Správa vyhořelého jaderného paliva

 

Nakládání s použitým palivem a odpady z provozu českých jaderných elektráren

O použité jaderné palivo se podle tzv. atomového zákona přijatého Parlamentem ČR v roce 1997 musí postarat provozovatel jaderného zařízení, který toto palivo používá, v ČR energetická společnost ČEZ. Ta nese veškeré náklady spojené s manipulací s radioaktivními odpady od vzniku přes jejich uložení až po zabezpečení úložišť. Záruky za bezpečné uložení včetně použitého jaderného paliva nese stát, který proto založil Správu úložišť radioaktivních odpadů (SÚRAO). Každý radioaktivní odpad v ČR navíc podléhá regulaci a dozoru Státního úřadu pro jadernou bezpečnost.

Činnosti, které zajišťuje SÚRAO, jsou financovány z tzv. jaderného účtu, který je zřízen u České národní banky a je spravován Ministerstvem financí ČR.Pro zajištění ukládání všech vzniklých i budoucích radioaktivních odpadů na něj provozovatel pravidelně odvádí finanční prostředky. Konkrétně jde o cca 50 Kč z každé MWh elektřiny vyrobené v jaderné elektrárně. Samostatnou účetní rezervu tvoří ČEZ na krytí nákladů spojených s vyřazováním jaderných elektráren z provozu.

 

Použité palivo obsahuje v průměru 95 % izotopu U238 uranu, 1 % nově vytvořeného plutonia a 4 % štěpných produktů. Pouze 4 % štěpných produktů je možné považovat za skutečný jaderný odpad, protože zbytek může být po přepracování znovu využit jako palivo. Přepracování je však zatím poměrně nákladné a reaktory na využití izotopu U238 se dosud vyvíjejí. Proto se použité palivo přepracovává jen v několika málo zemích. U nás se předpokládá, že pokud nebude využito jinak, bude po několika letech uložení v bazénech u rektorů a po několika desítkách let skladování trvale uloženo do hlubinného konečného úložiště. Zahájení provozu první části hlubinného úložiště, kam bude použité palivo ze skladů v jaderných elektrárnách převezeno, je plánováno na rok 2065. Podrobnější informace o přípravě hlubinného úložiště najdete na internetové adrese ZDE.

Radioaktivní odpady a jejich bezpečné uložení

Zneškodňování radioaktivních odpadů (RaO) vychází z mezinárodně uznávaných principů nakládání s tímto druhem odpadů. Tyto principy směřují k ochraně zdraví a životního prostředí před negativními důsledky ionizujícího záření, zohlednění požadavku na minimalizaci produkce RaO, k ochraně budoucích generací před nežádoucí zátěží a ke snaze, aby případné působení na člověka nevyvolalo újmu na zdraví.

Při nakládání s RaO se ČEZ, a. s., řídí zákonem č. 18/1997 Sb. ve znění pozdějších předpisů (tzv. atomový zákon). RaO podléhá regulaci a dozoru Státního úřadu pro jadernou bezpečnost (SÚJB). Správa úložišť RaO (SÚRAO), zřízená jako státní organizace na základě atomového zákona, odpovídá za bezpečné ukládání všech RaO. Zřízením SÚRAO jsou prakticky realizovány státní garance za bezpečné ukládání RaO. Do odpovědnosti původce patří zejména krytí veškerých finančních nákladů spojených s nakládáním s RaO a jejich předání k uložení pouze ve formě, která odpovídá schváleným podmínkám přijatelnosti pro dané úložiště RaO. Finanční prostředky, určené ke krytí veškerých nákladů spojených se zneškodněním všech radioaktivních odpadů i použitého jaderného paliva, odvádějí v souladu s atomovým zákonem provozovatelé jaderných zařízení na jaderný účet, jehož největším přispěvatelem je ČEZ, a. s. Z jaderného účtu je financována činnost SÚRAO, který v souladu se svým posláním zabezpečuje ukládání radioaktivních odpadů a přípravu výstavby budoucího konečného úložiště použitého jaderného paliva.

Základním principem pro zneškodnění jak vysokoaktivních, tak středněaktivních či nízkoaktivních RaO je jejich izolace od životního prostředí. Ta je zabezpečena pomocí aplikace multibariérových systémů, kde se uplatňují jak přírodní, tak inženýrské (uměle vytvořené) bariéry proti únikům uložených RaO a šíření kontaminace radionuklidy.

Bezpečnost úložiště je prověřována soustavou kontrolních mechanizmů. Rozhodnutím SÚJB o schválení Limitů a podmínek bezpečného provozu je omezena maximální aktivita, kterou lze do úložiště uložit. Toto omezení má praktický význam pro bezpečnost zejména v daleké budoucnosti, kdy ani náhodné vniknutí do prostor úložiště nezpůsobí vážnější zdravotní újmu. Dnešní bezpečnost je potvrzována výsledky monitorování úložiště, důsledným dodržováním limitů a podmínek provozu, dodržováním podmínek přijatelnosti ze strany původce a jejich důslednou kontrolou při předávání odpadů k uložení Správou úložišť.

Úprava odpadů

Středněaktivní či nízkoaktivní odpady produkované Jadernou elektrárnou Dukovany a Jadernou elektrárnou Temelín jsou předávány k uložení ve zpevněné formě nebo ve schválených obalech. Technologie zpracování tzv. bitumenací, použitá na úpravu kapalných odpadů v obou elektrárnách, zaručuje produkt, který je v dlouhodobém horizontu stabilní a odolný účinkům radiace, vyznačuje se nízkou loužitelností a cca 2,5 násobnou redukcí objemu. Pevné odpady pocházející z kontrolovaného pásma jsou tříděny podle svých charakteristických vlastností. Tento způsob nakládání umožňuje průkaznější charakterizaci radionuklidů, kterými jsou odpady kontaminovány. Vytříděná neaktivní část odpadů je zneškodněna konvenčními způsoby, které jsou používány v nakládání s neaktivními odpady.

Pevné RaO jsou skladovány a před konečnou úpravou se lisují do sudů o objemu 200 litrů. Konečná úprava probíhá kampaňovitě, sudy s předlisovaným odpadem jsou slisovány vysokotlakým lisem. Výlisky jsou umístěny do větších sudů (tzv. overpak o objemu 300 až 400 litrů) a takto ukládány do úložiště radioaktivních odpadů. Výsledná redukce objemu je šestinásobná.

Jaderná elektrárna Dukovany

Jaderná elektrárna Dukovany je první provozovanou jadernou elektrárnou v České republice a patří mezi největší, vysoce spolehlivé a ekonomicky výhodné energetické zdroje ČEZ, a. s. Roční výroba elektrické energie se pohybuje okolo 13,5 TWh, což představuje asi 20 % z celkové spotřeby elektřiny v České republice. V porovnání s ostatními významnými výrobci vyrábí elektřinu s nejnižšími měrnými náklady.

24. února 2015 uplynulo 30 let od přifázování první turbíny prvního bloku Jaderné elektrárny Dukovany k síti. Během této doby elektrárna vyrobila 385 300 GWh elektřiny, což je více než například celková výroba elektřiny v České republice v letech 2001 až 2004. Pro výrobu této elektřiny nemuselo být vytěženo přibližně 280 mil. tun hnědého uhlí, které jsme tak ušetřili pro budoucnost, a jehož spálením by bylo emitováno do ovzduší zhruba 385 mil. tun CO₂.

Od října roku 2001 je Jaderná elektrárna Dukovany vyhlášena ekologickým podnikem.

Použité jaderné palivo z Jaderné elektrárny Dukovany bylo původně převáženo do skladu v areálu Jaderné elektrárny Jaslovské Bohunice na Slovensku, odkud mělo být na základě mezistátní smlouvy s bývalým Sovětským svazem postupně odebíráno a odvezeno na území tehdejšího SSSR. Ruská federace jako nástupnický stát po rozpadu Sovětského svazu od těchto závazků ustoupila. Po rozdělení Československa bylo použité palivo postupně převezeno zpět do vlastního skladu v Jaderné elektrárně Dukovany. Dnes se kazety s použitým palivem překládají z bazénů použitého paliva u reaktorů do speciálních skladovacích kontejnerů a převážejí do nadzemního suchého skladu. V areálu elektrárny jsou takové sklady dva, jejich celková kapacita je 1940 tun.

V dukovanské elektrárně je i úložiště nízkoaktivních a středněaktivních radioaktivních odpadů patřící pod Správu úložišť radioaktivního odpadu. Je největším a nejmodernějším úložištěm radioaktivních odpadů v ČR. Svým využitelným objemem 55 000 m3 je schopno pojmout více než 180 000 sudů s radioaktivními odpady, a to jak z provozu obou českých jaderných elektráren, tak odpadů vzniklých při jejich budoucí likvidaci.

Monitorování stavu životního prostředí v souvislosti s provozem elektrárny zajišťuje Laboratoř radiační kontroly okolí (LRKO) v Moravském Krumlově. Pracovníci laboratoře soustavně monitorují životní prostředí odebíráním a rozborem vzorků ovzduší, půdy, vody, vegetace a zemědělských produktů. Laboratoř má - obdobně jako i další pracoviště EDU - akreditaci od Českého institutu pro akreditaci (ČIA) dokládající vysokou technickou úroveň měření. Kromě toho nezávislé měření provádějí také státní dozorné orgány. Roční úrovně aktivit výpustí, uvolňovaných do ovzduší a vodotečí, představují po celou dobu provozu elektrárny pouze nepatrné zlomky povolených hodnot. Srovnání tohoto ukazatele s jinými jadernými elektrárnami zařazuje Jadernou elektrárnu Dukovany do skupiny nejlepších elektráren na světě.

O vlivu jaderné elektrárny na životní prostředí se kromě běžného působení coby průmyslového podniku, jako je doprava, hluk, sociální dopady, úlet vody z chladicích věží, tvorba komunálních odpadů aj., hovoří především v souvislosti s kapalnými a plynnými radioaktivními výpustmi, ukládáním radioaktivního odpadu a s dávkou radioaktivního záření na personál. Konstrukční řešení jaderné elektrárny všechny tyto vlivy minimalizuje, popř. zcela likviduje, a to jak na území elektrárny, tak v jejím okolí.

Úniku radioaktivních látek do okolí brání 3 základní bariéry - pokrytí paliva, primární okruh a ochranná obálka - železobetonová budova reaktoru. Všechny bariéry jsou on-line monitorovány, pravidelně testovány a pro ochranu jednotlivých bariér je vždy připraveno několik pasivních i aktivních bezpečnostních systémů.

Stejně jako je proti úniku radioaktivních látek pečlivě hlídána funkčnost bezpečnostních bariér je stejně pečlivě hlídáno a v každém okamžiku kontrolováno pět bezpečnostních funkcí - řízení reaktivity, dostatečná zásoba chladiva, celistvost systému chlazení reaktoru, odvod zbytkového tepla a celistvost kontejnmentu. Důležitá zařízení jsou vybavena systémem sebekontroly, který v případě hrozící nefunkčnosti spustí alarm.

Z hlediska bezpečného projektu mají reaktory VVER 440/213 některé významné konstrukční výhody. Například tlaková nádoba reaktoru i potrubí primárního okruhu obsahují velmi málo kobaltu a dochází tak k nižší aktivaci materiálu a k menšímu ozáření personálu. Nejvýznamnějším ukazatelem je v této oblasti tzv. kolektivní efektivní dávka (KED), která udává, jakou celkovou dávku ozáření obdrželi všichni, kdo vstoupili do tzv. kontrolovaného pásma, tj. do prostorů, kde se mohou setkat se zářením. V tomto ukazateli patří Jaderná elektrárna Dukovany hodnotami mezi 0,13 - 0,15 Sv/rok /blok dlouhodobě ke světové špičce.

Dalším měřítkem efektivnosti technicko-organizačních opatření k omezení radiační zátěže fyzických osob a k ochraně životního prostředí jsou hodnoty veličiny tzv. úvazku efektivní dávky E(50), která charakterizuje vliv plynných a kapalných výpustí radioaktivních látek z jaderných elektráren na okolí. I v tomto parametru je Jaderná elektrárna Dukovany špičková. Úvazek efektivní dávky E(50) , tj. radiační zátěž pro jednoho obyvatele v okolí elektrárny, dosáhla v případě hodnocení plynných výpustí v roce 2005 hodnoty 0,169 mSv, což je pouhých 0,42 % z povoleného ročního limitu. V případě kapalných výpustí (tritia a ostatních aktivačních a štěpných produktů) byla dosažena hodnota 1,84 mSv představující 30,7 % ročního limitu.

Radiační situace v technologických zařízeních, v místnostech budovy reaktoru, v areálu elektrárny a v okolí je nepřetržitě monitorována. Měření dokazují, že vliv výpustí z Jaderné elektrárny Dukovany na jedince z okolí je zcela zanedbatelný.

Nová skladovací kapacita v Jaderné elektrárně Dukovany

Celková kapacita původního dukovanského skladu, který byl uveden do provozu v roce 1995, je 600 tun použitého paliva uloženého v 60 kontejnerech typu CASTOR 440/84. Po zaplnění tohoto skladu byl v roce 2006 zprovozněn sklad nový. Jeho kapacita je 1340 tun použitého paliva. Nová hala má ve srovnání s prvním skladem přibližně dvojnásobnou rozlohu. Do skladovací části se vejde 133 kontejnerů, např. typu CASTOR 440/84M. Jejich konstrukce je obdobou typu CASTOR 440/84. Důvodem drobných rozdílů v konstrukci - kontejnery mají zesílené biologické stínění, vnitřní koš kontejneru a upravenou konstrukci i materiálové provedení - je ukládání jaderného paliva, které díky většímu obohacení a následnému vyhoření má v době plnění kontejnerů větší tepelný a radiační výkon. Těleso kontejneru je z tvárné litiny, koš z bórovaného hliníku. Neutronové stínění zajišťuje polyethylen. Vnitřní prostor kontejneru je vyplněn heliem o nižším tlaku, než je tlak atmosférický. Těsnost zajišťují dvě víka. Helium mezi víky má oproti atmosféře přetlak 0,6 MPa. Každé víko má jedno těsnění kovové a jedno elastomerové. Třetí víko je krycí a slouží jako ochrana před vnějšími vlivy. Vnější průměr kontejneru je 2,66 metru a výška 4,2 metry. Hmotnost prázdného kontejneru je 93,7 tun, naplněného 112 tun. Kontejnery jsou projektovány tak, aby odolaly pádu, mechanickému namáhání i při 800 ºC nebo ponoření do vody do hloubky 200 m. Ovlivnění okolí skladu ionizujícím zářením je prakticky neměřitelné.

V současné době se v areálu Jaderné elektrárny Dukovany použité jaderné palivo může skladovat po dobu dalších 50 až 60 let. Po uplynutí této doby se rozhodne, zda bude přepracováno a využito jako energetická surovina pro výrobu paliva nového, nebo se jako odpad natrvalo uloží do hlubinného úložiště.

Komplexní informace o elektrárně Dukovany naleznete na tomto webu v sekci Jaderných elektráren.

Jaderná elektrárna Temelín

Zkušební provoz prvního bloku Jaderné elektrárny Temelín byl zahájen 10. června 2002, na druhém bloku začal 18. dubna 2003. Do provozu byla elektrárna uvedena v letech 2002 až 2003. Vybudována byla jako zdroj elektrické energie, který pracuje v energetické soustavě v režimu základního zatížení. Je vybavena dvěma tlakovodními reaktory VVER 1000 typu V 320. Vyrábí elektrickou energii ve dvou výrobních blocích, z nichž každý má výkon 981 MW. Součástí elektrárny bude vlastní sklad použitého paliva.

Sledování a hodnocení vlivů ETE na životní prostředí

V souladu s povinnostmi, které ukládají českým jaderným elektrárnám zákonné normy a předpisy, sleduje i Jaderná elektrárna Temelín svůj vliv na životní prostředí. Slouží ji k tomu chemické laboratoře ETE a Laboratoř radiační kontroly okolí v Českých Budějovicích (LRKO).

Chemické laboratoře ETE zajišťují pro elektrárnu:

1. chemické a radiochemické analýzy pro jednotlivé technologie (řízení chemických režimů)
2. chemické rozbory povrchové vody ve vybraných profilech na řece Vltavě
3. chemické a radiochemické analýzy odpadních vod vypouštěných z elektrárny
4. chemické a radiochemické rozbory podzemních vod

 

Výsledky těchto analýz slouží jako podklady pro plnění povolení a rozhodnutí vydaných příslušnými orgány státní správy a státního dozoru a k hodnocení vlivu ETE na životní prostředí.

LRKO České Budějovice

Obsah radionuklidů v jednotlivých složkách životního prostředí a úroveň přírodního pozadí dávkových příkonů v okolí ETE se soustavně sleduje již od roku 1991. Všechna monitorování provádí LRKO na základě pokynů Státního ústavu radiační ochrany (SÚRO). Monitorování probíhá podle monitorovacího programu schváleného Státním úřadem pro jadernou bezpečnost (SÚJB) a výsledky měření předává elektrárna orgánům státního dozoru a státní správy.

LRKO monitoruje tyto složky:

• ovzduší – monitorování kvality (aerosoly, atmosférické spady, srážky)
• povrchové vody, podzemní vody, pitná voda
• sedimenty v místech odběru vzorků povrchových vod
• půda
• potraviny – mléko, maso ryb
• zemědělské a lesní plodiny

 

Od roku 1980, kdy bylo o výstavbě Jaderné elektrárny Temelín rozhodnuto, byla vypracována celá řada studií zabývajících se vlivem této stavby na různé složky životního prostředí. Nejvýznamnějším zpracovatelem těchto prací je VÚV T. G. M. Praha, který se zabývá problematikou kvality povrchových a podzemních vod v okolí ETE již od roku 1987 v souvislosti s plněním státního úkolu.

Na základě doporučení odborných a vědeckých pracovišť z celé republiky, zpracovaných firmou INVEST projekt Brno, se Jaderná elektrárna Temelín již v roce 1999 zavázala ke sledování vlivu svého provozu na životní prostředí nad rámec platné legislativy. Jedná se o vybrané okruhy sledování a hodnocení vodní složky životního prostředí, zemědělské činnosti, stavu zemědělské a lesní půdy, biomonitoringu atmosférické depozice radionuklidů a zdravotního stavu obyvatelstva v oblasti vlivu jaderné elektrárny Temelín. Všechny tyto uvedené činnosti se souhrnně zpracovávají v rámci "Programu sledování a hodnocení vlivu JETE na životní prostředí" a jejich výsledky jsou k dispozici široké veřejnosti v informačním středisku elektrárny.

Souhrnné výsledky sledování a hodnocení vlivů jaderné elektrárny Temelín na životní prostředí do roku 2000 představují referenční (výchozí, nulový) stav před zahájením zkušebního provozu ETE a slouží jako základna pro porovnání s daty získanými v budoucím období a posouzení skutečného vlivu provozu elektrárny Temelín na životní prostředí.

Nová skladovací kapacita v Jaderné elektrárně Temelín

Celková kapacita temelínského skladu je 1370 tun uranu, což představuje použité palivo za 30 let provozu elektrárny Temelín. Toto množství paliva se vejde do 152 kontejnerů, které budou ve skladu umístěny. V první etapě zaplňování skladu se jedná o 35 kontejnerů typu CASTOR, které vyrobil a dodává německý výrobce GNS. Umístění paliva do skladovacích kontejnerů je ve světě nejčastější způsob jeho skladování. Je to bezpečná a zvládnutá technologie bez vlivu na životní prostředí. V ČR máme s tímto typem skladování již více než 15leté zkušenosti z Jaderné elektrárny Dukovany, kde jsou v provozu dva sklady.

Ročně jsou z každého bloku do skladu umisťovány 2-3 kontejnery s použitým palivem. Ve dvou kontejnerech je uloženo použité palivo, které během kampaně vyrobilo 7 miliard kWh elektrické energie. Přitom objem dvou kontejnerů CASTOR nyní používaných na JE Temelín je dohromady pouze 46 m³. Do každého kontejneru využívaného na JE Temelín se vejde 19 palivových souborů. Právě tyto kovové kontejnery tvoří hlavní bariéru mezi použitým palivem a okolním prostředím.

Použité palivo může být v kontejnerech skladováno až 60 let. Již nyní ve světě existují technologie na jeho přepracování. Česká republika jde, podle platné Stání energetické koncepce, cestou dočasného skladování s předpokladem trvalého uložení. Společnost ČEZ nepovažuje použité palivo za odpad, ale za cennou energetickou surovinu, kterou bude možno v budoucnu opět využít, nikoli ukládat v trvalém úložišti. Palivo je v reaktoru využito pouze ze čtyř procent. Proto v něm do budoucna vidíme významný energetický potenciál. Již nyní existují technologie na jeho přepracování k opětovnému využití. V Evropě se používají například ve Francii a Anglii.

Kontejner CASTOR naplněný použitým palivem z prvního bloku elektrárny Temelín byl poprvé zavezen do připraveného skladu v areálu elektrárny ve středu 8. září 2010. Od tohoto data je podobná manipulace součástí každé odstávky bloků elektrárny Temelín.

Záložní varianta skladu použitého paliva pro ETE - Skalka

Usnesením č. 121/97 potvrdila vláda ČR doporučení Ministerstva životního prostředí ČR stavět přednostně další sklady použitého jaderného paliva v lokalitách jaderných elektráren a jako záložní variantu skladování sledovat možnost vybudování centrálního skladu v lokalitě Skalka. Ten by měl sloužit i pro skladování použitého paliva z Jaderné elektrárny Temelín.

Areál skladu použitého jaderného paliva Skalka se nachází v těsné blízkosti železniční tratě Tišnov - Žďár nad Sázavou na pravém břehu říčky Nedvědičky poblíž města Bystřice nad Pernštejnem v okrese Žďár nad Sázavou. Zasahuje do katastrálních území obcí Věžná, Střítěž a Bor, obec Sejřek. Leží a zaujímá plochu cca 1,5 ha. Podzemní stavba má být vyražena v severní části tektonicky stabilního masivu Pálená, v jehož hřbetu je v nadmořské výšce 548 m vyústěna ventilační jáma skladu.

K definitivnímu rozhodnutí o vhodnosti této lokality pro podzemní variantu skladu byl pro ČEZ, a. s., zpracován firmou Energoprůzkum Praha, s. r. o., podrobný projekt průzkumných geologických prací včetně nezbytných doprovodných zkoušek pro stanovení kvality a stability horninového masivu. V souladu s projektem byla vyražena 450 m dlouhá přístupová štola, 300 m dlouhá štola průzkumná a proběhly polní a laboratorní zkoušky a testy. Výsledky průzkumů byly podrobně zhodnoceny v závěrečné zprávě o průzkumu.

Sklad použitého jaderného paliva Skalka je koncipován jako suchý kontejnerový podzemní sklad pro cca 2900 t paliva, v jehož horizontálních podzemních tunelech by byly skladovány kontejnery s použitým jaderným palivem. Kovový kontejner stíní a odděluje radioaktivní použité palivo od životního prostředí a předává okolnímu vzduchu teplo uvolňované při radioaktivních přeměnách v použitém palivu. Tento způsob skladování umožňuje v budoucnu buď uložit použité jaderné palivo nevratně v trvalém úložišti nebo jej využít nově vyvinutými technologiemi.

Ke skladování použitého paliva se předpokládá použít kontejnerů transportně-skladovacích. Ty umožňují, aby v případě naléhavé potřeby transportu paliva nebylo nutné palivo ze skladovacích kontejnerů překládat do kontejnerů transportních, ale okamžitě ho převést bez zbytečných časově i technologicky náročných překládacích manipulací.

V souladu se zákonem č. 244/1992 Sb. O posuzování vlivu staveb na životní prostředí byla lokalita Skalka odborně posouzena a následně byla stavebním úřadem shledána jako vhodná pro stavbu skladu. Výstavbu skladu použitého paliva pro jaderné elektrárny Dukovany a Temelín schválil i SÚJB.

Záložní lokalita zajišťuje bezpečnost provozu jaderných elektráren a nemusí být v budoucnu realizována. Může však být použita v případě, že sklady v lokalitách jaderných elektráren nemohou být z jakýchkoli důvodů využívány.

Prohlédněte si informační leták o záložní lokalitě pro sklad použitého paliva Skalka!

Lokalitu Skalka je možné osobně navštívit.

Exkurzi lze dojednat na adrese:
Ing. Jiří Doubravský
Energoprůzkum, Praha s.r.o

tel. 601 369 549  (každou středu)

 

 

 

Komplexní informace o elektrárně Temelín naleznete na tomto webu v sekci Jaderných elektráren.