektivity vyacutestavby a provozu) K tomu potřeba i dostatek
budovanyacutech jednotek a kontinuita Nejleacutepe na tom je VVER1200 a zatiacutem i APR1400
4) Velkyacute potenciaacutel v malyacutech modulaacuterniacutech reaktorech potřeba vyvinout kompaktniacute
model s masovou vyacuterobou (klasickeacute i inovativniacute typy)
5) Pro udržitelneacute využiacutevaacuteniacute jaderneacute energie nutneacute reaktory IV generace nejdaacutele jsou
sodiacutekem a olovem chlazeneacute a vysokoteplotniacute chlazeneacute plynem
6) Urychlovačem řiacutezeneacute transmutory a fuacuteze ndash velkyacute potenciaacutel ale komerčniacute realizace
zatiacutem dost vzdaacutelenaacute ndash velkaacute synergie mezi popsanyacutemi oblastmi
7) Miacuteru využiacutevaacuteniacute jaacutedra silně ovlivniacute reaacutelnaacute miacutera vlivu emisiacute CO2 a nutnost je potlačit
Page 23
Thoriovyacute cyklus (vyacutehoda ndash nevznikajiacute transurany)
232Th T12 = 14051010 let rarr je ho ještě viacutece než uranu 238
232Th + n rarr 233Th(β-) + γ rarr 233Pa(β-) + γ rarr 233U
vyacuteskyt v monazitu
Austraacutelie 452 000 tun
USA 400 000 tun
Turecko 344 000 tun
Indie 319 000 tun
Celkově 2 400 000 tun
Produkce štěpneacuteho materiaacutelu
možnost zajištěniacute jaderneacute energetiky na tisiacuteciletiacute
Velkeacute zaacutesoby thoria maacute opět Austraacutelie a takeacute Indie
Pozor znaacutemeacute zaacutesoby
Znalosti velmi sporeacute
Množstviacute určitě řaacutedově podceněneacute
Reaktory IV generace
Proč je potřebujeme
1) Zvyacutešeniacute efektivity využitiacute uranu a thoria (zaacutesoby paliva na mnoho tisiacuteciletiacute) ndash rychleacute
reaktory
2) Sniacuteženiacute objemu a nebezpečnosti radioaktivniacuteho odpadu (uzavřeniacute palivoveacuteho cyklu) ndash
exotickeacute typy s tekutyacutem palivem a průběžnou separaciacute
3) Zvyacutešeniacute efektivity produkce elektřiny a tepla pro průmysl (vysokoteplotniacute reaktory
pro průmysl i produkci vodiacuteku)
4) Uacuteplně noveacute koncepty někdy značně exotickeacute ndash šest třiacuted konceptů
Sodiacutekem chlazenyacute reaktor BN800
Sodiacutekem chlazenyacute reaktor ndash rychlyacute reaktor uacutespěšneacute komerčniacute bloky BN600 a BN800
v Rusku prototyp CEFR (Čiacutena) dokončovanyacute blok Kalpakkam 500 MWe (Indie)
evropskyacute hlavně francouzskyacute projekt ASTRID
Olovem chlazenyacute reaktor ndash rychlyacute reaktor chla-
zenyacute tekutyacutem kovem zkušenosti na ponorkaacutech
BREST-300 ndash prototypovyacute reaktor (Rusko)
Palivovyacute soubor a staveniště reaktoru BREST 300
Sodiacutekovyacute reaktor Kalpakkam (Indie)
Ruskaacute ponorka s olovem chlazenyacutem reaktorem
Vysokoteplotniacute plynem chlazenyacute reaktor ndash chlazenyacute
heacuteliem (přiacutepadně jinyacutem plynem) moderovanyacute
grafitem vysokyacute stupeň vyhořeniacute paliva pasivniacute
bezpečnost dokončovanyacute reaktor s palivem v
podobě kouliacute v Čiacuteně ndash HTR-PM spolupraacutece se
Saudskou Araacutebiiacute
Reaktor chlazenyacute superkritickou vodou ndash nadkritickeacute
bloky s klasickou moderaciacute velmi vysokaacute efektivita
konverze tepla na elektřinu Smyčka se
superkritickou vodou v UacuteJV
Reaktory využiacutevajiacuteciacute tekuteacute soli ndash využitiacute fluoroveacute
soliacute s lithiem tekuteacute palivo ndash nejinovativnějšiacute
princip různeacute typy moderace (energetickeacuteho
spektra) Vhodnyacute pro konverzi thoria 232 na uran
233 Nejdaacutele v Čiacuteně Zapojeniacute CVŘ a UacuteJV
Rychlyacute reaktor chlazenyacute plynem ndash chlazeniacute heliem
nemoderovanyacute evropskyacute projekt ALLEGRO
uacutevahy o jeho vyacutestavbě ve Středniacute Evropě heliovaacute
smyčka v UacuteJV as Řež
Kuloveacute palivo pro reaktor HTR-PM v Čiacuteně
Instalace reaktoru HTR-PM v Čiacuteně
Scheacutema projektu reaktoru Allegro
Prvniacute dokončovaneacute uacuteložiště vyhořeleacuteho paliva
Onkalo
Finsko ndash bliacutezko elektraacuterny
Olkiluoto
Žulovyacute masiacutev ndash umiacutestěniacute
500 m pod povrchem
2004 ndash začaacutetek ražby
2015 ndash licence pro vyacutestavbu
2020 ndash dokončeniacute 1etapy
2024 ndash začaacutetek uklaacutedaacuteniacute
Recyklace ndash palivo MOX
Využitiacute uranu a plutonia z vyhořeleacuteho
paliva
Přepracovaciacute zaacutevod ndash separace uranu a
plutonia
Přepracovaacuteniacute a produkci MOX ndash
Francie Velkaacute Britaacutenie Rusko
Sniacuteženiacute potřeby čerstveacuteho uranu a
zmenšeniacute objemu odpadu
Radionuklidoveacute zdroje pro vesmiacuter ndash chybiacute plutonium 238
Miacutesto 238Pu použiacutet 241Am z jaderneacuteho odpadu
plutonium 238 americium 241
poločas rozpadu 87 7 let 432 let
Nejintenzivnějšiacute gama 004 36
Energie gama 43 keV 60 keV
Energie rozpadu 56 MeV 56 MeV
Hustota energie 054 kWkg 0105 kWkg
Možnost ziacuteskat chemickou separaciacute z vyhořeleacuteho paliva (staryacutech zaacutesob plutonia)
Vyacutehody Možnost ziacuteskaacuteniacute bez speciaacutelniacuteho ozařovaacuteniacute ve speciaacutelniacutem reaktoru
Pomalejšiacute pokles vyacutekonu
Nevyacutehody Teacuteměř 5kraacutet vyššiacute potřebnaacute hmotnost ( 5kraacutet nižšiacute aktivita)
Vyacuteraznějšiacute aktivita gama ndash nutnost řešit stiacuteněniacute před touto radiaciacute
Ziacuteskaacutevaacuteniacute americia 241
Chemickaacute
separace
americia
Čisteacute plutonium americium pro vesmiacuter
Přepracovaacuteniacute
paliva
Separovaneacute plutonium
Čas uloženiacute
Z plutoniiacute jedině 241Pu se rozpadaacute beta rozpadem při rozpadu směsi plutoniiacute
tak vznikaacute pouze izotop americia 241Am (241Pu rarr 241Am T12 = 14 let)
241Pu rarr 241Am
Urychlovačem řiacutezeneacute transmutory
Z čeho se sklaacutedaacute
1) Urychlovač protonů - energie 100 - 1000 MeV
2) Terč - olovo wolfram hellip
3) Naacutedoba obsahujiacuteciacute systeacutem jaderneacuteho odpadu moderaacutetoru
Nutnost separace stabilniacutech a kraacutetkodobyacutech izotopů
Zaacutekladniacute vlastnosti
1) Využiacutevaacute třiacuteštivyacutech reakciacute
2) Velmi vysokaacute hustota neutronů rarr efektivniacute transmutace
3) Podkritickyacute režim provozu
4) Produkce neutronů ve velmi širokeacutem rozmeziacute energiiacute
Scheacutema koncepce urychlovačem řiacutezeneacuteho jaderneacuteho transmutoru
Praacutece na analyacuteze terče Megapie
v horkyacutech komoraacutech v PSI
Olověnyacute terč při testech v laboratoři CERN
Termojadernaacute elektraacuterna
Tokamak ITER ndash prvniacute fuacutezniacute reaktor vyacutekon 500 MW 10kraacutet vyššiacute než vklad demonstruje
chovaacuteniacute plazmy u elektraacuterny fuacutezniacute reakce deuteria a tritia testy s produkciacute tritia
Tokamak ITER ndash produkce 10kraacutet viacutece energie
DEMO ndash prvniacute prototyp fuacutezniacute elektraacuterny ndash i s turbiacutenou a produkciacute paliva (tritia) z lithia
Současnyacute časovyacute plaacuten Sestavovaacuteniacute a instalace zařiacutezeniacute 2018 ndash 2025
prvniacute plazma ndash 2025 přechod na studium fuacutezniacutech reakciacute d+t -2035
Na zaacutekladě vyacutesledků vyacutezkumů za pomociacute ITER (i jeho budovaacuteniacute) přechod k reaacutelneacute
elektraacuterně
Jineacute cesty ndash stelaraacutetor inerciaacutelniacute udrženiacute NIF (USA) ndash zatiacutem daleko za tokamaky
Jakeacute možnosti jaacutedro poskytuje
Efektivniacute většiacute zdroj energie minimaacutelně (chlazeniacute) zaacutevislyacute na miacutestniacutech podmiacutenkaacutech
staacutelyacute stabilniacute vyacutekon rarr vhodneacute zaacutekladniacute většiacute zdroje
Česko ndash Dukovany (4 500 MW) a Temeliacuten (2 1000 MW) ndash celkem 4000 MW (36 )
uacutevaha ndash 2 bloky Temeliacuten a 2 Dukovany ( ~ 5000 MW) ndash 60 elektrickeacute energie
Slovensko - Jaslovskeacute Bohunice (2 bloky 440 MW) a Mochovce (2 bloky 440 MW) - 50
dokončovaacuteny ndash 2 bloky Mochovce (440 MW) 1 blok Jaslovskeacute Bohunice (~ 1500 MW)
V budoucnu i dalšiacute elektraacuterny ndash podiacutel na elektřině 70 ndash 80 většiacute podiacutel u tepla vodiacutek
U elektřiny by tak podiacutel mohl byacutet až 70 ndash 80 (nemaacute smysl byacutet většiacute)
Většiacute využitiacute v dopravě v přiacutepadě přechodu na
elektromobily a vodiacutekoveacute hospodaacuteřstviacute
Nahrazeniacute hlavně uhelnyacutech elektraacuteren ndash sniacuteženiacute produkce CO2
Teplaacuterny ndash přechod na menšiacute kompaktniacute zdroje
Možnost kompaktniacutech malyacutech zdrojů kde by se
neměnilo palivo ale celaacute elektraacuterna
Nutnost vhodneacute kombinace a doplňovaacuteniacute s dalšiacutemi
zdroji a uacutesporami
Jadernaacute energetika neniacute samospasitelnaacute ale může byacutet vyacuteznamnyacutem zdrojem energie
Budovanyacute
plovouciacute reaktor
(70 MWe)
EPR reaktor
Některeacute možneacute energetickeacute sceacutenaacuteře
Sceacutenaacuteř 1 Superniacutezkoemisniacute ndash postaveniacute většiacuteho počtu jadernyacutech bloků intenzivniacute
budovaacuteniacute obnovitelnyacutech zdrojů uacuteložiště energie hellip
Česko by zaacutesadně přispělo ke sniacuteženiacute emisiacute
Dnes už velmi nepravděpodobnyacute
Sceacutenaacuteř 3 Druheacute Bavorsko ndash postupnyacute uacutebytek vyacutekonu v jadernyacutech a uhelnyacutech zdrojiacutech
spoleacutehaacuteniacute na větrneacute zdroje na severu Německa a plynoveacute
zdroje regulujiacuteciacute siacuteť u naacutes i v Německu
Situace v Bavorsku ukaacuteže k čemu sceacutenaacuteř vede
Sceacutenaacuteř pravděpodobnyacute v přiacutepadě pokračovaacuteniacute současneacute
nečinnosti
Sceacutenaacuteř 4 Vyacutepadek Dukovan už v roce 2025 ndash třeba tlakem Rakouska a Německa ndash spolu
s odstavenyacutemi uhelnyacutemi bloky ztraacuteta přes 6 GW vyacutekonu
V přiacutepadě nečinnosti a cestě k Bavorskeacutemu sceacutenaacuteři povede
k velkyacutem naacuterokům na regulaci a import elektřiny
Sceacutenaacuteř 2 ASEK ndash poměrně širokeacute rozmeziacute umožňujiacuteciacute optimalizaci podle podmiacutenek
nutnost vyacutestavby jadernyacutech bloků a uacutespěšnyacute rozvoj
obnovitelnyacutech zdrojů a uklaacutedaacuteniacute energie
Je třeba naleacutezt optimum a ve všech sceacutenaacuteřiacutech zajistit bezpečneacute fungovaacuteniacute našeho
energetickeacute ndash vyacutezva pro všechny souvisejiacuteciacute obory
Zaacutevěr1) Jadernaacute energetika prokaacutezala možnost velice efektivniacuteho přechodu k niacutezkoemisniacute
elektroenergetice (Francie Šveacutedsko Ontario hellip)
2) Probleacutemy spojeneacute s velikostiacute těchto zdrojů a citlivostiacute na společenskou podporu
3) Zatiacutem otevřenaacute otaacutezka uacutespěšnosti přechodu k reaktorům III generace (splněniacute
očekaacutevaacuteniacute z hlediska efektivity vyacutestavby a provozu) K tomu potřeba i dostatek
budovanyacutech jednotek a kontinuita Nejleacutepe na tom je VVER1200 a zatiacutem i APR1400
4) Velkyacute potenciaacutel v malyacutech modulaacuterniacutech reaktorech potřeba vyvinout kompaktniacute
model s masovou vyacuterobou (klasickeacute i inovativniacute typy)
5) Pro udržitelneacute využiacutevaacuteniacute jaderneacute energie nutneacute reaktory IV generace nejdaacutele jsou
sodiacutekem a olovem chlazeneacute a vysokoteplotniacute chlazeneacute plynem
6) Urychlovačem řiacutezeneacute transmutory a fuacuteze ndash velkyacute potenciaacutel ale komerčniacute realizace
zatiacutem dost vzdaacutelenaacute ndash velkaacute synergie mezi popsanyacutemi oblastmi
7) Miacuteru využiacutevaacuteniacute jaacutedra silně ovlivniacute reaacutelnaacute miacutera vlivu emisiacute CO2 a nutnost je potlačit
Page 24
Reaktory IV generace
Proč je potřebujeme
1) Zvyacutešeniacute efektivity využitiacute uranu a thoria (zaacutesoby paliva na mnoho tisiacuteciletiacute) ndash rychleacute
reaktory
2) Sniacuteženiacute objemu a nebezpečnosti radioaktivniacuteho odpadu (uzavřeniacute palivoveacuteho cyklu) ndash
exotickeacute typy s tekutyacutem palivem a průběžnou separaciacute
3) Zvyacutešeniacute efektivity produkce elektřiny a tepla pro průmysl (vysokoteplotniacute reaktory
pro průmysl i produkci vodiacuteku)
4) Uacuteplně noveacute koncepty někdy značně exotickeacute ndash šest třiacuted konceptů
Sodiacutekem chlazenyacute reaktor BN800
Sodiacutekem chlazenyacute reaktor ndash rychlyacute reaktor uacutespěšneacute komerčniacute bloky BN600 a BN800
v Rusku prototyp CEFR (Čiacutena) dokončovanyacute blok Kalpakkam 500 MWe (Indie)
evropskyacute hlavně francouzskyacute projekt ASTRID
Olovem chlazenyacute reaktor ndash rychlyacute reaktor chla-
zenyacute tekutyacutem kovem zkušenosti na ponorkaacutech
BREST-300 ndash prototypovyacute reaktor (Rusko)
Palivovyacute soubor a staveniště reaktoru BREST 300
Sodiacutekovyacute reaktor Kalpakkam (Indie)
Ruskaacute ponorka s olovem chlazenyacutem reaktorem
Vysokoteplotniacute plynem chlazenyacute reaktor ndash chlazenyacute
heacuteliem (přiacutepadně jinyacutem plynem) moderovanyacute
grafitem vysokyacute stupeň vyhořeniacute paliva pasivniacute
bezpečnost dokončovanyacute reaktor s palivem v
podobě kouliacute v Čiacuteně ndash HTR-PM spolupraacutece se
Saudskou Araacutebiiacute
Reaktor chlazenyacute superkritickou vodou ndash nadkritickeacute
bloky s klasickou moderaciacute velmi vysokaacute efektivita
konverze tepla na elektřinu Smyčka se
superkritickou vodou v UacuteJV
Reaktory využiacutevajiacuteciacute tekuteacute soli ndash využitiacute fluoroveacute
soliacute s lithiem tekuteacute palivo ndash nejinovativnějšiacute
princip různeacute typy moderace (energetickeacuteho
spektra) Vhodnyacute pro konverzi thoria 232 na uran
233 Nejdaacutele v Čiacuteně Zapojeniacute CVŘ a UacuteJV
Rychlyacute reaktor chlazenyacute plynem ndash chlazeniacute heliem
nemoderovanyacute evropskyacute projekt ALLEGRO
uacutevahy o jeho vyacutestavbě ve Středniacute Evropě heliovaacute
smyčka v UacuteJV as Řež
Kuloveacute palivo pro reaktor HTR-PM v Čiacuteně
Instalace reaktoru HTR-PM v Čiacuteně
Scheacutema projektu reaktoru Allegro
Prvniacute dokončovaneacute uacuteložiště vyhořeleacuteho paliva
Onkalo
Finsko ndash bliacutezko elektraacuterny
Olkiluoto
Žulovyacute masiacutev ndash umiacutestěniacute
500 m pod povrchem
2004 ndash začaacutetek ražby
2015 ndash licence pro vyacutestavbu
2020 ndash dokončeniacute 1etapy
2024 ndash začaacutetek uklaacutedaacuteniacute
Recyklace ndash palivo MOX
Využitiacute uranu a plutonia z vyhořeleacuteho
paliva
Přepracovaciacute zaacutevod ndash separace uranu a
plutonia
Přepracovaacuteniacute a produkci MOX ndash
Francie Velkaacute Britaacutenie Rusko
Sniacuteženiacute potřeby čerstveacuteho uranu a
zmenšeniacute objemu odpadu
Radionuklidoveacute zdroje pro vesmiacuter ndash chybiacute plutonium 238
Miacutesto 238Pu použiacutet 241Am z jaderneacuteho odpadu
plutonium 238 americium 241
poločas rozpadu 87 7 let 432 let
Nejintenzivnějšiacute gama 004 36
Energie gama 43 keV 60 keV
Energie rozpadu 56 MeV 56 MeV
Hustota energie 054 kWkg 0105 kWkg
Možnost ziacuteskat chemickou separaciacute z vyhořeleacuteho paliva (staryacutech zaacutesob plutonia)
Vyacutehody Možnost ziacuteskaacuteniacute bez speciaacutelniacuteho ozařovaacuteniacute ve speciaacutelniacutem reaktoru
Pomalejšiacute pokles vyacutekonu
Nevyacutehody Teacuteměř 5kraacutet vyššiacute potřebnaacute hmotnost ( 5kraacutet nižšiacute aktivita)
Vyacuteraznějšiacute aktivita gama ndash nutnost řešit stiacuteněniacute před touto radiaciacute
Ziacuteskaacutevaacuteniacute americia 241
Chemickaacute
separace
americia
Čisteacute plutonium americium pro vesmiacuter
Přepracovaacuteniacute
paliva
Separovaneacute plutonium
Čas uloženiacute
Z plutoniiacute jedině 241Pu se rozpadaacute beta rozpadem při rozpadu směsi plutoniiacute
tak vznikaacute pouze izotop americia 241Am (241Pu rarr 241Am T12 = 14 let)
241Pu rarr 241Am
Urychlovačem řiacutezeneacute transmutory
Z čeho se sklaacutedaacute
1) Urychlovač protonů - energie 100 - 1000 MeV
2) Terč - olovo wolfram hellip
3) Naacutedoba obsahujiacuteciacute systeacutem jaderneacuteho odpadu moderaacutetoru
Nutnost separace stabilniacutech a kraacutetkodobyacutech izotopů
Zaacutekladniacute vlastnosti
1) Využiacutevaacute třiacuteštivyacutech reakciacute
2) Velmi vysokaacute hustota neutronů rarr efektivniacute transmutace
3) Podkritickyacute režim provozu
4) Produkce neutronů ve velmi širokeacutem rozmeziacute energiiacute
Scheacutema koncepce urychlovačem řiacutezeneacuteho jaderneacuteho transmutoru
Praacutece na analyacuteze terče Megapie
v horkyacutech komoraacutech v PSI
Olověnyacute terč při testech v laboratoři CERN
Termojadernaacute elektraacuterna
Tokamak ITER ndash prvniacute fuacutezniacute reaktor vyacutekon 500 MW 10kraacutet vyššiacute než vklad demonstruje
chovaacuteniacute plazmy u elektraacuterny fuacutezniacute reakce deuteria a tritia testy s produkciacute tritia
Tokamak ITER ndash produkce 10kraacutet viacutece energie
DEMO ndash prvniacute prototyp fuacutezniacute elektraacuterny ndash i s turbiacutenou a produkciacute paliva (tritia) z lithia
Současnyacute časovyacute plaacuten Sestavovaacuteniacute a instalace zařiacutezeniacute 2018 ndash 2025
prvniacute plazma ndash 2025 přechod na studium fuacutezniacutech reakciacute d+t -2035
Na zaacutekladě vyacutesledků vyacutezkumů za pomociacute ITER (i jeho budovaacuteniacute) přechod k reaacutelneacute
elektraacuterně
Jineacute cesty ndash stelaraacutetor inerciaacutelniacute udrženiacute NIF (USA) ndash zatiacutem daleko za tokamaky
Jakeacute možnosti jaacutedro poskytuje
Efektivniacute většiacute zdroj energie minimaacutelně (chlazeniacute) zaacutevislyacute na miacutestniacutech podmiacutenkaacutech
staacutelyacute stabilniacute vyacutekon rarr vhodneacute zaacutekladniacute většiacute zdroje
Česko ndash Dukovany (4 500 MW) a Temeliacuten (2 1000 MW) ndash celkem 4000 MW (36 )
uacutevaha ndash 2 bloky Temeliacuten a 2 Dukovany ( ~ 5000 MW) ndash 60 elektrickeacute energie
Slovensko - Jaslovskeacute Bohunice (2 bloky 440 MW) a Mochovce (2 bloky 440 MW) - 50
dokončovaacuteny ndash 2 bloky Mochovce (440 MW) 1 blok Jaslovskeacute Bohunice (~ 1500 MW)
V budoucnu i dalšiacute elektraacuterny ndash podiacutel na elektřině 70 ndash 80 většiacute podiacutel u tepla vodiacutek
U elektřiny by tak podiacutel mohl byacutet až 70 ndash 80 (nemaacute smysl byacutet většiacute)
Většiacute využitiacute v dopravě v přiacutepadě přechodu na
elektromobily a vodiacutekoveacute hospodaacuteřstviacute
Nahrazeniacute hlavně uhelnyacutech elektraacuteren ndash sniacuteženiacute produkce CO2
Teplaacuterny ndash přechod na menšiacute kompaktniacute zdroje
Možnost kompaktniacutech malyacutech zdrojů kde by se
neměnilo palivo ale celaacute elektraacuterna
Nutnost vhodneacute kombinace a doplňovaacuteniacute s dalšiacutemi
zdroji a uacutesporami
Jadernaacute energetika neniacute samospasitelnaacute ale může byacutet vyacuteznamnyacutem zdrojem energie
Budovanyacute
plovouciacute reaktor
(70 MWe)
EPR reaktor
Některeacute možneacute energetickeacute sceacutenaacuteře
Sceacutenaacuteř 1 Superniacutezkoemisniacute ndash postaveniacute většiacuteho počtu jadernyacutech bloků intenzivniacute
budovaacuteniacute obnovitelnyacutech zdrojů uacuteložiště energie hellip
Česko by zaacutesadně přispělo ke sniacuteženiacute emisiacute
Dnes už velmi nepravděpodobnyacute
Sceacutenaacuteř 3 Druheacute Bavorsko ndash postupnyacute uacutebytek vyacutekonu v jadernyacutech a uhelnyacutech zdrojiacutech
spoleacutehaacuteniacute na větrneacute zdroje na severu Německa a plynoveacute
zdroje regulujiacuteciacute siacuteť u naacutes i v Německu
Situace v Bavorsku ukaacuteže k čemu sceacutenaacuteř vede
Sceacutenaacuteř pravděpodobnyacute v přiacutepadě pokračovaacuteniacute současneacute
nečinnosti
Sceacutenaacuteř 4 Vyacutepadek Dukovan už v roce 2025 ndash třeba tlakem Rakouska a Německa ndash spolu
s odstavenyacutemi uhelnyacutemi bloky ztraacuteta přes 6 GW vyacutekonu
V přiacutepadě nečinnosti a cestě k Bavorskeacutemu sceacutenaacuteři povede
k velkyacutem naacuterokům na regulaci a import elektřiny
Sceacutenaacuteř 2 ASEK ndash poměrně širokeacute rozmeziacute umožňujiacuteciacute optimalizaci podle podmiacutenek
nutnost vyacutestavby jadernyacutech bloků a uacutespěšnyacute rozvoj
obnovitelnyacutech zdrojů a uklaacutedaacuteniacute energie
Je třeba naleacutezt optimum a ve všech sceacutenaacuteřiacutech zajistit bezpečneacute fungovaacuteniacute našeho
energetickeacute ndash vyacutezva pro všechny souvisejiacuteciacute obory
Zaacutevěr1) Jadernaacute energetika prokaacutezala možnost velice efektivniacuteho přechodu k niacutezkoemisniacute
elektroenergetice (Francie Šveacutedsko Ontario hellip)
2) Probleacutemy spojeneacute s velikostiacute těchto zdrojů a citlivostiacute na společenskou podporu
3) Zatiacutem otevřenaacute otaacutezka uacutespěšnosti přechodu k reaktorům III generace (splněniacute
očekaacutevaacuteniacute z hlediska efektivity vyacutestavby a provozu) K tomu potřeba i dostatek
budovanyacutech jednotek a kontinuita Nejleacutepe na tom je VVER1200 a zatiacutem i APR1400
4) Velkyacute potenciaacutel v malyacutech modulaacuterniacutech reaktorech potřeba vyvinout kompaktniacute
model s masovou vyacuterobou (klasickeacute i inovativniacute typy)
5) Pro udržitelneacute využiacutevaacuteniacute jaderneacute energie nutneacute reaktory IV generace nejdaacutele jsou
sodiacutekem a olovem chlazeneacute a vysokoteplotniacute chlazeneacute plynem
6) Urychlovačem řiacutezeneacute transmutory a fuacuteze ndash velkyacute potenciaacutel ale komerčniacute realizace
zatiacutem dost vzdaacutelenaacute ndash velkaacute synergie mezi popsanyacutemi oblastmi
7) Miacuteru využiacutevaacuteniacute jaacutedra silně ovlivniacute reaacutelnaacute miacutera vlivu emisiacute CO2 a nutnost je potlačit
Page 25
Sodiacutekem chlazenyacute reaktor ndash rychlyacute reaktor uacutespěšneacute komerčniacute bloky BN600 a BN800
v Rusku prototyp CEFR (Čiacutena) dokončovanyacute blok Kalpakkam 500 MWe (Indie)
evropskyacute hlavně francouzskyacute projekt ASTRID
Olovem chlazenyacute reaktor ndash rychlyacute reaktor chla-
zenyacute tekutyacutem kovem zkušenosti na ponorkaacutech
BREST-300 ndash prototypovyacute reaktor (Rusko)
Palivovyacute soubor a staveniště reaktoru BREST 300
Sodiacutekovyacute reaktor Kalpakkam (Indie)
Ruskaacute ponorka s olovem chlazenyacutem reaktorem
Vysokoteplotniacute plynem chlazenyacute reaktor ndash chlazenyacute
heacuteliem (přiacutepadně jinyacutem plynem) moderovanyacute
grafitem vysokyacute stupeň vyhořeniacute paliva pasivniacute
bezpečnost dokončovanyacute reaktor s palivem v
podobě kouliacute v Čiacuteně ndash HTR-PM spolupraacutece se
Saudskou Araacutebiiacute
Reaktor chlazenyacute superkritickou vodou ndash nadkritickeacute
bloky s klasickou moderaciacute velmi vysokaacute efektivita
konverze tepla na elektřinu Smyčka se
superkritickou vodou v UacuteJV
Reaktory využiacutevajiacuteciacute tekuteacute soli ndash využitiacute fluoroveacute
soliacute s lithiem tekuteacute palivo ndash nejinovativnějšiacute
princip různeacute typy moderace (energetickeacuteho
spektra) Vhodnyacute pro konverzi thoria 232 na uran
233 Nejdaacutele v Čiacuteně Zapojeniacute CVŘ a UacuteJV
Rychlyacute reaktor chlazenyacute plynem ndash chlazeniacute heliem
nemoderovanyacute evropskyacute projekt ALLEGRO
uacutevahy o jeho vyacutestavbě ve Středniacute Evropě heliovaacute
smyčka v UacuteJV as Řež
Kuloveacute palivo pro reaktor HTR-PM v Čiacuteně
Instalace reaktoru HTR-PM v Čiacuteně
Scheacutema projektu reaktoru Allegro
Prvniacute dokončovaneacute uacuteložiště vyhořeleacuteho paliva
Onkalo
Finsko ndash bliacutezko elektraacuterny
Olkiluoto
Žulovyacute masiacutev ndash umiacutestěniacute
500 m pod povrchem
2004 ndash začaacutetek ražby
2015 ndash licence pro vyacutestavbu
2020 ndash dokončeniacute 1etapy
2024 ndash začaacutetek uklaacutedaacuteniacute
Recyklace ndash palivo MOX
Využitiacute uranu a plutonia z vyhořeleacuteho
paliva
Přepracovaciacute zaacutevod ndash separace uranu a
plutonia
Přepracovaacuteniacute a produkci MOX ndash
Francie Velkaacute Britaacutenie Rusko
Sniacuteženiacute potřeby čerstveacuteho uranu a
zmenšeniacute objemu odpadu
Radionuklidoveacute zdroje pro vesmiacuter ndash chybiacute plutonium 238
Miacutesto 238Pu použiacutet 241Am z jaderneacuteho odpadu
plutonium 238 americium 241
poločas rozpadu 87 7 let 432 let
Nejintenzivnějšiacute gama 004 36
Energie gama 43 keV 60 keV
Energie rozpadu 56 MeV 56 MeV
Hustota energie 054 kWkg 0105 kWkg
Možnost ziacuteskat chemickou separaciacute z vyhořeleacuteho paliva (staryacutech zaacutesob plutonia)
Vyacutehody Možnost ziacuteskaacuteniacute bez speciaacutelniacuteho ozařovaacuteniacute ve speciaacutelniacutem reaktoru
Pomalejšiacute pokles vyacutekonu
Nevyacutehody Teacuteměř 5kraacutet vyššiacute potřebnaacute hmotnost ( 5kraacutet nižšiacute aktivita)
Vyacuteraznějšiacute aktivita gama ndash nutnost řešit stiacuteněniacute před touto radiaciacute
Ziacuteskaacutevaacuteniacute americia 241
Chemickaacute
separace
americia
Čisteacute plutonium americium pro vesmiacuter
Přepracovaacuteniacute
paliva
Separovaneacute plutonium
Čas uloženiacute
Z plutoniiacute jedině 241Pu se rozpadaacute beta rozpadem při rozpadu směsi plutoniiacute
tak vznikaacute pouze izotop americia 241Am (241Pu rarr 241Am T12 = 14 let)
241Pu rarr 241Am
Urychlovačem řiacutezeneacute transmutory
Z čeho se sklaacutedaacute
1) Urychlovač protonů - energie 100 - 1000 MeV
2) Terč - olovo wolfram hellip
3) Naacutedoba obsahujiacuteciacute systeacutem jaderneacuteho odpadu moderaacutetoru
Nutnost separace stabilniacutech a kraacutetkodobyacutech izotopů
Zaacutekladniacute vlastnosti
1) Využiacutevaacute třiacuteštivyacutech reakciacute
2) Velmi vysokaacute hustota neutronů rarr efektivniacute transmutace
3) Podkritickyacute režim provozu
4) Produkce neutronů ve velmi širokeacutem rozmeziacute energiiacute
Scheacutema koncepce urychlovačem řiacutezeneacuteho jaderneacuteho transmutoru
Praacutece na analyacuteze terče Megapie
v horkyacutech komoraacutech v PSI
Olověnyacute terč při testech v laboratoři CERN
Termojadernaacute elektraacuterna
Tokamak ITER ndash prvniacute fuacutezniacute reaktor vyacutekon 500 MW 10kraacutet vyššiacute než vklad demonstruje
chovaacuteniacute plazmy u elektraacuterny fuacutezniacute reakce deuteria a tritia testy s produkciacute tritia
Tokamak ITER ndash produkce 10kraacutet viacutece energie
DEMO ndash prvniacute prototyp fuacutezniacute elektraacuterny ndash i s turbiacutenou a produkciacute paliva (tritia) z lithia
Současnyacute časovyacute plaacuten Sestavovaacuteniacute a instalace zařiacutezeniacute 2018 ndash 2025
prvniacute plazma ndash 2025 přechod na studium fuacutezniacutech reakciacute d+t -2035
Na zaacutekladě vyacutesledků vyacutezkumů za pomociacute ITER (i jeho budovaacuteniacute) přechod k reaacutelneacute
elektraacuterně
Jineacute cesty ndash stelaraacutetor inerciaacutelniacute udrženiacute NIF (USA) ndash zatiacutem daleko za tokamaky
Jakeacute možnosti jaacutedro poskytuje
Efektivniacute většiacute zdroj energie minimaacutelně (chlazeniacute) zaacutevislyacute na miacutestniacutech podmiacutenkaacutech
staacutelyacute stabilniacute vyacutekon rarr vhodneacute zaacutekladniacute většiacute zdroje
Česko ndash Dukovany (4 500 MW) a Temeliacuten (2 1000 MW) ndash celkem 4000 MW (36 )
uacutevaha ndash 2 bloky Temeliacuten a 2 Dukovany ( ~ 5000 MW) ndash 60 elektrickeacute energie
Slovensko - Jaslovskeacute Bohunice (2 bloky 440 MW) a Mochovce (2 bloky 440 MW) - 50
dokončovaacuteny ndash 2 bloky Mochovce (440 MW) 1 blok Jaslovskeacute Bohunice (~ 1500 MW)
V budoucnu i dalšiacute elektraacuterny ndash podiacutel na elektřině 70 ndash 80 většiacute podiacutel u tepla vodiacutek
U elektřiny by tak podiacutel mohl byacutet až 70 ndash 80 (nemaacute smysl byacutet většiacute)
Většiacute využitiacute v dopravě v přiacutepadě přechodu na
elektromobily a vodiacutekoveacute hospodaacuteřstviacute
Nahrazeniacute hlavně uhelnyacutech elektraacuteren ndash sniacuteženiacute produkce CO2
Teplaacuterny ndash přechod na menšiacute kompaktniacute zdroje
Možnost kompaktniacutech malyacutech zdrojů kde by se
neměnilo palivo ale celaacute elektraacuterna
Nutnost vhodneacute kombinace a doplňovaacuteniacute s dalšiacutemi
zdroji a uacutesporami
Jadernaacute energetika neniacute samospasitelnaacute ale může byacutet vyacuteznamnyacutem zdrojem energie
Budovanyacute
plovouciacute reaktor
(70 MWe)
EPR reaktor
Některeacute možneacute energetickeacute sceacutenaacuteře
Sceacutenaacuteř 1 Superniacutezkoemisniacute ndash postaveniacute většiacuteho počtu jadernyacutech bloků intenzivniacute
budovaacuteniacute obnovitelnyacutech zdrojů uacuteložiště energie hellip
Česko by zaacutesadně přispělo ke sniacuteženiacute emisiacute
Dnes už velmi nepravděpodobnyacute
Sceacutenaacuteř 3 Druheacute Bavorsko ndash postupnyacute uacutebytek vyacutekonu v jadernyacutech a uhelnyacutech zdrojiacutech
spoleacutehaacuteniacute na větrneacute zdroje na severu Německa a plynoveacute
zdroje regulujiacuteciacute siacuteť u naacutes i v Německu
Situace v Bavorsku ukaacuteže k čemu sceacutenaacuteř vede
Sceacutenaacuteř pravděpodobnyacute v přiacutepadě pokračovaacuteniacute současneacute
nečinnosti
Sceacutenaacuteř 4 Vyacutepadek Dukovan už v roce 2025 ndash třeba tlakem Rakouska a Německa ndash spolu
s odstavenyacutemi uhelnyacutemi bloky ztraacuteta přes 6 GW vyacutekonu
V přiacutepadě nečinnosti a cestě k Bavorskeacutemu sceacutenaacuteři povede
k velkyacutem naacuterokům na regulaci a import elektřiny
Sceacutenaacuteř 2 ASEK ndash poměrně širokeacute rozmeziacute umožňujiacuteciacute optimalizaci podle podmiacutenek
nutnost vyacutestavby jadernyacutech bloků a uacutespěšnyacute rozvoj
obnovitelnyacutech zdrojů a uklaacutedaacuteniacute energie
Je třeba naleacutezt optimum a ve všech sceacutenaacuteřiacutech zajistit bezpečneacute fungovaacuteniacute našeho
energetickeacute ndash vyacutezva pro všechny souvisejiacuteciacute obory
Zaacutevěr1) Jadernaacute energetika prokaacutezala možnost velice efektivniacuteho přechodu k niacutezkoemisniacute
elektroenergetice (Francie Šveacutedsko Ontario hellip)
2) Probleacutemy spojeneacute s velikostiacute těchto zdrojů a citlivostiacute na společenskou podporu
3) Zatiacutem otevřenaacute otaacutezka uacutespěšnosti přechodu k reaktorům III generace (splněniacute
očekaacutevaacuteniacute z hlediska efektivity vyacutestavby a provozu) K tomu potřeba i dostatek
budovanyacutech jednotek a kontinuita Nejleacutepe na tom je VVER1200 a zatiacutem i APR1400
4) Velkyacute potenciaacutel v malyacutech modulaacuterniacutech reaktorech potřeba vyvinout kompaktniacute
model s masovou vyacuterobou (klasickeacute i inovativniacute typy)
5) Pro udržitelneacute využiacutevaacuteniacute jaderneacute energie nutneacute reaktory IV generace nejdaacutele jsou
sodiacutekem a olovem chlazeneacute a vysokoteplotniacute chlazeneacute plynem
6) Urychlovačem řiacutezeneacute transmutory a fuacuteze ndash velkyacute potenciaacutel ale komerčniacute realizace
zatiacutem dost vzdaacutelenaacute ndash velkaacute synergie mezi popsanyacutemi oblastmi
7) Miacuteru využiacutevaacuteniacute jaacutedra silně ovlivniacute reaacutelnaacute miacutera vlivu emisiacute CO2 a nutnost je potlačit
Page 26
Vysokoteplotniacute plynem chlazenyacute reaktor ndash chlazenyacute
heacuteliem (přiacutepadně jinyacutem plynem) moderovanyacute
grafitem vysokyacute stupeň vyhořeniacute paliva pasivniacute
bezpečnost dokončovanyacute reaktor s palivem v
podobě kouliacute v Čiacuteně ndash HTR-PM spolupraacutece se
Saudskou Araacutebiiacute
Reaktor chlazenyacute superkritickou vodou ndash nadkritickeacute
bloky s klasickou moderaciacute velmi vysokaacute efektivita
konverze tepla na elektřinu Smyčka se
superkritickou vodou v UacuteJV
Reaktory využiacutevajiacuteciacute tekuteacute soli ndash využitiacute fluoroveacute
soliacute s lithiem tekuteacute palivo ndash nejinovativnějšiacute
princip různeacute typy moderace (energetickeacuteho
spektra) Vhodnyacute pro konverzi thoria 232 na uran
233 Nejdaacutele v Čiacuteně Zapojeniacute CVŘ a UacuteJV
Rychlyacute reaktor chlazenyacute plynem ndash chlazeniacute heliem
nemoderovanyacute evropskyacute projekt ALLEGRO
uacutevahy o jeho vyacutestavbě ve Středniacute Evropě heliovaacute
smyčka v UacuteJV as Řež
Kuloveacute palivo pro reaktor HTR-PM v Čiacuteně
Instalace reaktoru HTR-PM v Čiacuteně
Scheacutema projektu reaktoru Allegro
Prvniacute dokončovaneacute uacuteložiště vyhořeleacuteho paliva
Onkalo
Finsko ndash bliacutezko elektraacuterny
Olkiluoto
Žulovyacute masiacutev ndash umiacutestěniacute
500 m pod povrchem
2004 ndash začaacutetek ražby
2015 ndash licence pro vyacutestavbu
2020 ndash dokončeniacute 1etapy
2024 ndash začaacutetek uklaacutedaacuteniacute
Recyklace ndash palivo MOX
Využitiacute uranu a plutonia z vyhořeleacuteho
paliva
Přepracovaciacute zaacutevod ndash separace uranu a
plutonia
Přepracovaacuteniacute a produkci MOX ndash
Francie Velkaacute Britaacutenie Rusko
Sniacuteženiacute potřeby čerstveacuteho uranu a
zmenšeniacute objemu odpadu
Radionuklidoveacute zdroje pro vesmiacuter ndash chybiacute plutonium 238
Miacutesto 238Pu použiacutet 241Am z jaderneacuteho odpadu
plutonium 238 americium 241
poločas rozpadu 87 7 let 432 let
Nejintenzivnějšiacute gama 004 36
Energie gama 43 keV 60 keV
Energie rozpadu 56 MeV 56 MeV
Hustota energie 054 kWkg 0105 kWkg
Možnost ziacuteskat chemickou separaciacute z vyhořeleacuteho paliva (staryacutech zaacutesob plutonia)
Vyacutehody Možnost ziacuteskaacuteniacute bez speciaacutelniacuteho ozařovaacuteniacute ve speciaacutelniacutem reaktoru
Pomalejšiacute pokles vyacutekonu
Nevyacutehody Teacuteměř 5kraacutet vyššiacute potřebnaacute hmotnost ( 5kraacutet nižšiacute aktivita)
Vyacuteraznějšiacute aktivita gama ndash nutnost řešit stiacuteněniacute před touto radiaciacute
Ziacuteskaacutevaacuteniacute americia 241
Chemickaacute
separace
americia
Čisteacute plutonium americium pro vesmiacuter
Přepracovaacuteniacute
paliva
Separovaneacute plutonium
Čas uloženiacute
Z plutoniiacute jedině 241Pu se rozpadaacute beta rozpadem při rozpadu směsi plutoniiacute
tak vznikaacute pouze izotop americia 241Am (241Pu rarr 241Am T12 = 14 let)
241Pu rarr 241Am
Urychlovačem řiacutezeneacute transmutory
Z čeho se sklaacutedaacute
1) Urychlovač protonů - energie 100 - 1000 MeV
2) Terč - olovo wolfram hellip
3) Naacutedoba obsahujiacuteciacute systeacutem jaderneacuteho odpadu moderaacutetoru
Nutnost separace stabilniacutech a kraacutetkodobyacutech izotopů
Zaacutekladniacute vlastnosti
1) Využiacutevaacute třiacuteštivyacutech reakciacute
2) Velmi vysokaacute hustota neutronů rarr efektivniacute transmutace
3) Podkritickyacute režim provozu
4) Produkce neutronů ve velmi širokeacutem rozmeziacute energiiacute
Scheacutema koncepce urychlovačem řiacutezeneacuteho jaderneacuteho transmutoru
Praacutece na analyacuteze terče Megapie
v horkyacutech komoraacutech v PSI
Olověnyacute terč při testech v laboratoři CERN
Termojadernaacute elektraacuterna
Tokamak ITER ndash prvniacute fuacutezniacute reaktor vyacutekon 500 MW 10kraacutet vyššiacute než vklad demonstruje
chovaacuteniacute plazmy u elektraacuterny fuacutezniacute reakce deuteria a tritia testy s produkciacute tritia
Tokamak ITER ndash produkce 10kraacutet viacutece energie
DEMO ndash prvniacute prototyp fuacutezniacute elektraacuterny ndash i s turbiacutenou a produkciacute paliva (tritia) z lithia
Současnyacute časovyacute plaacuten Sestavovaacuteniacute a instalace zařiacutezeniacute 2018 ndash 2025
prvniacute plazma ndash 2025 přechod na studium fuacutezniacutech reakciacute d+t -2035
Na zaacutekladě vyacutesledků vyacutezkumů za pomociacute ITER (i jeho budovaacuteniacute) přechod k reaacutelneacute
elektraacuterně
Jineacute cesty ndash stelaraacutetor inerciaacutelniacute udrženiacute NIF (USA) ndash zatiacutem daleko za tokamaky
Jakeacute možnosti jaacutedro poskytuje
Efektivniacute většiacute zdroj energie minimaacutelně (chlazeniacute) zaacutevislyacute na miacutestniacutech podmiacutenkaacutech
staacutelyacute stabilniacute vyacutekon rarr vhodneacute zaacutekladniacute většiacute zdroje
Česko ndash Dukovany (4 500 MW) a Temeliacuten (2 1000 MW) ndash celkem 4000 MW (36 )
uacutevaha ndash 2 bloky Temeliacuten a 2 Dukovany ( ~ 5000 MW) ndash 60 elektrickeacute energie
Slovensko - Jaslovskeacute Bohunice (2 bloky 440 MW) a Mochovce (2 bloky 440 MW) - 50
dokončovaacuteny ndash 2 bloky Mochovce (440 MW) 1 blok Jaslovskeacute Bohunice (~ 1500 MW)
V budoucnu i dalšiacute elektraacuterny ndash podiacutel na elektřině 70 ndash 80 většiacute podiacutel u tepla vodiacutek
U elektřiny by tak podiacutel mohl byacutet až 70 ndash 80 (nemaacute smysl byacutet většiacute)
Většiacute využitiacute v dopravě v přiacutepadě přechodu na
elektromobily a vodiacutekoveacute hospodaacuteřstviacute
Nahrazeniacute hlavně uhelnyacutech elektraacuteren ndash sniacuteženiacute produkce CO2
Teplaacuterny ndash přechod na menšiacute kompaktniacute zdroje
Možnost kompaktniacutech malyacutech zdrojů kde by se
neměnilo palivo ale celaacute elektraacuterna
Nutnost vhodneacute kombinace a doplňovaacuteniacute s dalšiacutemi
zdroji a uacutesporami
Jadernaacute energetika neniacute samospasitelnaacute ale může byacutet vyacuteznamnyacutem zdrojem energie
Budovanyacute
plovouciacute reaktor
(70 MWe)
EPR reaktor
Některeacute možneacute energetickeacute sceacutenaacuteře
Sceacutenaacuteř 1 Superniacutezkoemisniacute ndash postaveniacute většiacuteho počtu jadernyacutech bloků intenzivniacute
budovaacuteniacute obnovitelnyacutech zdrojů uacuteložiště energie hellip
Česko by zaacutesadně přispělo ke sniacuteženiacute emisiacute
Dnes už velmi nepravděpodobnyacute
Sceacutenaacuteř 3 Druheacute Bavorsko ndash postupnyacute uacutebytek vyacutekonu v jadernyacutech a uhelnyacutech zdrojiacutech
spoleacutehaacuteniacute na větrneacute zdroje na severu Německa a plynoveacute
zdroje regulujiacuteciacute siacuteť u naacutes i v Německu
Situace v Bavorsku ukaacuteže k čemu sceacutenaacuteř vede
Sceacutenaacuteř pravděpodobnyacute v přiacutepadě pokračovaacuteniacute současneacute
nečinnosti
Sceacutenaacuteř 4 Vyacutepadek Dukovan už v roce 2025 ndash třeba tlakem Rakouska a Německa ndash spolu
s odstavenyacutemi uhelnyacutemi bloky ztraacuteta přes 6 GW vyacutekonu
V přiacutepadě nečinnosti a cestě k Bavorskeacutemu sceacutenaacuteři povede
k velkyacutem naacuterokům na regulaci a import elektřiny
Sceacutenaacuteř 2 ASEK ndash poměrně širokeacute rozmeziacute umožňujiacuteciacute optimalizaci podle podmiacutenek
nutnost vyacutestavby jadernyacutech bloků a uacutespěšnyacute rozvoj
obnovitelnyacutech zdrojů a uklaacutedaacuteniacute energie
Je třeba naleacutezt optimum a ve všech sceacutenaacuteřiacutech zajistit bezpečneacute fungovaacuteniacute našeho
energetickeacute ndash vyacutezva pro všechny souvisejiacuteciacute obory
Zaacutevěr1) Jadernaacute energetika prokaacutezala možnost velice efektivniacuteho přechodu k niacutezkoemisniacute
elektroenergetice (Francie Šveacutedsko Ontario hellip)
2) Probleacutemy spojeneacute s velikostiacute těchto zdrojů a citlivostiacute na společenskou podporu
3) Zatiacutem otevřenaacute otaacutezka uacutespěšnosti přechodu k reaktorům III generace (splněniacute
očekaacutevaacuteniacute z hlediska efektivity vyacutestavby a provozu) K tomu potřeba i dostatek
budovanyacutech jednotek a kontinuita Nejleacutepe na tom je VVER1200 a zatiacutem i APR1400
4) Velkyacute potenciaacutel v malyacutech modulaacuterniacutech reaktorech potřeba vyvinout kompaktniacute
model s masovou vyacuterobou (klasickeacute i inovativniacute typy)
5) Pro udržitelneacute využiacutevaacuteniacute jaderneacute energie nutneacute reaktory IV generace nejdaacutele jsou
sodiacutekem a olovem chlazeneacute a vysokoteplotniacute chlazeneacute plynem
6) Urychlovačem řiacutezeneacute transmutory a fuacuteze ndash velkyacute potenciaacutel ale komerčniacute realizace
zatiacutem dost vzdaacutelenaacute ndash velkaacute synergie mezi popsanyacutemi oblastmi
7) Miacuteru využiacutevaacuteniacute jaacutedra silně ovlivniacute reaacutelnaacute miacutera vlivu emisiacute CO2 a nutnost je potlačit
Page 27
Prvniacute dokončovaneacute uacuteložiště vyhořeleacuteho paliva
Onkalo
Finsko ndash bliacutezko elektraacuterny
Olkiluoto
Žulovyacute masiacutev ndash umiacutestěniacute
500 m pod povrchem
2004 ndash začaacutetek ražby
2015 ndash licence pro vyacutestavbu
2020 ndash dokončeniacute 1etapy
2024 ndash začaacutetek uklaacutedaacuteniacute
Recyklace ndash palivo MOX
Využitiacute uranu a plutonia z vyhořeleacuteho
paliva
Přepracovaciacute zaacutevod ndash separace uranu a
plutonia
Přepracovaacuteniacute a produkci MOX ndash
Francie Velkaacute Britaacutenie Rusko
Sniacuteženiacute potřeby čerstveacuteho uranu a
zmenšeniacute objemu odpadu
Radionuklidoveacute zdroje pro vesmiacuter ndash chybiacute plutonium 238
Miacutesto 238Pu použiacutet 241Am z jaderneacuteho odpadu
plutonium 238 americium 241
poločas rozpadu 87 7 let 432 let
Nejintenzivnějšiacute gama 004 36
Energie gama 43 keV 60 keV
Energie rozpadu 56 MeV 56 MeV
Hustota energie 054 kWkg 0105 kWkg
Možnost ziacuteskat chemickou separaciacute z vyhořeleacuteho paliva (staryacutech zaacutesob plutonia)
Vyacutehody Možnost ziacuteskaacuteniacute bez speciaacutelniacuteho ozařovaacuteniacute ve speciaacutelniacutem reaktoru
Pomalejšiacute pokles vyacutekonu
Nevyacutehody Teacuteměř 5kraacutet vyššiacute potřebnaacute hmotnost ( 5kraacutet nižšiacute aktivita)
Vyacuteraznějšiacute aktivita gama ndash nutnost řešit stiacuteněniacute před touto radiaciacute
Ziacuteskaacutevaacuteniacute americia 241
Chemickaacute
separace
americia
Čisteacute plutonium americium pro vesmiacuter
Přepracovaacuteniacute
paliva
Separovaneacute plutonium
Čas uloženiacute
Z plutoniiacute jedině 241Pu se rozpadaacute beta rozpadem při rozpadu směsi plutoniiacute
tak vznikaacute pouze izotop americia 241Am (241Pu rarr 241Am T12 = 14 let)
241Pu rarr 241Am
Urychlovačem řiacutezeneacute transmutory
Z čeho se sklaacutedaacute
1) Urychlovač protonů - energie 100 - 1000 MeV
2) Terč - olovo wolfram hellip
3) Naacutedoba obsahujiacuteciacute systeacutem jaderneacuteho odpadu moderaacutetoru
Nutnost separace stabilniacutech a kraacutetkodobyacutech izotopů
Zaacutekladniacute vlastnosti
1) Využiacutevaacute třiacuteštivyacutech reakciacute
2) Velmi vysokaacute hustota neutronů rarr efektivniacute transmutace
3) Podkritickyacute režim provozu
4) Produkce neutronů ve velmi širokeacutem rozmeziacute energiiacute
Scheacutema koncepce urychlovačem řiacutezeneacuteho jaderneacuteho transmutoru
Praacutece na analyacuteze terče Megapie
v horkyacutech komoraacutech v PSI
Olověnyacute terč při testech v laboratoři CERN
Termojadernaacute elektraacuterna
Tokamak ITER ndash prvniacute fuacutezniacute reaktor vyacutekon 500 MW 10kraacutet vyššiacute než vklad demonstruje
chovaacuteniacute plazmy u elektraacuterny fuacutezniacute reakce deuteria a tritia testy s produkciacute tritia
Tokamak ITER ndash produkce 10kraacutet viacutece energie
DEMO ndash prvniacute prototyp fuacutezniacute elektraacuterny ndash i s turbiacutenou a produkciacute paliva (tritia) z lithia
Současnyacute časovyacute plaacuten Sestavovaacuteniacute a instalace zařiacutezeniacute 2018 ndash 2025
prvniacute plazma ndash 2025 přechod na studium fuacutezniacutech reakciacute d+t -2035
Na zaacutekladě vyacutesledků vyacutezkumů za pomociacute ITER (i jeho budovaacuteniacute) přechod k reaacutelneacute
elektraacuterně
Jineacute cesty ndash stelaraacutetor inerciaacutelniacute udrženiacute NIF (USA) ndash zatiacutem daleko za tokamaky
Jakeacute možnosti jaacutedro poskytuje
Efektivniacute většiacute zdroj energie minimaacutelně (chlazeniacute) zaacutevislyacute na miacutestniacutech podmiacutenkaacutech
staacutelyacute stabilniacute vyacutekon rarr vhodneacute zaacutekladniacute většiacute zdroje
Česko ndash Dukovany (4 500 MW) a Temeliacuten (2 1000 MW) ndash celkem 4000 MW (36 )
uacutevaha ndash 2 bloky Temeliacuten a 2 Dukovany ( ~ 5000 MW) ndash 60 elektrickeacute energie
Slovensko - Jaslovskeacute Bohunice (2 bloky 440 MW) a Mochovce (2 bloky 440 MW) - 50
dokončovaacuteny ndash 2 bloky Mochovce (440 MW) 1 blok Jaslovskeacute Bohunice (~ 1500 MW)
V budoucnu i dalšiacute elektraacuterny ndash podiacutel na elektřině 70 ndash 80 většiacute podiacutel u tepla vodiacutek
U elektřiny by tak podiacutel mohl byacutet až 70 ndash 80 (nemaacute smysl byacutet většiacute)
Většiacute využitiacute v dopravě v přiacutepadě přechodu na
elektromobily a vodiacutekoveacute hospodaacuteřstviacute
Nahrazeniacute hlavně uhelnyacutech elektraacuteren ndash sniacuteženiacute produkce CO2
Teplaacuterny ndash přechod na menšiacute kompaktniacute zdroje
Možnost kompaktniacutech malyacutech zdrojů kde by se
neměnilo palivo ale celaacute elektraacuterna
Nutnost vhodneacute kombinace a doplňovaacuteniacute s dalšiacutemi
zdroji a uacutesporami
Jadernaacute energetika neniacute samospasitelnaacute ale může byacutet vyacuteznamnyacutem zdrojem energie
Budovanyacute
plovouciacute reaktor
(70 MWe)
EPR reaktor
Některeacute možneacute energetickeacute sceacutenaacuteře
Sceacutenaacuteř 1 Superniacutezkoemisniacute ndash postaveniacute většiacuteho počtu jadernyacutech bloků intenzivniacute
budovaacuteniacute obnovitelnyacutech zdrojů uacuteložiště energie hellip
Česko by zaacutesadně přispělo ke sniacuteženiacute emisiacute
Dnes už velmi nepravděpodobnyacute
Sceacutenaacuteř 3 Druheacute Bavorsko ndash postupnyacute uacutebytek vyacutekonu v jadernyacutech a uhelnyacutech zdrojiacutech
spoleacutehaacuteniacute na větrneacute zdroje na severu Německa a plynoveacute
zdroje regulujiacuteciacute siacuteť u naacutes i v Německu
Situace v Bavorsku ukaacuteže k čemu sceacutenaacuteř vede
Sceacutenaacuteř pravděpodobnyacute v přiacutepadě pokračovaacuteniacute současneacute
nečinnosti
Sceacutenaacuteř 4 Vyacutepadek Dukovan už v roce 2025 ndash třeba tlakem Rakouska a Německa ndash spolu
s odstavenyacutemi uhelnyacutemi bloky ztraacuteta přes 6 GW vyacutekonu
V přiacutepadě nečinnosti a cestě k Bavorskeacutemu sceacutenaacuteři povede
k velkyacutem naacuterokům na regulaci a import elektřiny
Sceacutenaacuteř 2 ASEK ndash poměrně širokeacute rozmeziacute umožňujiacuteciacute optimalizaci podle podmiacutenek
nutnost vyacutestavby jadernyacutech bloků a uacutespěšnyacute rozvoj
obnovitelnyacutech zdrojů a uklaacutedaacuteniacute energie
Je třeba naleacutezt optimum a ve všech sceacutenaacuteřiacutech zajistit bezpečneacute fungovaacuteniacute našeho
energetickeacute ndash vyacutezva pro všechny souvisejiacuteciacute obory
Zaacutevěr1) Jadernaacute energetika prokaacutezala možnost velice efektivniacuteho přechodu k niacutezkoemisniacute
elektroenergetice (Francie Šveacutedsko Ontario hellip)
2) Probleacutemy spojeneacute s velikostiacute těchto zdrojů a citlivostiacute na společenskou podporu
3) Zatiacutem otevřenaacute otaacutezka uacutespěšnosti přechodu k reaktorům III generace (splněniacute
očekaacutevaacuteniacute z hlediska efektivity vyacutestavby a provozu) K tomu potřeba i dostatek
budovanyacutech jednotek a kontinuita Nejleacutepe na tom je VVER1200 a zatiacutem i APR1400
4) Velkyacute potenciaacutel v malyacutech modulaacuterniacutech reaktorech potřeba vyvinout kompaktniacute
model s masovou vyacuterobou (klasickeacute i inovativniacute typy)
5) Pro udržitelneacute využiacutevaacuteniacute jaderneacute energie nutneacute reaktory IV generace nejdaacutele jsou
sodiacutekem a olovem chlazeneacute a vysokoteplotniacute chlazeneacute plynem
6) Urychlovačem řiacutezeneacute transmutory a fuacuteze ndash velkyacute potenciaacutel ale komerčniacute realizace
zatiacutem dost vzdaacutelenaacute ndash velkaacute synergie mezi popsanyacutemi oblastmi
7) Miacuteru využiacutevaacuteniacute jaacutedra silně ovlivniacute reaacutelnaacute miacutera vlivu emisiacute CO2 a nutnost je potlačit
Page 28
Recyklace ndash palivo MOX
Využitiacute uranu a plutonia z vyhořeleacuteho
paliva
Přepracovaciacute zaacutevod ndash separace uranu a
plutonia
Přepracovaacuteniacute a produkci MOX ndash
Francie Velkaacute Britaacutenie Rusko
Sniacuteženiacute potřeby čerstveacuteho uranu a
zmenšeniacute objemu odpadu
Radionuklidoveacute zdroje pro vesmiacuter ndash chybiacute plutonium 238
Miacutesto 238Pu použiacutet 241Am z jaderneacuteho odpadu
plutonium 238 americium 241
poločas rozpadu 87 7 let 432 let
Nejintenzivnějšiacute gama 004 36
Energie gama 43 keV 60 keV
Energie rozpadu 56 MeV 56 MeV
Hustota energie 054 kWkg 0105 kWkg
Možnost ziacuteskat chemickou separaciacute z vyhořeleacuteho paliva (staryacutech zaacutesob plutonia)
Vyacutehody Možnost ziacuteskaacuteniacute bez speciaacutelniacuteho ozařovaacuteniacute ve speciaacutelniacutem reaktoru
Pomalejšiacute pokles vyacutekonu
Nevyacutehody Teacuteměř 5kraacutet vyššiacute potřebnaacute hmotnost ( 5kraacutet nižšiacute aktivita)
Vyacuteraznějšiacute aktivita gama ndash nutnost řešit stiacuteněniacute před touto radiaciacute
Ziacuteskaacutevaacuteniacute americia 241
Chemickaacute
separace
americia
Čisteacute plutonium americium pro vesmiacuter
Přepracovaacuteniacute
paliva
Separovaneacute plutonium
Čas uloženiacute
Z plutoniiacute jedině 241Pu se rozpadaacute beta rozpadem při rozpadu směsi plutoniiacute
tak vznikaacute pouze izotop americia 241Am (241Pu rarr 241Am T12 = 14 let)
241Pu rarr 241Am
Urychlovačem řiacutezeneacute transmutory
Z čeho se sklaacutedaacute
1) Urychlovač protonů - energie 100 - 1000 MeV
2) Terč - olovo wolfram hellip
3) Naacutedoba obsahujiacuteciacute systeacutem jaderneacuteho odpadu moderaacutetoru
Nutnost separace stabilniacutech a kraacutetkodobyacutech izotopů
Zaacutekladniacute vlastnosti
1) Využiacutevaacute třiacuteštivyacutech reakciacute
2) Velmi vysokaacute hustota neutronů rarr efektivniacute transmutace
3) Podkritickyacute režim provozu
4) Produkce neutronů ve velmi širokeacutem rozmeziacute energiiacute
Scheacutema koncepce urychlovačem řiacutezeneacuteho jaderneacuteho transmutoru
Praacutece na analyacuteze terče Megapie
v horkyacutech komoraacutech v PSI
Olověnyacute terč při testech v laboratoři CERN
Termojadernaacute elektraacuterna
Tokamak ITER ndash prvniacute fuacutezniacute reaktor vyacutekon 500 MW 10kraacutet vyššiacute než vklad demonstruje
chovaacuteniacute plazmy u elektraacuterny fuacutezniacute reakce deuteria a tritia testy s produkciacute tritia
Tokamak ITER ndash produkce 10kraacutet viacutece energie
DEMO ndash prvniacute prototyp fuacutezniacute elektraacuterny ndash i s turbiacutenou a produkciacute paliva (tritia) z lithia
Současnyacute časovyacute plaacuten Sestavovaacuteniacute a instalace zařiacutezeniacute 2018 ndash 2025
prvniacute plazma ndash 2025 přechod na studium fuacutezniacutech reakciacute d+t -2035
Na zaacutekladě vyacutesledků vyacutezkumů za pomociacute ITER (i jeho budovaacuteniacute) přechod k reaacutelneacute
elektraacuterně
Jineacute cesty ndash stelaraacutetor inerciaacutelniacute udrženiacute NIF (USA) ndash zatiacutem daleko za tokamaky
Jakeacute možnosti jaacutedro poskytuje
Efektivniacute většiacute zdroj energie minimaacutelně (chlazeniacute) zaacutevislyacute na miacutestniacutech podmiacutenkaacutech
staacutelyacute stabilniacute vyacutekon rarr vhodneacute zaacutekladniacute většiacute zdroje
Česko ndash Dukovany (4 500 MW) a Temeliacuten (2 1000 MW) ndash celkem 4000 MW (36 )
uacutevaha ndash 2 bloky Temeliacuten a 2 Dukovany ( ~ 5000 MW) ndash 60 elektrickeacute energie
Slovensko - Jaslovskeacute Bohunice (2 bloky 440 MW) a Mochovce (2 bloky 440 MW) - 50
dokončovaacuteny ndash 2 bloky Mochovce (440 MW) 1 blok Jaslovskeacute Bohunice (~ 1500 MW)
V budoucnu i dalšiacute elektraacuterny ndash podiacutel na elektřině 70 ndash 80 většiacute podiacutel u tepla vodiacutek
U elektřiny by tak podiacutel mohl byacutet až 70 ndash 80 (nemaacute smysl byacutet většiacute)
Většiacute využitiacute v dopravě v přiacutepadě přechodu na
elektromobily a vodiacutekoveacute hospodaacuteřstviacute
Nahrazeniacute hlavně uhelnyacutech elektraacuteren ndash sniacuteženiacute produkce CO2
Teplaacuterny ndash přechod na menšiacute kompaktniacute zdroje
Možnost kompaktniacutech malyacutech zdrojů kde by se
neměnilo palivo ale celaacute elektraacuterna
Nutnost vhodneacute kombinace a doplňovaacuteniacute s dalšiacutemi
zdroji a uacutesporami
Jadernaacute energetika neniacute samospasitelnaacute ale může byacutet vyacuteznamnyacutem zdrojem energie
Budovanyacute
plovouciacute reaktor
(70 MWe)
EPR reaktor
Některeacute možneacute energetickeacute sceacutenaacuteře
Sceacutenaacuteř 1 Superniacutezkoemisniacute ndash postaveniacute většiacuteho počtu jadernyacutech bloků intenzivniacute
budovaacuteniacute obnovitelnyacutech zdrojů uacuteložiště energie hellip
Česko by zaacutesadně přispělo ke sniacuteženiacute emisiacute
Dnes už velmi nepravděpodobnyacute
Sceacutenaacuteř 3 Druheacute Bavorsko ndash postupnyacute uacutebytek vyacutekonu v jadernyacutech a uhelnyacutech zdrojiacutech
spoleacutehaacuteniacute na větrneacute zdroje na severu Německa a plynoveacute
zdroje regulujiacuteciacute siacuteť u naacutes i v Německu
Situace v Bavorsku ukaacuteže k čemu sceacutenaacuteř vede
Sceacutenaacuteř pravděpodobnyacute v přiacutepadě pokračovaacuteniacute současneacute
nečinnosti
Sceacutenaacuteř 4 Vyacutepadek Dukovan už v roce 2025 ndash třeba tlakem Rakouska a Německa ndash spolu
s odstavenyacutemi uhelnyacutemi bloky ztraacuteta přes 6 GW vyacutekonu
V přiacutepadě nečinnosti a cestě k Bavorskeacutemu sceacutenaacuteři povede
k velkyacutem naacuterokům na regulaci a import elektřiny
Sceacutenaacuteř 2 ASEK ndash poměrně širokeacute rozmeziacute umožňujiacuteciacute optimalizaci podle podmiacutenek
nutnost vyacutestavby jadernyacutech bloků a uacutespěšnyacute rozvoj
obnovitelnyacutech zdrojů a uklaacutedaacuteniacute energie
Je třeba naleacutezt optimum a ve všech sceacutenaacuteřiacutech zajistit bezpečneacute fungovaacuteniacute našeho
energetickeacute ndash vyacutezva pro všechny souvisejiacuteciacute obory
Zaacutevěr1) Jadernaacute energetika prokaacutezala možnost velice efektivniacuteho přechodu k niacutezkoemisniacute
elektroenergetice (Francie Šveacutedsko Ontario hellip)
2) Probleacutemy spojeneacute s velikostiacute těchto zdrojů a citlivostiacute na společenskou podporu
3) Zatiacutem otevřenaacute otaacutezka uacutespěšnosti přechodu k reaktorům III generace (splněniacute
očekaacutevaacuteniacute z hlediska efektivity vyacutestavby a provozu) K tomu potřeba i dostatek
budovanyacutech jednotek a kontinuita Nejleacutepe na tom je VVER1200 a zatiacutem i APR1400
4) Velkyacute potenciaacutel v malyacutech modulaacuterniacutech reaktorech potřeba vyvinout kompaktniacute
model s masovou vyacuterobou (klasickeacute i inovativniacute typy)
5) Pro udržitelneacute využiacutevaacuteniacute jaderneacute energie nutneacute reaktory IV generace nejdaacutele jsou
sodiacutekem a olovem chlazeneacute a vysokoteplotniacute chlazeneacute plynem
6) Urychlovačem řiacutezeneacute transmutory a fuacuteze ndash velkyacute potenciaacutel ale komerčniacute realizace
zatiacutem dost vzdaacutelenaacute ndash velkaacute synergie mezi popsanyacutemi oblastmi
7) Miacuteru využiacutevaacuteniacute jaacutedra silně ovlivniacute reaacutelnaacute miacutera vlivu emisiacute CO2 a nutnost je potlačit
Page 29
Radionuklidoveacute zdroje pro vesmiacuter ndash chybiacute plutonium 238
Miacutesto 238Pu použiacutet 241Am z jaderneacuteho odpadu
plutonium 238 americium 241
poločas rozpadu 87 7 let 432 let
Nejintenzivnějšiacute gama 004 36
Energie gama 43 keV 60 keV
Energie rozpadu 56 MeV 56 MeV
Hustota energie 054 kWkg 0105 kWkg
Možnost ziacuteskat chemickou separaciacute z vyhořeleacuteho paliva (staryacutech zaacutesob plutonia)
Vyacutehody Možnost ziacuteskaacuteniacute bez speciaacutelniacuteho ozařovaacuteniacute ve speciaacutelniacutem reaktoru
Pomalejšiacute pokles vyacutekonu
Nevyacutehody Teacuteměř 5kraacutet vyššiacute potřebnaacute hmotnost ( 5kraacutet nižšiacute aktivita)
Vyacuteraznějšiacute aktivita gama ndash nutnost řešit stiacuteněniacute před touto radiaciacute
Ziacuteskaacutevaacuteniacute americia 241
Chemickaacute
separace
americia
Čisteacute plutonium americium pro vesmiacuter
Přepracovaacuteniacute
paliva
Separovaneacute plutonium
Čas uloženiacute
Z plutoniiacute jedině 241Pu se rozpadaacute beta rozpadem při rozpadu směsi plutoniiacute
tak vznikaacute pouze izotop americia 241Am (241Pu rarr 241Am T12 = 14 let)
241Pu rarr 241Am
Urychlovačem řiacutezeneacute transmutory
Z čeho se sklaacutedaacute
1) Urychlovač protonů - energie 100 - 1000 MeV
2) Terč - olovo wolfram hellip
3) Naacutedoba obsahujiacuteciacute systeacutem jaderneacuteho odpadu moderaacutetoru
Nutnost separace stabilniacutech a kraacutetkodobyacutech izotopů
Zaacutekladniacute vlastnosti
1) Využiacutevaacute třiacuteštivyacutech reakciacute
2) Velmi vysokaacute hustota neutronů rarr efektivniacute transmutace
3) Podkritickyacute režim provozu
4) Produkce neutronů ve velmi širokeacutem rozmeziacute energiiacute
Scheacutema koncepce urychlovačem řiacutezeneacuteho jaderneacuteho transmutoru
Praacutece na analyacuteze terče Megapie
v horkyacutech komoraacutech v PSI
Olověnyacute terč při testech v laboratoři CERN
Termojadernaacute elektraacuterna
Tokamak ITER ndash prvniacute fuacutezniacute reaktor vyacutekon 500 MW 10kraacutet vyššiacute než vklad demonstruje
chovaacuteniacute plazmy u elektraacuterny fuacutezniacute reakce deuteria a tritia testy s produkciacute tritia
Tokamak ITER ndash produkce 10kraacutet viacutece energie
DEMO ndash prvniacute prototyp fuacutezniacute elektraacuterny ndash i s turbiacutenou a produkciacute paliva (tritia) z lithia
Současnyacute časovyacute plaacuten Sestavovaacuteniacute a instalace zařiacutezeniacute 2018 ndash 2025
prvniacute plazma ndash 2025 přechod na studium fuacutezniacutech reakciacute d+t -2035
Na zaacutekladě vyacutesledků vyacutezkumů za pomociacute ITER (i jeho budovaacuteniacute) přechod k reaacutelneacute
elektraacuterně
Jineacute cesty ndash stelaraacutetor inerciaacutelniacute udrženiacute NIF (USA) ndash zatiacutem daleko za tokamaky
Jakeacute možnosti jaacutedro poskytuje
Efektivniacute většiacute zdroj energie minimaacutelně (chlazeniacute) zaacutevislyacute na miacutestniacutech podmiacutenkaacutech
staacutelyacute stabilniacute vyacutekon rarr vhodneacute zaacutekladniacute většiacute zdroje
Česko ndash Dukovany (4 500 MW) a Temeliacuten (2 1000 MW) ndash celkem 4000 MW (36 )
uacutevaha ndash 2 bloky Temeliacuten a 2 Dukovany ( ~ 5000 MW) ndash 60 elektrickeacute energie
Slovensko - Jaslovskeacute Bohunice (2 bloky 440 MW) a Mochovce (2 bloky 440 MW) - 50
dokončovaacuteny ndash 2 bloky Mochovce (440 MW) 1 blok Jaslovskeacute Bohunice (~ 1500 MW)
V budoucnu i dalšiacute elektraacuterny ndash podiacutel na elektřině 70 ndash 80 většiacute podiacutel u tepla vodiacutek
U elektřiny by tak podiacutel mohl byacutet až 70 ndash 80 (nemaacute smysl byacutet většiacute)
Většiacute využitiacute v dopravě v přiacutepadě přechodu na
elektromobily a vodiacutekoveacute hospodaacuteřstviacute
Nahrazeniacute hlavně uhelnyacutech elektraacuteren ndash sniacuteženiacute produkce CO2
Teplaacuterny ndash přechod na menšiacute kompaktniacute zdroje
Možnost kompaktniacutech malyacutech zdrojů kde by se
neměnilo palivo ale celaacute elektraacuterna
Nutnost vhodneacute kombinace a doplňovaacuteniacute s dalšiacutemi
zdroji a uacutesporami
Jadernaacute energetika neniacute samospasitelnaacute ale může byacutet vyacuteznamnyacutem zdrojem energie
Budovanyacute
plovouciacute reaktor
(70 MWe)
EPR reaktor
Některeacute možneacute energetickeacute sceacutenaacuteře
Sceacutenaacuteř 1 Superniacutezkoemisniacute ndash postaveniacute většiacuteho počtu jadernyacutech bloků intenzivniacute
budovaacuteniacute obnovitelnyacutech zdrojů uacuteložiště energie hellip
Česko by zaacutesadně přispělo ke sniacuteženiacute emisiacute
Dnes už velmi nepravděpodobnyacute
Sceacutenaacuteř 3 Druheacute Bavorsko ndash postupnyacute uacutebytek vyacutekonu v jadernyacutech a uhelnyacutech zdrojiacutech
spoleacutehaacuteniacute na větrneacute zdroje na severu Německa a plynoveacute
zdroje regulujiacuteciacute siacuteť u naacutes i v Německu
Situace v Bavorsku ukaacuteže k čemu sceacutenaacuteř vede
Sceacutenaacuteř pravděpodobnyacute v přiacutepadě pokračovaacuteniacute současneacute
nečinnosti
Sceacutenaacuteř 4 Vyacutepadek Dukovan už v roce 2025 ndash třeba tlakem Rakouska a Německa ndash spolu
s odstavenyacutemi uhelnyacutemi bloky ztraacuteta přes 6 GW vyacutekonu
V přiacutepadě nečinnosti a cestě k Bavorskeacutemu sceacutenaacuteři povede
k velkyacutem naacuterokům na regulaci a import elektřiny
Sceacutenaacuteř 2 ASEK ndash poměrně širokeacute rozmeziacute umožňujiacuteciacute optimalizaci podle podmiacutenek
nutnost vyacutestavby jadernyacutech bloků a uacutespěšnyacute rozvoj
obnovitelnyacutech zdrojů a uklaacutedaacuteniacute energie
Je třeba naleacutezt optimum a ve všech sceacutenaacuteřiacutech zajistit bezpečneacute fungovaacuteniacute našeho
energetickeacute ndash vyacutezva pro všechny souvisejiacuteciacute obory
Zaacutevěr1) Jadernaacute energetika prokaacutezala možnost velice efektivniacuteho přechodu k niacutezkoemisniacute
elektroenergetice (Francie Šveacutedsko Ontario hellip)
2) Probleacutemy spojeneacute s velikostiacute těchto zdrojů a citlivostiacute na společenskou podporu
3) Zatiacutem otevřenaacute otaacutezka uacutespěšnosti přechodu k reaktorům III generace (splněniacute
očekaacutevaacuteniacute z hlediska efektivity vyacutestavby a provozu) K tomu potřeba i dostatek
budovanyacutech jednotek a kontinuita Nejleacutepe na tom je VVER1200 a zatiacutem i APR1400
4) Velkyacute potenciaacutel v malyacutech modulaacuterniacutech reaktorech potřeba vyvinout kompaktniacute
model s masovou vyacuterobou (klasickeacute i inovativniacute typy)
5) Pro udržitelneacute využiacutevaacuteniacute jaderneacute energie nutneacute reaktory IV generace nejdaacutele jsou
sodiacutekem a olovem chlazeneacute a vysokoteplotniacute chlazeneacute plynem
6) Urychlovačem řiacutezeneacute transmutory a fuacuteze ndash velkyacute potenciaacutel ale komerčniacute realizace
zatiacutem dost vzdaacutelenaacute ndash velkaacute synergie mezi popsanyacutemi oblastmi
7) Miacuteru využiacutevaacuteniacute jaacutedra silně ovlivniacute reaacutelnaacute miacutera vlivu emisiacute CO2 a nutnost je potlačit
Page 30
Miacutesto 238Pu použiacutet 241Am z jaderneacuteho odpadu
plutonium 238 americium 241
poločas rozpadu 87 7 let 432 let
Nejintenzivnějšiacute gama 004 36
Energie gama 43 keV 60 keV
Energie rozpadu 56 MeV 56 MeV
Hustota energie 054 kWkg 0105 kWkg
Možnost ziacuteskat chemickou separaciacute z vyhořeleacuteho paliva (staryacutech zaacutesob plutonia)
Vyacutehody Možnost ziacuteskaacuteniacute bez speciaacutelniacuteho ozařovaacuteniacute ve speciaacutelniacutem reaktoru
Pomalejšiacute pokles vyacutekonu
Nevyacutehody Teacuteměř 5kraacutet vyššiacute potřebnaacute hmotnost ( 5kraacutet nižšiacute aktivita)
Vyacuteraznějšiacute aktivita gama ndash nutnost řešit stiacuteněniacute před touto radiaciacute
Ziacuteskaacutevaacuteniacute americia 241
Chemickaacute
separace
americia
Čisteacute plutonium americium pro vesmiacuter
Přepracovaacuteniacute
paliva
Separovaneacute plutonium
Čas uloženiacute
Z plutoniiacute jedině 241Pu se rozpadaacute beta rozpadem při rozpadu směsi plutoniiacute
tak vznikaacute pouze izotop americia 241Am (241Pu rarr 241Am T12 = 14 let)
241Pu rarr 241Am
Urychlovačem řiacutezeneacute transmutory
Z čeho se sklaacutedaacute
1) Urychlovač protonů - energie 100 - 1000 MeV
2) Terč - olovo wolfram hellip
3) Naacutedoba obsahujiacuteciacute systeacutem jaderneacuteho odpadu moderaacutetoru
Nutnost separace stabilniacutech a kraacutetkodobyacutech izotopů
Zaacutekladniacute vlastnosti
1) Využiacutevaacute třiacuteštivyacutech reakciacute
2) Velmi vysokaacute hustota neutronů rarr efektivniacute transmutace
3) Podkritickyacute režim provozu
4) Produkce neutronů ve velmi širokeacutem rozmeziacute energiiacute
Scheacutema koncepce urychlovačem řiacutezeneacuteho jaderneacuteho transmutoru
Praacutece na analyacuteze terče Megapie
v horkyacutech komoraacutech v PSI
Olověnyacute terč při testech v laboratoři CERN
Termojadernaacute elektraacuterna
Tokamak ITER ndash prvniacute fuacutezniacute reaktor vyacutekon 500 MW 10kraacutet vyššiacute než vklad demonstruje
chovaacuteniacute plazmy u elektraacuterny fuacutezniacute reakce deuteria a tritia testy s produkciacute tritia
Tokamak ITER ndash produkce 10kraacutet viacutece energie
DEMO ndash prvniacute prototyp fuacutezniacute elektraacuterny ndash i s turbiacutenou a produkciacute paliva (tritia) z lithia
Současnyacute časovyacute plaacuten Sestavovaacuteniacute a instalace zařiacutezeniacute 2018 ndash 2025
prvniacute plazma ndash 2025 přechod na studium fuacutezniacutech reakciacute d+t -2035
Na zaacutekladě vyacutesledků vyacutezkumů za pomociacute ITER (i jeho budovaacuteniacute) přechod k reaacutelneacute
elektraacuterně
Jineacute cesty ndash stelaraacutetor inerciaacutelniacute udrženiacute NIF (USA) ndash zatiacutem daleko za tokamaky
Jakeacute možnosti jaacutedro poskytuje
Efektivniacute většiacute zdroj energie minimaacutelně (chlazeniacute) zaacutevislyacute na miacutestniacutech podmiacutenkaacutech
staacutelyacute stabilniacute vyacutekon rarr vhodneacute zaacutekladniacute většiacute zdroje
Česko ndash Dukovany (4 500 MW) a Temeliacuten (2 1000 MW) ndash celkem 4000 MW (36 )
uacutevaha ndash 2 bloky Temeliacuten a 2 Dukovany ( ~ 5000 MW) ndash 60 elektrickeacute energie
Slovensko - Jaslovskeacute Bohunice (2 bloky 440 MW) a Mochovce (2 bloky 440 MW) - 50
dokončovaacuteny ndash 2 bloky Mochovce (440 MW) 1 blok Jaslovskeacute Bohunice (~ 1500 MW)
V budoucnu i dalšiacute elektraacuterny ndash podiacutel na elektřině 70 ndash 80 většiacute podiacutel u tepla vodiacutek
U elektřiny by tak podiacutel mohl byacutet až 70 ndash 80 (nemaacute smysl byacutet většiacute)
Většiacute využitiacute v dopravě v přiacutepadě přechodu na
elektromobily a vodiacutekoveacute hospodaacuteřstviacute
Nahrazeniacute hlavně uhelnyacutech elektraacuteren ndash sniacuteženiacute produkce CO2
Teplaacuterny ndash přechod na menšiacute kompaktniacute zdroje
Možnost kompaktniacutech malyacutech zdrojů kde by se
neměnilo palivo ale celaacute elektraacuterna
Nutnost vhodneacute kombinace a doplňovaacuteniacute s dalšiacutemi
zdroji a uacutesporami
Jadernaacute energetika neniacute samospasitelnaacute ale může byacutet vyacuteznamnyacutem zdrojem energie
Budovanyacute
plovouciacute reaktor
(70 MWe)
EPR reaktor
Některeacute možneacute energetickeacute sceacutenaacuteře
Sceacutenaacuteř 1 Superniacutezkoemisniacute ndash postaveniacute většiacuteho počtu jadernyacutech bloků intenzivniacute
budovaacuteniacute obnovitelnyacutech zdrojů uacuteložiště energie hellip
Česko by zaacutesadně přispělo ke sniacuteženiacute emisiacute
Dnes už velmi nepravděpodobnyacute
Sceacutenaacuteř 3 Druheacute Bavorsko ndash postupnyacute uacutebytek vyacutekonu v jadernyacutech a uhelnyacutech zdrojiacutech
spoleacutehaacuteniacute na větrneacute zdroje na severu Německa a plynoveacute
zdroje regulujiacuteciacute siacuteť u naacutes i v Německu
Situace v Bavorsku ukaacuteže k čemu sceacutenaacuteř vede
Sceacutenaacuteř pravděpodobnyacute v přiacutepadě pokračovaacuteniacute současneacute
nečinnosti
Sceacutenaacuteř 4 Vyacutepadek Dukovan už v roce 2025 ndash třeba tlakem Rakouska a Německa ndash spolu
s odstavenyacutemi uhelnyacutemi bloky ztraacuteta přes 6 GW vyacutekonu
V přiacutepadě nečinnosti a cestě k Bavorskeacutemu sceacutenaacuteři povede
k velkyacutem naacuterokům na regulaci a import elektřiny
Sceacutenaacuteř 2 ASEK ndash poměrně širokeacute rozmeziacute umožňujiacuteciacute optimalizaci podle podmiacutenek
nutnost vyacutestavby jadernyacutech bloků a uacutespěšnyacute rozvoj
obnovitelnyacutech zdrojů a uklaacutedaacuteniacute energie
Je třeba naleacutezt optimum a ve všech sceacutenaacuteřiacutech zajistit bezpečneacute fungovaacuteniacute našeho
energetickeacute ndash vyacutezva pro všechny souvisejiacuteciacute obory
Zaacutevěr1) Jadernaacute energetika prokaacutezala možnost velice efektivniacuteho přechodu k niacutezkoemisniacute
elektroenergetice (Francie Šveacutedsko Ontario hellip)
2) Probleacutemy spojeneacute s velikostiacute těchto zdrojů a citlivostiacute na společenskou podporu
3) Zatiacutem otevřenaacute otaacutezka uacutespěšnosti přechodu k reaktorům III generace (splněniacute
očekaacutevaacuteniacute z hlediska efektivity vyacutestavby a provozu) K tomu potřeba i dostatek
budovanyacutech jednotek a kontinuita Nejleacutepe na tom je VVER1200 a zatiacutem i APR1400
4) Velkyacute potenciaacutel v malyacutech modulaacuterniacutech reaktorech potřeba vyvinout kompaktniacute
model s masovou vyacuterobou (klasickeacute i inovativniacute typy)
5) Pro udržitelneacute využiacutevaacuteniacute jaderneacute energie nutneacute reaktory IV generace nejdaacutele jsou
sodiacutekem a olovem chlazeneacute a vysokoteplotniacute chlazeneacute plynem
6) Urychlovačem řiacutezeneacute transmutory a fuacuteze ndash velkyacute potenciaacutel ale komerčniacute realizace
zatiacutem dost vzdaacutelenaacute ndash velkaacute synergie mezi popsanyacutemi oblastmi
7) Miacuteru využiacutevaacuteniacute jaacutedra silně ovlivniacute reaacutelnaacute miacutera vlivu emisiacute CO2 a nutnost je potlačit
Page 31
Ziacuteskaacutevaacuteniacute americia 241
Chemickaacute
separace
americia
Čisteacute plutonium americium pro vesmiacuter
Přepracovaacuteniacute
paliva
Separovaneacute plutonium
Čas uloženiacute
Z plutoniiacute jedině 241Pu se rozpadaacute beta rozpadem při rozpadu směsi plutoniiacute
tak vznikaacute pouze izotop americia 241Am (241Pu rarr 241Am T12 = 14 let)
241Pu rarr 241Am
Urychlovačem řiacutezeneacute transmutory
Z čeho se sklaacutedaacute
1) Urychlovač protonů - energie 100 - 1000 MeV
2) Terč - olovo wolfram hellip
3) Naacutedoba obsahujiacuteciacute systeacutem jaderneacuteho odpadu moderaacutetoru
Nutnost separace stabilniacutech a kraacutetkodobyacutech izotopů
Zaacutekladniacute vlastnosti
1) Využiacutevaacute třiacuteštivyacutech reakciacute
2) Velmi vysokaacute hustota neutronů rarr efektivniacute transmutace
3) Podkritickyacute režim provozu
4) Produkce neutronů ve velmi širokeacutem rozmeziacute energiiacute
Scheacutema koncepce urychlovačem řiacutezeneacuteho jaderneacuteho transmutoru
Praacutece na analyacuteze terče Megapie
v horkyacutech komoraacutech v PSI
Olověnyacute terč při testech v laboratoři CERN
Termojadernaacute elektraacuterna
Tokamak ITER ndash prvniacute fuacutezniacute reaktor vyacutekon 500 MW 10kraacutet vyššiacute než vklad demonstruje
chovaacuteniacute plazmy u elektraacuterny fuacutezniacute reakce deuteria a tritia testy s produkciacute tritia
Tokamak ITER ndash produkce 10kraacutet viacutece energie
DEMO ndash prvniacute prototyp fuacutezniacute elektraacuterny ndash i s turbiacutenou a produkciacute paliva (tritia) z lithia
Současnyacute časovyacute plaacuten Sestavovaacuteniacute a instalace zařiacutezeniacute 2018 ndash 2025
prvniacute plazma ndash 2025 přechod na studium fuacutezniacutech reakciacute d+t -2035
Na zaacutekladě vyacutesledků vyacutezkumů za pomociacute ITER (i jeho budovaacuteniacute) přechod k reaacutelneacute
elektraacuterně
Jineacute cesty ndash stelaraacutetor inerciaacutelniacute udrženiacute NIF (USA) ndash zatiacutem daleko za tokamaky
Jakeacute možnosti jaacutedro poskytuje
Efektivniacute většiacute zdroj energie minimaacutelně (chlazeniacute) zaacutevislyacute na miacutestniacutech podmiacutenkaacutech
staacutelyacute stabilniacute vyacutekon rarr vhodneacute zaacutekladniacute většiacute zdroje
Česko ndash Dukovany (4 500 MW) a Temeliacuten (2 1000 MW) ndash celkem 4000 MW (36 )
uacutevaha ndash 2 bloky Temeliacuten a 2 Dukovany ( ~ 5000 MW) ndash 60 elektrickeacute energie
Slovensko - Jaslovskeacute Bohunice (2 bloky 440 MW) a Mochovce (2 bloky 440 MW) - 50
dokončovaacuteny ndash 2 bloky Mochovce (440 MW) 1 blok Jaslovskeacute Bohunice (~ 1500 MW)
V budoucnu i dalšiacute elektraacuterny ndash podiacutel na elektřině 70 ndash 80 většiacute podiacutel u tepla vodiacutek
U elektřiny by tak podiacutel mohl byacutet až 70 ndash 80 (nemaacute smysl byacutet většiacute)
Většiacute využitiacute v dopravě v přiacutepadě přechodu na
elektromobily a vodiacutekoveacute hospodaacuteřstviacute
Nahrazeniacute hlavně uhelnyacutech elektraacuteren ndash sniacuteženiacute produkce CO2
Teplaacuterny ndash přechod na menšiacute kompaktniacute zdroje
Možnost kompaktniacutech malyacutech zdrojů kde by se
neměnilo palivo ale celaacute elektraacuterna
Nutnost vhodneacute kombinace a doplňovaacuteniacute s dalšiacutemi
zdroji a uacutesporami
Jadernaacute energetika neniacute samospasitelnaacute ale může byacutet vyacuteznamnyacutem zdrojem energie
Budovanyacute
plovouciacute reaktor
(70 MWe)
EPR reaktor
Některeacute možneacute energetickeacute sceacutenaacuteře
Sceacutenaacuteř 1 Superniacutezkoemisniacute ndash postaveniacute většiacuteho počtu jadernyacutech bloků intenzivniacute
budovaacuteniacute obnovitelnyacutech zdrojů uacuteložiště energie hellip
Česko by zaacutesadně přispělo ke sniacuteženiacute emisiacute
Dnes už velmi nepravděpodobnyacute
Sceacutenaacuteř 3 Druheacute Bavorsko ndash postupnyacute uacutebytek vyacutekonu v jadernyacutech a uhelnyacutech zdrojiacutech
spoleacutehaacuteniacute na větrneacute zdroje na severu Německa a plynoveacute
zdroje regulujiacuteciacute siacuteť u naacutes i v Německu
Situace v Bavorsku ukaacuteže k čemu sceacutenaacuteř vede
Sceacutenaacuteř pravděpodobnyacute v přiacutepadě pokračovaacuteniacute současneacute
nečinnosti
Sceacutenaacuteř 4 Vyacutepadek Dukovan už v roce 2025 ndash třeba tlakem Rakouska a Německa ndash spolu
s odstavenyacutemi uhelnyacutemi bloky ztraacuteta přes 6 GW vyacutekonu
V přiacutepadě nečinnosti a cestě k Bavorskeacutemu sceacutenaacuteři povede
k velkyacutem naacuterokům na regulaci a import elektřiny
Sceacutenaacuteř 2 ASEK ndash poměrně širokeacute rozmeziacute umožňujiacuteciacute optimalizaci podle podmiacutenek
nutnost vyacutestavby jadernyacutech bloků a uacutespěšnyacute rozvoj
obnovitelnyacutech zdrojů a uklaacutedaacuteniacute energie
Je třeba naleacutezt optimum a ve všech sceacutenaacuteřiacutech zajistit bezpečneacute fungovaacuteniacute našeho
energetickeacute ndash vyacutezva pro všechny souvisejiacuteciacute obory
Zaacutevěr1) Jadernaacute energetika prokaacutezala možnost velice efektivniacuteho přechodu k niacutezkoemisniacute
elektroenergetice (Francie Šveacutedsko Ontario hellip)
2) Probleacutemy spojeneacute s velikostiacute těchto zdrojů a citlivostiacute na společenskou podporu
3) Zatiacutem otevřenaacute otaacutezka uacutespěšnosti přechodu k reaktorům III generace (splněniacute
očekaacutevaacuteniacute z hlediska efektivity vyacutestavby a provozu) K tomu potřeba i dostatek
budovanyacutech jednotek a kontinuita Nejleacutepe na tom je VVER1200 a zatiacutem i APR1400
4) Velkyacute potenciaacutel v malyacutech modulaacuterniacutech reaktorech potřeba vyvinout kompaktniacute
model s masovou vyacuterobou (klasickeacute i inovativniacute typy)
5) Pro udržitelneacute využiacutevaacuteniacute jaderneacute energie nutneacute reaktory IV generace nejdaacutele jsou
sodiacutekem a olovem chlazeneacute a vysokoteplotniacute chlazeneacute plynem
6) Urychlovačem řiacutezeneacute transmutory a fuacuteze ndash velkyacute potenciaacutel ale komerčniacute realizace
zatiacutem dost vzdaacutelenaacute ndash velkaacute synergie mezi popsanyacutemi oblastmi
7) Miacuteru využiacutevaacuteniacute jaacutedra silně ovlivniacute reaacutelnaacute miacutera vlivu emisiacute CO2 a nutnost je potlačit
Page 32
Urychlovačem řiacutezeneacute transmutory
Z čeho se sklaacutedaacute
1) Urychlovač protonů - energie 100 - 1000 MeV
2) Terč - olovo wolfram hellip
3) Naacutedoba obsahujiacuteciacute systeacutem jaderneacuteho odpadu moderaacutetoru
Nutnost separace stabilniacutech a kraacutetkodobyacutech izotopů
Zaacutekladniacute vlastnosti
1) Využiacutevaacute třiacuteštivyacutech reakciacute
2) Velmi vysokaacute hustota neutronů rarr efektivniacute transmutace
3) Podkritickyacute režim provozu
4) Produkce neutronů ve velmi širokeacutem rozmeziacute energiiacute
Scheacutema koncepce urychlovačem řiacutezeneacuteho jaderneacuteho transmutoru
Praacutece na analyacuteze terče Megapie
v horkyacutech komoraacutech v PSI
Olověnyacute terč při testech v laboratoři CERN
Termojadernaacute elektraacuterna
Tokamak ITER ndash prvniacute fuacutezniacute reaktor vyacutekon 500 MW 10kraacutet vyššiacute než vklad demonstruje
chovaacuteniacute plazmy u elektraacuterny fuacutezniacute reakce deuteria a tritia testy s produkciacute tritia
Tokamak ITER ndash produkce 10kraacutet viacutece energie
DEMO ndash prvniacute prototyp fuacutezniacute elektraacuterny ndash i s turbiacutenou a produkciacute paliva (tritia) z lithia
Současnyacute časovyacute plaacuten Sestavovaacuteniacute a instalace zařiacutezeniacute 2018 ndash 2025
prvniacute plazma ndash 2025 přechod na studium fuacutezniacutech reakciacute d+t -2035
Na zaacutekladě vyacutesledků vyacutezkumů za pomociacute ITER (i jeho budovaacuteniacute) přechod k reaacutelneacute
elektraacuterně
Jineacute cesty ndash stelaraacutetor inerciaacutelniacute udrženiacute NIF (USA) ndash zatiacutem daleko za tokamaky
Jakeacute možnosti jaacutedro poskytuje
Efektivniacute většiacute zdroj energie minimaacutelně (chlazeniacute) zaacutevislyacute na miacutestniacutech podmiacutenkaacutech
staacutelyacute stabilniacute vyacutekon rarr vhodneacute zaacutekladniacute většiacute zdroje
Česko ndash Dukovany (4 500 MW) a Temeliacuten (2 1000 MW) ndash celkem 4000 MW (36 )
uacutevaha ndash 2 bloky Temeliacuten a 2 Dukovany ( ~ 5000 MW) ndash 60 elektrickeacute energie
Slovensko - Jaslovskeacute Bohunice (2 bloky 440 MW) a Mochovce (2 bloky 440 MW) - 50
dokončovaacuteny ndash 2 bloky Mochovce (440 MW) 1 blok Jaslovskeacute Bohunice (~ 1500 MW)
V budoucnu i dalšiacute elektraacuterny ndash podiacutel na elektřině 70 ndash 80 většiacute podiacutel u tepla vodiacutek
U elektřiny by tak podiacutel mohl byacutet až 70 ndash 80 (nemaacute smysl byacutet většiacute)
Většiacute využitiacute v dopravě v přiacutepadě přechodu na
elektromobily a vodiacutekoveacute hospodaacuteřstviacute
Nahrazeniacute hlavně uhelnyacutech elektraacuteren ndash sniacuteženiacute produkce CO2
Teplaacuterny ndash přechod na menšiacute kompaktniacute zdroje
Možnost kompaktniacutech malyacutech zdrojů kde by se
neměnilo palivo ale celaacute elektraacuterna
Nutnost vhodneacute kombinace a doplňovaacuteniacute s dalšiacutemi
zdroji a uacutesporami
Jadernaacute energetika neniacute samospasitelnaacute ale může byacutet vyacuteznamnyacutem zdrojem energie
Budovanyacute
plovouciacute reaktor
(70 MWe)
EPR reaktor
Některeacute možneacute energetickeacute sceacutenaacuteře
Sceacutenaacuteř 1 Superniacutezkoemisniacute ndash postaveniacute většiacuteho počtu jadernyacutech bloků intenzivniacute
budovaacuteniacute obnovitelnyacutech zdrojů uacuteložiště energie hellip
Česko by zaacutesadně přispělo ke sniacuteženiacute emisiacute
Dnes už velmi nepravděpodobnyacute
Sceacutenaacuteř 3 Druheacute Bavorsko ndash postupnyacute uacutebytek vyacutekonu v jadernyacutech a uhelnyacutech zdrojiacutech
spoleacutehaacuteniacute na větrneacute zdroje na severu Německa a plynoveacute
zdroje regulujiacuteciacute siacuteť u naacutes i v Německu
Situace v Bavorsku ukaacuteže k čemu sceacutenaacuteř vede
Sceacutenaacuteř pravděpodobnyacute v přiacutepadě pokračovaacuteniacute současneacute
nečinnosti
Sceacutenaacuteř 4 Vyacutepadek Dukovan už v roce 2025 ndash třeba tlakem Rakouska a Německa ndash spolu
s odstavenyacutemi uhelnyacutemi bloky ztraacuteta přes 6 GW vyacutekonu
V přiacutepadě nečinnosti a cestě k Bavorskeacutemu sceacutenaacuteři povede
k velkyacutem naacuterokům na regulaci a import elektřiny
Sceacutenaacuteř 2 ASEK ndash poměrně širokeacute rozmeziacute umožňujiacuteciacute optimalizaci podle podmiacutenek
nutnost vyacutestavby jadernyacutech bloků a uacutespěšnyacute rozvoj
obnovitelnyacutech zdrojů a uklaacutedaacuteniacute energie
Je třeba naleacutezt optimum a ve všech sceacutenaacuteřiacutech zajistit bezpečneacute fungovaacuteniacute našeho
energetickeacute ndash vyacutezva pro všechny souvisejiacuteciacute obory
Zaacutevěr1) Jadernaacute energetika prokaacutezala možnost velice efektivniacuteho přechodu k niacutezkoemisniacute
elektroenergetice (Francie Šveacutedsko Ontario hellip)
2) Probleacutemy spojeneacute s velikostiacute těchto zdrojů a citlivostiacute na společenskou podporu
3) Zatiacutem otevřenaacute otaacutezka uacutespěšnosti přechodu k reaktorům III generace (splněniacute
očekaacutevaacuteniacute z hlediska efektivity vyacutestavby a provozu) K tomu potřeba i dostatek
budovanyacutech jednotek a kontinuita Nejleacutepe na tom je VVER1200 a zatiacutem i APR1400
4) Velkyacute potenciaacutel v malyacutech modulaacuterniacutech reaktorech potřeba vyvinout kompaktniacute
model s masovou vyacuterobou (klasickeacute i inovativniacute typy)
5) Pro udržitelneacute využiacutevaacuteniacute jaderneacute energie nutneacute reaktory IV generace nejdaacutele jsou
sodiacutekem a olovem chlazeneacute a vysokoteplotniacute chlazeneacute plynem
6) Urychlovačem řiacutezeneacute transmutory a fuacuteze ndash velkyacute potenciaacutel ale komerčniacute realizace
zatiacutem dost vzdaacutelenaacute ndash velkaacute synergie mezi popsanyacutemi oblastmi
7) Miacuteru využiacutevaacuteniacute jaacutedra silně ovlivniacute reaacutelnaacute miacutera vlivu emisiacute CO2 a nutnost je potlačit
Page 33
Termojadernaacute elektraacuterna
Tokamak ITER ndash prvniacute fuacutezniacute reaktor vyacutekon 500 MW 10kraacutet vyššiacute než vklad demonstruje
chovaacuteniacute plazmy u elektraacuterny fuacutezniacute reakce deuteria a tritia testy s produkciacute tritia
Tokamak ITER ndash produkce 10kraacutet viacutece energie
DEMO ndash prvniacute prototyp fuacutezniacute elektraacuterny ndash i s turbiacutenou a produkciacute paliva (tritia) z lithia
Současnyacute časovyacute plaacuten Sestavovaacuteniacute a instalace zařiacutezeniacute 2018 ndash 2025
prvniacute plazma ndash 2025 přechod na studium fuacutezniacutech reakciacute d+t -2035
Na zaacutekladě vyacutesledků vyacutezkumů za pomociacute ITER (i jeho budovaacuteniacute) přechod k reaacutelneacute
elektraacuterně
Jineacute cesty ndash stelaraacutetor inerciaacutelniacute udrženiacute NIF (USA) ndash zatiacutem daleko za tokamaky
Jakeacute možnosti jaacutedro poskytuje
Efektivniacute většiacute zdroj energie minimaacutelně (chlazeniacute) zaacutevislyacute na miacutestniacutech podmiacutenkaacutech
staacutelyacute stabilniacute vyacutekon rarr vhodneacute zaacutekladniacute většiacute zdroje
Česko ndash Dukovany (4 500 MW) a Temeliacuten (2 1000 MW) ndash celkem 4000 MW (36 )
uacutevaha ndash 2 bloky Temeliacuten a 2 Dukovany ( ~ 5000 MW) ndash 60 elektrickeacute energie
Slovensko - Jaslovskeacute Bohunice (2 bloky 440 MW) a Mochovce (2 bloky 440 MW) - 50
dokončovaacuteny ndash 2 bloky Mochovce (440 MW) 1 blok Jaslovskeacute Bohunice (~ 1500 MW)
V budoucnu i dalšiacute elektraacuterny ndash podiacutel na elektřině 70 ndash 80 většiacute podiacutel u tepla vodiacutek
U elektřiny by tak podiacutel mohl byacutet až 70 ndash 80 (nemaacute smysl byacutet většiacute)
Většiacute využitiacute v dopravě v přiacutepadě přechodu na
elektromobily a vodiacutekoveacute hospodaacuteřstviacute
Nahrazeniacute hlavně uhelnyacutech elektraacuteren ndash sniacuteženiacute produkce CO2
Teplaacuterny ndash přechod na menšiacute kompaktniacute zdroje
Možnost kompaktniacutech malyacutech zdrojů kde by se
neměnilo palivo ale celaacute elektraacuterna
Nutnost vhodneacute kombinace a doplňovaacuteniacute s dalšiacutemi
zdroji a uacutesporami
Jadernaacute energetika neniacute samospasitelnaacute ale může byacutet vyacuteznamnyacutem zdrojem energie
Budovanyacute
plovouciacute reaktor
(70 MWe)
EPR reaktor
Některeacute možneacute energetickeacute sceacutenaacuteře
Sceacutenaacuteř 1 Superniacutezkoemisniacute ndash postaveniacute většiacuteho počtu jadernyacutech bloků intenzivniacute
budovaacuteniacute obnovitelnyacutech zdrojů uacuteložiště energie hellip
Česko by zaacutesadně přispělo ke sniacuteženiacute emisiacute
Dnes už velmi nepravděpodobnyacute
Sceacutenaacuteř 3 Druheacute Bavorsko ndash postupnyacute uacutebytek vyacutekonu v jadernyacutech a uhelnyacutech zdrojiacutech
spoleacutehaacuteniacute na větrneacute zdroje na severu Německa a plynoveacute
zdroje regulujiacuteciacute siacuteť u naacutes i v Německu
Situace v Bavorsku ukaacuteže k čemu sceacutenaacuteř vede
Sceacutenaacuteř pravděpodobnyacute v přiacutepadě pokračovaacuteniacute současneacute
nečinnosti
Sceacutenaacuteř 4 Vyacutepadek Dukovan už v roce 2025 ndash třeba tlakem Rakouska a Německa ndash spolu
s odstavenyacutemi uhelnyacutemi bloky ztraacuteta přes 6 GW vyacutekonu
V přiacutepadě nečinnosti a cestě k Bavorskeacutemu sceacutenaacuteři povede
k velkyacutem naacuterokům na regulaci a import elektřiny
Sceacutenaacuteř 2 ASEK ndash poměrně širokeacute rozmeziacute umožňujiacuteciacute optimalizaci podle podmiacutenek
nutnost vyacutestavby jadernyacutech bloků a uacutespěšnyacute rozvoj
obnovitelnyacutech zdrojů a uklaacutedaacuteniacute energie
Je třeba naleacutezt optimum a ve všech sceacutenaacuteřiacutech zajistit bezpečneacute fungovaacuteniacute našeho
energetickeacute ndash vyacutezva pro všechny souvisejiacuteciacute obory
Zaacutevěr1) Jadernaacute energetika prokaacutezala možnost velice efektivniacuteho přechodu k niacutezkoemisniacute
elektroenergetice (Francie Šveacutedsko Ontario hellip)
2) Probleacutemy spojeneacute s velikostiacute těchto zdrojů a citlivostiacute na společenskou podporu
3) Zatiacutem otevřenaacute otaacutezka uacutespěšnosti přechodu k reaktorům III generace (splněniacute
očekaacutevaacuteniacute z hlediska efektivity vyacutestavby a provozu) K tomu potřeba i dostatek
budovanyacutech jednotek a kontinuita Nejleacutepe na tom je VVER1200 a zatiacutem i APR1400
4) Velkyacute potenciaacutel v malyacutech modulaacuterniacutech reaktorech potřeba vyvinout kompaktniacute
model s masovou vyacuterobou (klasickeacute i inovativniacute typy)
5) Pro udržitelneacute využiacutevaacuteniacute jaderneacute energie nutneacute reaktory IV generace nejdaacutele jsou
sodiacutekem a olovem chlazeneacute a vysokoteplotniacute chlazeneacute plynem
6) Urychlovačem řiacutezeneacute transmutory a fuacuteze ndash velkyacute potenciaacutel ale komerčniacute realizace
zatiacutem dost vzdaacutelenaacute ndash velkaacute synergie mezi popsanyacutemi oblastmi
7) Miacuteru využiacutevaacuteniacute jaacutedra silně ovlivniacute reaacutelnaacute miacutera vlivu emisiacute CO2 a nutnost je potlačit
Page 34
Jakeacute možnosti jaacutedro poskytuje
Efektivniacute většiacute zdroj energie minimaacutelně (chlazeniacute) zaacutevislyacute na miacutestniacutech podmiacutenkaacutech
staacutelyacute stabilniacute vyacutekon rarr vhodneacute zaacutekladniacute většiacute zdroje
Česko ndash Dukovany (4 500 MW) a Temeliacuten (2 1000 MW) ndash celkem 4000 MW (36 )
uacutevaha ndash 2 bloky Temeliacuten a 2 Dukovany ( ~ 5000 MW) ndash 60 elektrickeacute energie
Slovensko - Jaslovskeacute Bohunice (2 bloky 440 MW) a Mochovce (2 bloky 440 MW) - 50
dokončovaacuteny ndash 2 bloky Mochovce (440 MW) 1 blok Jaslovskeacute Bohunice (~ 1500 MW)
V budoucnu i dalšiacute elektraacuterny ndash podiacutel na elektřině 70 ndash 80 většiacute podiacutel u tepla vodiacutek
U elektřiny by tak podiacutel mohl byacutet až 70 ndash 80 (nemaacute smysl byacutet většiacute)
Většiacute využitiacute v dopravě v přiacutepadě přechodu na
elektromobily a vodiacutekoveacute hospodaacuteřstviacute
Nahrazeniacute hlavně uhelnyacutech elektraacuteren ndash sniacuteženiacute produkce CO2
Teplaacuterny ndash přechod na menšiacute kompaktniacute zdroje
Možnost kompaktniacutech malyacutech zdrojů kde by se
neměnilo palivo ale celaacute elektraacuterna
Nutnost vhodneacute kombinace a doplňovaacuteniacute s dalšiacutemi
zdroji a uacutesporami
Jadernaacute energetika neniacute samospasitelnaacute ale může byacutet vyacuteznamnyacutem zdrojem energie
Budovanyacute
plovouciacute reaktor
(70 MWe)
EPR reaktor
Některeacute možneacute energetickeacute sceacutenaacuteře
Sceacutenaacuteř 1 Superniacutezkoemisniacute ndash postaveniacute většiacuteho počtu jadernyacutech bloků intenzivniacute
budovaacuteniacute obnovitelnyacutech zdrojů uacuteložiště energie hellip
Česko by zaacutesadně přispělo ke sniacuteženiacute emisiacute
Dnes už velmi nepravděpodobnyacute
Sceacutenaacuteř 3 Druheacute Bavorsko ndash postupnyacute uacutebytek vyacutekonu v jadernyacutech a uhelnyacutech zdrojiacutech
spoleacutehaacuteniacute na větrneacute zdroje na severu Německa a plynoveacute
zdroje regulujiacuteciacute siacuteť u naacutes i v Německu
Situace v Bavorsku ukaacuteže k čemu sceacutenaacuteř vede
Sceacutenaacuteř pravděpodobnyacute v přiacutepadě pokračovaacuteniacute současneacute
nečinnosti
Sceacutenaacuteř 4 Vyacutepadek Dukovan už v roce 2025 ndash třeba tlakem Rakouska a Německa ndash spolu
s odstavenyacutemi uhelnyacutemi bloky ztraacuteta přes 6 GW vyacutekonu
V přiacutepadě nečinnosti a cestě k Bavorskeacutemu sceacutenaacuteři povede
k velkyacutem naacuterokům na regulaci a import elektřiny
Sceacutenaacuteř 2 ASEK ndash poměrně širokeacute rozmeziacute umožňujiacuteciacute optimalizaci podle podmiacutenek
nutnost vyacutestavby jadernyacutech bloků a uacutespěšnyacute rozvoj
obnovitelnyacutech zdrojů a uklaacutedaacuteniacute energie
Je třeba naleacutezt optimum a ve všech sceacutenaacuteřiacutech zajistit bezpečneacute fungovaacuteniacute našeho
energetickeacute ndash vyacutezva pro všechny souvisejiacuteciacute obory
Zaacutevěr1) Jadernaacute energetika prokaacutezala možnost velice efektivniacuteho přechodu k niacutezkoemisniacute
elektroenergetice (Francie Šveacutedsko Ontario hellip)
2) Probleacutemy spojeneacute s velikostiacute těchto zdrojů a citlivostiacute na společenskou podporu
3) Zatiacutem otevřenaacute otaacutezka uacutespěšnosti přechodu k reaktorům III generace (splněniacute
očekaacutevaacuteniacute z hlediska efektivity vyacutestavby a provozu) K tomu potřeba i dostatek
budovanyacutech jednotek a kontinuita Nejleacutepe na tom je VVER1200 a zatiacutem i APR1400
4) Velkyacute potenciaacutel v malyacutech modulaacuterniacutech reaktorech potřeba vyvinout kompaktniacute
model s masovou vyacuterobou (klasickeacute i inovativniacute typy)
5) Pro udržitelneacute využiacutevaacuteniacute jaderneacute energie nutneacute reaktory IV generace nejdaacutele jsou
sodiacutekem a olovem chlazeneacute a vysokoteplotniacute chlazeneacute plynem
6) Urychlovačem řiacutezeneacute transmutory a fuacuteze ndash velkyacute potenciaacutel ale komerčniacute realizace
zatiacutem dost vzdaacutelenaacute ndash velkaacute synergie mezi popsanyacutemi oblastmi
7) Miacuteru využiacutevaacuteniacute jaacutedra silně ovlivniacute reaacutelnaacute miacutera vlivu emisiacute CO2 a nutnost je potlačit
Page 35
Některeacute možneacute energetickeacute sceacutenaacuteře
Sceacutenaacuteř 1 Superniacutezkoemisniacute ndash postaveniacute většiacuteho počtu jadernyacutech bloků intenzivniacute
budovaacuteniacute obnovitelnyacutech zdrojů uacuteložiště energie hellip
Česko by zaacutesadně přispělo ke sniacuteženiacute emisiacute
Dnes už velmi nepravděpodobnyacute
Sceacutenaacuteř 3 Druheacute Bavorsko ndash postupnyacute uacutebytek vyacutekonu v jadernyacutech a uhelnyacutech zdrojiacutech
spoleacutehaacuteniacute na větrneacute zdroje na severu Německa a plynoveacute
zdroje regulujiacuteciacute siacuteť u naacutes i v Německu
Situace v Bavorsku ukaacuteže k čemu sceacutenaacuteř vede
Sceacutenaacuteř pravděpodobnyacute v přiacutepadě pokračovaacuteniacute současneacute
nečinnosti
Sceacutenaacuteř 4 Vyacutepadek Dukovan už v roce 2025 ndash třeba tlakem Rakouska a Německa ndash spolu
s odstavenyacutemi uhelnyacutemi bloky ztraacuteta přes 6 GW vyacutekonu
V přiacutepadě nečinnosti a cestě k Bavorskeacutemu sceacutenaacuteři povede
k velkyacutem naacuterokům na regulaci a import elektřiny
Sceacutenaacuteř 2 ASEK ndash poměrně širokeacute rozmeziacute umožňujiacuteciacute optimalizaci podle podmiacutenek
nutnost vyacutestavby jadernyacutech bloků a uacutespěšnyacute rozvoj
obnovitelnyacutech zdrojů a uklaacutedaacuteniacute energie
Je třeba naleacutezt optimum a ve všech sceacutenaacuteřiacutech zajistit bezpečneacute fungovaacuteniacute našeho
energetickeacute ndash vyacutezva pro všechny souvisejiacuteciacute obory
Zaacutevěr1) Jadernaacute energetika prokaacutezala možnost velice efektivniacuteho přechodu k niacutezkoemisniacute
elektroenergetice (Francie Šveacutedsko Ontario hellip)
2) Probleacutemy spojeneacute s velikostiacute těchto zdrojů a citlivostiacute na společenskou podporu
3) Zatiacutem otevřenaacute otaacutezka uacutespěšnosti přechodu k reaktorům III generace (splněniacute
očekaacutevaacuteniacute z hlediska efektivity vyacutestavby a provozu) K tomu potřeba i dostatek
budovanyacutech jednotek a kontinuita Nejleacutepe na tom je VVER1200 a zatiacutem i APR1400
4) Velkyacute potenciaacutel v malyacutech modulaacuterniacutech reaktorech potřeba vyvinout kompaktniacute
model s masovou vyacuterobou (klasickeacute i inovativniacute typy)
5) Pro udržitelneacute využiacutevaacuteniacute jaderneacute energie nutneacute reaktory IV generace nejdaacutele jsou
sodiacutekem a olovem chlazeneacute a vysokoteplotniacute chlazeneacute plynem
6) Urychlovačem řiacutezeneacute transmutory a fuacuteze ndash velkyacute potenciaacutel ale komerčniacute realizace
zatiacutem dost vzdaacutelenaacute ndash velkaacute synergie mezi popsanyacutemi oblastmi
7) Miacuteru využiacutevaacuteniacute jaacutedra silně ovlivniacute reaacutelnaacute miacutera vlivu emisiacute CO2 a nutnost je potlačit
Page 36
Zaacutevěr1) Jadernaacute energetika prokaacutezala možnost velice efektivniacuteho přechodu k niacutezkoemisniacute
elektroenergetice (Francie Šveacutedsko Ontario hellip)
2) Probleacutemy spojeneacute s velikostiacute těchto zdrojů a citlivostiacute na společenskou podporu
3) Zatiacutem otevřenaacute otaacutezka uacutespěšnosti přechodu k reaktorům III generace (splněniacute
očekaacutevaacuteniacute z hlediska efektivity vyacutestavby a provozu) K tomu potřeba i dostatek
budovanyacutech jednotek a kontinuita Nejleacutepe na tom je VVER1200 a zatiacutem i APR1400
4) Velkyacute potenciaacutel v malyacutech modulaacuterniacutech reaktorech potřeba vyvinout kompaktniacute
model s masovou vyacuterobou (klasickeacute i inovativniacute typy)
5) Pro udržitelneacute využiacutevaacuteniacute jaderneacute energie nutneacute reaktory IV generace nejdaacutele jsou
sodiacutekem a olovem chlazeneacute a vysokoteplotniacute chlazeneacute plynem
6) Urychlovačem řiacutezeneacute transmutory a fuacuteze ndash velkyacute potenciaacutel ale komerčniacute realizace
zatiacutem dost vzdaacutelenaacute ndash velkaacute synergie mezi popsanyacutemi oblastmi
7) Miacuteru využiacutevaacuteniacute jaacutedra silně ovlivniacute reaacutelnaacute miacutera vlivu emisiacute CO2 a nutnost je potlačit