@P 130 vod Toto je zjedno- duen tepeln schma tepeln elektrrny v konturch. Pro- hldnte si je- ho zkladn s- ti ! @P 131 Kotel @P 132 Kotel Je zazen, ve kterm probh spalovn kla- sickho paliva (nap. uhl ne- bo plynu) a u- volnn teplo je pouito k vrob pry. @P 133 Buben separtor @P 134 Buben separtor V bubnu separ- toru dochz k oddlen pry od smsy vody a pry pichze- jc z kotle a jej separaci (oitn od drobnch kapek vody) @P 135 Turbna @P 136 Turbna Pra pichze- jc z parnho genertoru roz- t turbnu. Turbna slou k pohonu elek- trickho gene- rtoru. st pry v turbn zkapaluje. @P 137 El. genertor @P 138 El. genertor V elektrickm genertoru se pemuje jeho pohybov ener- gie na energii elektrickou - teprve zde do- chz k vlastn vrob elektri- ckho proudu. @P 139 Kondenztor @P 140 Kondenztor V kondenztoru je udrovn podtlak, kter zpsobuje pohyb pry z parnho genertoru pes turbnu. Dle zde probh zkapalnn a dochlazen zbyl pry. @P 141 Chladic v @P 142 Chladic v Pebyten tep- lo z kondenz- toru je vodou trubkami odv- dno do chladi- c ve. Zde je voda rozsti- kovna sprcha- mi a pitom ochlazovna vzduchem. @P 143 Vtopna Vtopna zsobu- je mstskou vo- dovodn s tep- lou vodou a prmyslov pod- niky rovn tep- lou vodou nebo prou. @P 144 Vtopna Toto je zjedno- duen tepeln schma tepeln vtopny v kon- turch. Pro- hldnte si je- ho zkladn s- ti ! @P 145 Vroba pry Pra se ve v- topn vyrb stejnm zpso- bem jako v te- peln elektrr- n - z kotle pichz sms pry a vody do bubnu separto- ru - tam se p- ra separuje. @P 146 Vyuit pry Pra nen ovem pouita k vro- b elektrickho proudu (chyb turbna a elek- trick gener- tor),ale k o- hevu vody ze st. @P 147 Vmnk V tepelnm v- mnku pra ped st sv tepeln energie vod a sama zkondenzuje. @P 148 innost Tepeln innost podobnho za- zen je velik. Mnostv uvol- nn energie je tm rovno (jsou jen nepa- trn ztrty) mnostv ener- gie pedan spotebiteli. @P 150 Vtopna Z energetick- ho hlediska je ovem zbyten pouvat pru s vysokou pra- covn schop- nost k ohevu vody - me vyrobit elek- trick proud ! @P 151 Elektrrna Naopak u tepel- n elektrrny se pra v tur- bn ochlad natolik,e po- ut ji k ohe- vu vody je ji v podstat ne- mon. @P 152 Teplrna Teplrna je ur- it kombinace tepeln elek- trrny a vtop- ny, kde snahou je spojen v- hod obou za- zen. @P 153 Teplrna Pra nejprve ped st sv energie v tur- bn na vrobu elektrick energie a tepr- ve potom,ji s men pracovn schopnost,pe- dv teplo vod ze st. @P 154 Vbr typu Na vbr typu energetickho zazen (elek- trrna, teplr- na, vtopna) m u kad stavby vliv cel ada faktor ! @P 155 Vbr typu Mezi nejdle- itj pat nap. tepeln vkon zazen, vzdlenost za- zen od velk mstsk st nebo podnik - spotebitel. @P 160 vod Toto je zjednoduen te- peln schma jadern elektrrny v konturch. Prohldnte si jeho z- kladn sti ! @P 161 Primrn okruh @P 162 Primrn okruh Primrn (I.) okruh slou k vrob a odvodu tepeln energie a jejmu pedn II. okruhu. Zkladn sti: reaktor, potrubn systmy, parn genertor, erpadla. @P 163 Reaktor @P 164 Reaktor Reaktor je zdrojem tep- la v jadern elektrrn. Teplo vznik pi kontro- lovan etzov tpn reakci. Toto uvolovan teplo ohv vodu pri- mrnho okruhu. @P 165 Sekundrn okruh @P 166 Sekundrn okruh Sekundrn (II.) okruh slou k penosu energie pry a k jej pemn na toiv pohyb turbny.Z- kladn sti: parogene- rtor, potrubn systmy, kondenztor a erpadla. @P 167 Parn genertor @P 168 Parn genertor Zdrojem pry pro turb- nu je parn genertor. Pra v nm vznik vypa- ovnm vody na horkch trubkch I. okruhu. Dle pra postupuje na turbnu. @P 169 Turbna @P 170 Turbna Pra pichzejc z par- nho genertoru rozt turbnu. Turbna slou k pohonu elektrickho genertoru. st pry v turbn zkapaluje. @P 171 Elektrick genertor @P 172 Elektrick genertor V elektrickm genertoru se pemuje jeho pohy- bov energie na energii elektrickou - teprve zde dochz k vlastn vrob elektrickho proudu. @P 173 Kondenztor @P 174 Kondenztor V kondenztoru je udro- vn podtlak,kter zpso- buje pohyb pry z parn- ho genertoru pes tur- bnu. Dle zde probh zkapalnn a dochlazen zbyl pry. @P 175 Chladic v @P 176 Chladic v Pebyten teplo z kon- denztoru je vodou trub- kami odvdno do chladi- c ve. V chladic vi je voda je rozstikovna sprchami a pitom ochlazovna vzduchem. @P 180 Tepeln el. V tto chvli je v "edm okn" zobrazen zdroj energie tepeln elek- trrny ! Je to kotel, ve kterm se spaluje klasi- ck palivo. @P 181 Jadern elektrrna Nyn jsme do "edho okna" umstili zdroj tepla jadern elektrr- ny - reaktor, kde do- chz k zen etzo- v tpn reakci ! @P 182 Srovnn obou typ Jist jste si vimli, e prav st obrazovky z- stala nezmnna ! Princip vyuit pry a vroby elektrick energie je tedy pro oba uveden typy shodn. @B @P 213 FYZIKLN POJEM ATOMU Zjednoduen si atom meme pedstavit jako miniaturn kuliku. Napklad prmr atomu vodku je jedna deseti- milintina milimetru. @P 214 FYZIKLN POJEM ATOMU To znamen, e kdybychom za sebou seadili @E10 milion@E atom vodku, tak by tato ada byla dlouh jen @E1mm@E. @B @P 215 PEDSTAVY O VNITN STRUKTUE ATOMU Atom je elektricky neutrln a, jak ji bylo eeno, je nositelem fyziklnch a chemickch vlastnost prvku. Prvn pedstavy o struktue atomu vypadaly tak, e atom obsahuje rovnomrn rozloen kladn a zporn nabit stice. Nositelem zpornho nboje jsou stice nazvan @Eelektrony@E a nositelem kladnho - @Eprotony@E. Velk pnos pro vytvoen dnench pedstav o stavb atomu mla prce anglickho fyzika E.Rutherforda. @P 216 ZJEDNODUEN BOHRV MODEL ATOMU Na zjednoduenm schmatu si znzornme @Emodel atom@E vodku, helia a litia, kter vytvoil fyzik N. Bohr. Vychzel pitom z Rutherfordova experimentlnho zjitn, e hmotnost atomu je soustedna ve velmi malm, kladn nabitm jdru. @P 217 ZJEDNODUEN BOHRV MODEL ATOMU Monosti monitoru nedovoluj znzornit reln pomr mezi velikost jdra a prmrem atomu. Jdro atomu je tak mal, e kdybychom atom zvtili do velikosti Nrodnho divadla, jdro by nebylo vt ne zrnko mku. @P 218 ZJEDNODUEN BOHRV MODEL ATOMU Kolem jdra se pohybuj zporn nabit elektrony. Tento prostor nazvme @Eelektronov obal@E atomu. Atom se tedy skld z jdra a elektronovho obalu. Takovto model je pouvn i v modern fyzice, je ovem postupn upesovn kvantovou mechanikou. @B @P 221 JDRO ATOMU Obrzek znzoruje jdra atom vodku, helia a uranu. Atomov @Ejdra@E jsou tvoena @Eprotony@E a @Eneutrony@E. Hmotnost protonu i neutronu je piblin stejn a je 1835 krt vt ne hmotnost elektronu. Proto hmotnost obalu ve srovnn s jdrem je zanedbateln a mluvme-li o hmotnosti atomu, mluvme v podstat o hmotnosti jdra a naopak. @P 222 NUKLEONY, ATOMOV SLO Spolen nzev pro proton a neutron je @Enukleon@E. Mnostv nukleon v jde nazvme hmotnostnm slem a jejich poet oznaujeme jako @EA@E. @EZ@E - atomov slo - uruje poet proton v jde a @EN@E oznauje poet neutron. Proto plat, e @EA = Z + N@E. Protony jsou nositelem kladnho nboje, atomov slo (@EZ@E) tedy rovn uruje velikost nboje jdra. @P 223 ZPIS (OZNAEN) CHEMICKCH PRVK Chemick prvek asto oznaujeme tak, abychom si mohli okamit udlat pedstavu o sloen jdra i obalu atomu. Napklad: H - jdro obsahuje jeden proton (@EZ=1@E) a dn neutron (@EN=0@E) - tedy jen 1 nukleon (@EA=1+0=1@E). He - jdro obsahuje dva protony (@EZ=2@E) a dva neutrony (@EN=2@E) - celkem 4 nukleony (@EA=2+2=4@E). @P 224 ZPIS (OZNAEN) CHEMICKCH PRVK U - jdro obsahuje 92 proton (@EZ=92@E) a 143 neutron (@EN=143@E) - tedy 235 nukleon (@EA=92+143=235@E). Existuj jet dal mon zpsoby oznaovn jednotlivch chemickch prvk. Napklad uran z tohoto pkladu meme tak oznait U(92,235) nebo U-235. @P 225 IZOTOPY Takov oznaen prvku, ze kterho meme urit @Epoet neutron@E v jde, je velmi dleit - jejich poet @Ese@E toti @Eme mnit@E. Atomy se stejnm potem proton, ale odlinm potem neutron v jde, se nazvaj @Eizotopy@E. Na obrzku vidme ti rzn izotopy nejjednoduho prvku - vodku: vodk, tk vodk (deuterium) a supertk vodk (tritium). Obyejn vodk v prod pevld. @P 226 IZOTOPY Tato jdra - izotopy maj tedy stejn nboj, ale rozdlnou hmotnost. Tak napklad jdro izotopu U-238 je o 3 neutrony t ne U-235. Z chemickho hlediska jsou tato jdra toton, ale jejich @Ejadern vlastnosti@E se od sebe dost vrazn @Eli@E. @P 227 JADERN SLY Jdro udruj pohromad jadern sly. Energie, kterou potebujeme, abychom rozdlili jdro na jednotliv nukleony, se nazv vazebn. Skutenost, e vazebn energie se li u rznch prvk, pivedla vdce na mylenku st tto energie uvolnit. Dnes nejrozenjm zpsobem uvolnn jadern energie je tpen tkch jader. @B @P 231 TPN REAKCE @L01tpn reakce@L01 je jen jedna z mnoha monch typ @Ejadernch reakc@E. Protoe je @Ezdrojem energie@E v jadernm reaktoru, prohldneme si jej mechanismus podrobnji. Aby mohlo dojt k tpn reakci, je teba dodat jdru @Eenergii@E. Prakticky pedn energie uskuteuje @Eneutron@E o urit kinetick energii, kter dopadne na @Ejdro@E. @B @P 232 TPEN JDRA Obrzek znzoruje deformaci jdra v procesu tpen. Pohlcen neutronu vyvol @Edeformaci@E jdra a jdro se @Erozpadne@E na dv jdra men. Pi roztpen jdra se uvoln jet @E2 - 3 neutrony@E s @Evelkou energi@E.Tyto neutrony mohou aktivovat nov jdro a vyvolat nov tpen. Tak me vzniknout @Eetzov tpn reakce@E. @B @P 233 ENERGIE NEUTRON Neutron, kter se pohybuje rychle a m tedy @Evelkou kinetickou energii@E (dov nkolik MeV), nazvme @Erychlm neutronem@E. Neutron @Es malou energi@E (napklad nkolik eV) nazvme @Eneutronem tepelnm@E. Energie neutron je jednm z faktor, kter uruj @Epravdpodobnost, e probhne urit typ jadern reakce@E. (Takovou reakc je napklad @Erozpad tkho jdra@E s uvolnnm energie). Dalm faktorem ovlivujcm pravdpodobnost uritho typu jadern reakce je samo jdro - jeho hmotnost. Tuto skutenost si nyn ukeme na izotopech uranu U-235 a U-238 - hlavnch zdrojch energie v dnen jadern energetice. @B @P 234 PRAVDPODOBNOST TPEN Na grafu vidme, e pravdpodobnost uri- tho typu reakce zvis na energii neutronu a na typu jdra atomu. @B @P 235 PRAVDPODOBNOST TPEN RZNCH IZOTOP URANU Je-li @Eenergie neutronu nzk@E, napklad @E10 eV@E, je velk pravdpodobnost, e sraz-li se neutron s jdrem U-235, tak se toto jdro roztp. (Neutronm s takto nzkou energi kme tepeln.) Avak vyvolat tpen U-238 neutron tto energie nen schopen. @B @P 236 PRAVDPODOBNOST TPEN RZNCH IZOTOP URANU Je-li @Eenergie neutronu vt@E ,teba @E10 KeV@E, je vidt, e pravdpodobnost roztpit uran 235 je o nco men ne v minulm ppad. Ani tato energie vak nen dostaten pro roztpen U-238. @B @P 237 PRAVDPODOBNOST TPEN RZNCH IZOTOP URANU @E1MeV@E je hranice, od kter je neutron schopen vyvolat tpen uranu 238. @ENeutrony o tto a vy energii@E (nazvme je rychlmi neutrony) vyvolaj s dostaten velkou pravdpodobnost tpen obou izotop uranu. @B @P 238 RYCHL A TEPELN REAKTORY Popsan jadern-fyzikln zvislosti sehrvaj velmi vnou lohu v pstupu k projektovn jadernho reaktoru. Je toti mon @Eenergii neutron ovlivovat@E a zle tedy na ns, jak @Etyp reaktoru@E chceme realizovat. Podle energie "pouvanch" neutron pak mluvme o "rychlch" nebo "tepelnch" reaktorech. @B @P 239 VAZEBN ENERGIE PRVK Energie, kter k sob ve nukleony v jde atomu, se nazv energii vazebn. Je to tedy @Eenergie potebn k rozdlen jdra na jednotliv nukleony@E (tedy na protony a neutrony). Jinmi slovy: spojme-li tyto nukleony, uvoln se mnostv energie, kter se rovn energii vazebn. Probhne-li reakce, v n vazebn energie pvodnho jdra je ni ne sumrn vazebn energie jader nov vzniklch, pak se rozdl tchto energi uvoln a petransformuje na energii tepelnou. Vazebn energie stic je u kadho prvku jin. To nm umouje - pi nkterch jadernch reakcch - @Est tto energie zskvat a vyuvat@E. Jednou z takovch reakc je dlen jdra uranu 235. Ukeme si energetickou bilanci takovto reakce. @B @P 240 ENERGETICK BILANCE TPEN IZOTOPU U-235 Na grafu vidme @Evazebn energie@E, pipadajc na jeden nukleon, v zvislosti na atomovm sle prvku. Pi dlen izotopu uranu 235 mohou vzniknout rzn @Edvojice dceinch prvk@E. V naem pkladu uvaujeme prvky s atomovmi sly 139 a 92. I v ostatnch ppadech je vsledek obdobn - v prbhu reakce se uvoluje energie o velikosti piblin @E200 MeV@E. @B @P 241 ENERGETICK BILANCE TPEN IZOTOPU U-235 Tento rozdl vazebnch energi se uvoln pi roztpen jedinho jdra uranu. @B @P 242 ETZOV TPN REAKCE Jak ji vme, pi @Etpen@E jdra uranu vznikaj @Edv jdra men a 23 neutrony@E. Tyto neutrony mohou vyvolat roztpen dalho jdra. Nov vznikl neutrony roztp dal jdro uranu atd... Tento proces se nazv @Eetzov tpn reakce@E. @B @P 251 ZEN ETZOV TPN REAKCE Schma znzoruje @Elavinovit rst tpcch se jader@E v ppad, e kad pi tpen jdra vznikl neutron vyvol tpen dalho jdra. Na tomto principu je zaloena atomov bomba. Je ovem teba upozornit na to, e doshnout tohoto stavu v reln skutenosti je znan obtn. Mon Vs pekvap,e jsme etzovou tpnou reakci v pedel kapitole znzornili jinak - mnoen neutron probhalo pomaleji. Ob znzornn jsou sprvn, jen zachycuj rzn stavy etzov tpn reakce. @B @P 252 ZEN ETZOV TPN REAKCE - MULTIPLIKAN KOEFICIENT Posoudit v jakm stavu se reakce nachz nm pomh tzv. @Emultiplikan koeficient@E, kter je definovn takto: poet neutron jedn generace @EK@E = poet neutron pedchzejc generace @B @P 253 ZEN ETZOV TPN REAKCE - ABSORBR Jeden ze zpsob jak "dit" (regulovat) tpnou reakci je @E"pohlcovat"@E st neutron, kter vyvolvaj tpen jader. Prvky, kter maj tuto schopnost, nazvme @Eabsorbry@E. Vborn absorbn vlastnosti m kadmium (Cd) a br (B). Ukeme si te, jak nai tpnou reakci bude @Eovlivovat@E postupn @Ezvyo- vn koncentrace@E absorbru. @B @P 254 FZE ZEN ETZOV TPN REAKCE etzov tpn reakce je nyn v @Enadkritickm stavu@E - poet roztpench jader neustle @Evzrst@E. Kritick stav: K > 1 @P 255 FZE ZEN ETZOV TPN REAKCE Tento stav oznaujeme jako @Ekritick@E. Poet roztpench jader za asovou jednotku je @Ekonstantn@E. Kritick stav: K = 1 @P 256 FZE ZEN ETZOV TPN REAKCE Toto schma znzoruje tzv. @Epodkritick stav@E reakce. Podritick stav: K < 1 @P 257 FZE ZEN ETZOV TPN REAKCE Je vidt, e je-li reakce v podkritickm stavu, "zanikne sama od sebe" -proces tpen se zastav. @B @P 311 FUNKCE 1. - VYRBT TEPLO Teplo se uvoluje pi tpen jader uranu nebo plutonia. Tento tpn materil je palivem reaktoru a me mt rznou geometrickou formu (nap. vlcovitch tabletek zarovnanch v palivovm proutku nebo kuliek). Ta st reaktoru, ve kter probh tpen, se na- zv @Eaktivn zna@E. @P 312 FUNKCE 2. - ODVDT VYROBEN TEPLO Teplo uvolnn pi etzov tpn reakci nahv palivo. K @Eochlazen@E paliva se pouvaj voda (HO a DO), plyny (CO,He) a tekut kovy (Na). @P 313 FUNKCE 3. - DIT PRBH REAKCE Zjednoduen znzoruje zpsob zen etzov tpn reakce toto schma. eknme, e potebujeme zastavit etzovou tpnou reakci. Zavedeme tedy do aktivn zny absorbn tye a reakce se zastav. Chceme-li vkon znovu zvit, sta tye z aktivn zny znovu vyvst. @B @P 321 ROZLIEN REAKTOR PODLE ENERGIE NEUTRON "Velmi vznamnou fyzikln charakteristikou kadho jadernho reaktoru je energie neutron zpsobujcch tpen jader paliva. Podle energie tchto neutron pak mluvme o tzv. @Erychlch@E nebo @Epomalch@E reaktorech. Konstrukn een aktivn zny i celho reaktoru se v obou ppadech podstatn li. @B @P 322 AKTIVN ZNA POMALHO REAKTORU PALIVO V palivu dochz ke tpen jader a uvolovn energie. Neutrony vznikl pi tpen maj velkou energii a pravdpodobnost vyvolat jimi tpen je nzk. Snadno vyltnou z jednoho palivovho elementu do modertoru, tam se zpomal a teprve pak v dalm palivovm elementu vyvolaj nov tpen. Tento proces se opakuje. Palivo me mt rznou geometrickou formu. MODERTOR Zpomaluje neutrony. Vynikajc moderujc schopnost m tk voda (DO). Dle pak uhlk a obyejn (lehk) voda (HO). CHLADIVO Bv pouvna voda nebo plyny. Chladc voda je bu ve skupenstv kapalnm (kapalnho skupenstv vody o teplot kolem 250C je dosaeno tlakem cca 15 MPa) - v takovm ppad hovome o reaktoru tlakovodnm - nebo v aktivn zn dochz k varu vody (nap. typ BWR nebo RBMK). @B @P 323 AKTIVN ZNA REAKTORU VVER (PWR) Schma znzoruje aktivn znu pomalho reaktoru moderovanho a chlazenho vodou. Tento typ reaktoru a uspodn aktivn zny je dnes nejrozenj na svt. V SFR (a bvalch zemch RVHP) je tento typ oznaen @EVVER@E (vodo-vodn energetick reaktor). V zpadnch zemch je tento typ oznaen @EPWR@E (pressurized light-water-moderated and cooled reactor). Dlouholet zkuenosti s provozem tchto reaktor ukazuj na jejich spolehlivost a bezpenost, a proto je dnes tento typ ve svt nejuvanj. @B @P 324 AKTIVN ZNA POMALHO REAKTORU Kombinac rznch modertor a chladiv meme zskat na prvn pohled velmi rozdln aktivn zny. Pro vechny tyto typy tepelnch reaktor ale plat: Neutron je nejprve teba @Ezpomalit@E v modertoru, a teprve pak je schopen vyvolat @Etpen@E jader paliva. @B @P 325 AKTIVN ZNA RYCHLHO REAKTORU V pomalch reaktorech vce paliva "sho" (roztp se), ne vznik. V rychlch reaktorech v dsledku probhajcch reakc vce paliva vznik, ne se stihne roztpit. Vsledkem je "nrst" paliva a o 1/2. @B @P 326 AKTIVN ZNA RYCHLHO REAKTORU - CHLADIVO V rychlch reaktorech chyb modertor. Znamen to, e rychl reaktor zskme pouhm "vynechnm" modertoru a rznmi kombinacemi paliva a chla- diva pouitch v pomalch reaktorech? Jak bychom tedy pouili chladivo? Vodu? Pozor! Moderuje! Plyn? Tko. Teoreticky helium, ale na jednotku objemu je v rychlm reaktoru tolik paliva a tak mlo prostoru pro chladivo, e chladit palivo plynem je zatm nereln. Chladivo rychlho reaktoru mus splovat nsledujc dv @Epodmnky@E: 1) Nesm zpomalovat neutrony - tyto vlastnosti maj ltky s tmi jdry (nejlpe zpomaluj lehk jdra - nap. H) 2) Chladivo mus, pi svm minimlnm objemu, zajistit odvod velkho mnostv tepla. Tmto poadavkm nejlpe vyhovuje tekut kov - @Esodk@E. @B @P 331 REAKTOR S TLAKOVOU NDOBOU Doposud jsme znzorovali vdy jen jednu konstrukci reaktoru, a to konstrukci reaktoru @Es tlakovou ndobou@E. Takovto konstrukce se pouv, je-li objem paliva srovnateln s objemem modertoru. O takov aktivn zn kme, e je kompaktn. Je-li objem modertoru mnohonsobn vt ne objem paliva ( nap. schopnost uhlku zpomalovat neutrony je mnohem men ne u vody, a proto je ho teba vce), bylo by neekonomick budovat tlakovou ndobu tak velkch rozmr. Chladivo je u tchto reaktor vedeno @Etlakovmi trubkami@E. @B @P 332 REAKTOR S TLAKOVMI TRUBKAMI Schma znzoruje typ reaktoru s tlakovmi trubkami. Rychl neutrony, kter vznikaj pi tpen paliva, se zpomaluj v @Euhlkovch blocch@E. Palivo umstnn v tlakovch trubkch je chlazeno vodou. @B @P 333 REAKTOR S TLAKOVMI TRUBKAMI Je-li palivo chlazen vodou, pro potebuje jet modertor? Napadla-li Vs tato otzka, blahopejeme, a zajm-li Vs odpov, stisknte ENTER. Jestlie ne, ESC. @B @P 411 REAKTOR PWR (VVER) Jedn se o dnes pravdpodobn nejrozenj typ reaktoru. Reaktory tohoto typu se vyznauj vysokou provozn spolehlivost. Modertorem a chladivem je voda udrovan v kapalnm skupenstv vysokm tlakem. Proto tento typ nazvme rovn "tlakovodn". @EZajmaj-li Vs nkter technick parametry reaktoru VVER, stiknte klvesu Enter; jestlie ne, Esc.@E @P 412 REAKTOR PWR (VVER) @EVVER - 1000 @E Vkon 1 000 MWe Rozmry reaktoru: Vka 10,8 m Vnitn prmr 3,9 m Rozmry akt. zny: Vka 3,5 m Prmr 3,2 m Chladivo HO Tlak vody 16 MPa Teplota - vstup 290 C Teplota - vstup 322 C Palivo UO obohacen 4,4 % Modertor HO @P 421 REAKTOR BWR Schma znzoruje princip prce reaktoru BWR. Na rozdl od reaktoru typu PWR dochz u typu BWR k varu vody - @Evrob pry v aktivn zn@E. Tzn., e pra se vyrb pmo v reaktoru a ne a v parnm genertoru. Proto je tento typ elektrrny jednookruhov. Od jednookruhovosti schmatu se oekvalo zmenen poizovacch nklad. Ji prvn elektrrna tohoto typu (Dresden-1 USA 1960) vak ukzala, e vrazn ekonomick pednosti nem, ale zrove nen hor ne elektrrny typu PWR. @EZajmaj-li Vs nkter technick parametry reaktoru BWR, stiknte klvesu Enter; jestlie ne, Esc.@E @P 422 REAKTOR BWR @EParametry reaktoru BWR firmy General Electric @E Vkon 1270 MWe Rozmry reaktoru Vka 22 m Prmr 6-7 m Rozmry akt. zny Vka 3,66 m Prmr 4,75 m Chladivo paro-vodn sms Pra vstup 286 C 7,17 MPa Voda vstup 192 C 7,38 MPa Modertor HO Palivo UO Obohacen paliva 2-3 % @P 431 REAKTOR BWGR (RBMK) Tento typ reaktoru byl vyvinut @Ev bvalm SSSR@E. Pestoe ji ped ernobylskou havri nkte odbornci upozorovali na nedostatky tohoto typu reaktoru, teprve havrie sama znamenala pehodnocen perspektiv jeho dalho rozvoje. Tento typ reaktoru m nkter vhody oproti reaktorm PWR a BWR, napklad monost vymnit palivo za provozu reaktoru. @P 432 REAKTOR BWGR (RBMK) K dalm vhodm pat i monost nzkho obo- hacen paliva (grafit nepohlcuje neutrony tolik jako voda). @EVnm nedostatkem je obtn regulovatel- nost proces@E v reak- toru a plin rozvtvenost potrub- nho systmu. Na obrzku jsou znzornny jen 4 palivov kanly, zatmco ve skutenosti jich m nap. Leningradsk JE 1693. @EZajmaj-li Vs para- metry,stisknte Enter; jestlie ne, Esc.@E @P 433 REAKTOR BWGR (RBMK) @EParametry BWGR - RBMK @E Vkon .......1 000 MWe Aktivn zna: Vka ...... 7 m Prmr ..... 11,8 m Poet palivovch kanl ........ 1 693 Poet kanl pro regu- lujc tye ... 195 Modertor ..... grafit Chladivo ...... HO Teplota pry .. 280 C Tlak ..........6,5 MPa @P 441 R. CHLAZEN PLYNEM Konstrukce reaktor chlazench plynem jsou velmi rznorod. Nae schma pouze principi- ln znzoruje prci reaktoru moderovanho grafitem a chlazenho heliem. Takovto kon- strukce m adu vhod. Velkou vhodou je mo- nost vmny paliva za provozu reaktoru. Zna- n zjednoduen je i systm regulace tohoto reaktoru. Tento reaktor lze dnes hodnotit jako perspektivn. @EZajmaj-li Vs parametry reaktoru HTGR-1160, stisknte Enter; jinak Esc.@E @P 442 R. CHLAZEN PLYNEM @EHTGR-1160 @E Vkon .........1160 MWe Aktivn zna: Vka ...... 6.3 m Prmr ..... 8.4 m Modertor ..... grafit Chladivo ...... He Vstup ...... 316 C Vstup ..... 741 C Tlak ....... 5.1 MPa @P 451 RYCHL REAKTOR Schma znzoruje princip prce reaktoru chlazenho tekutmi kovy (nap.Na). Jedn se o tzv. @E"rychl"@E typ reaktoru - dlen jader paliva vyvol- vaj neutrony o vysok energii (tzv. @Erychl neutrony@E). @EZajmaj-li Vs parametry francouzskho reaktoru "Super Fenix", stisknte Enter; jestlie ne, Esc.@E @P 452 RYCHL REAKTOR @ESUPER FENIX @E Vkon ......... 200 MWe Chladivo ...... Na Vstup ...... 395 C Vstup ..... 535 C Tepeln mdium druhho okruhu: Vstup ...... 330 C Vstup ..... 510 C @P 461 REAKTOR MSBR Obrzek znzoruje princip prce reaktoru s roztavenmi solemi. Tato originln koncepce byla vyvinuta v USA. Do reaktoru vstupuje @Esms roztavench sol fluorid@E obsahujcch @Euran a tho- rium@E. V aktivn zn roztaven sl prochz grafitovmi bloky. Zde je dostatek tepelnch neutron schopnch vyvolat tpen jader U a Th. tpenm jader se roztaven sl naheje. tpn reakce mimo akt. znu probhat neme, protoe dostatek tepelnch neutron je jen v kanlech grafitovch blok aktivn zny. @P 462 REAKTOR MSBR Nevhodou takovto konstrukce je sloit technologie a nutnost vhevu prvnho a druhho okruhu na vysok teploty. Jedn se o perspektivn typ jadernho reaktoru. Velkou vhodou je monost vmny paliva za provozu, jednoduch systm regulace a vysok innost. @EZajmaj-li Vs parametry americkho reaktoru "MSBR - 1000", stisknte Enter; jestlie ne, Esc.@E @P 463 REAKTOR MSBR @EMSBR - 1000 @E Vkon ............... 1200 MWe Sloen palivov soli: LiF .............. 71.8 % BeF ............. 16.0 % ThF ............. 12.0 % UF .............. 0.23 % Teplota palivov soli: Vstup ............ 566 C Vstup ........... 704 C Rozmry reaktoru Vka ............ 6.1 m Prmr ........... 6.8 m Aktivn zna Vka ............ 3.9 m Prmr ........... 4.4 m Poet grafitovch blok v aktivn zn ...... 1412 @B @P 500 @P 501 OCHRANA PED ZENM V tto sti si na jed- noduchch animacch ob- jasnme princip ochrany ped zenm. Budeme postupn sledo- vat, jak se mn bez- penost (obsluhy, oko- l atd.), pokud poui- jeme jako ochranu pro- ti radiaci 1, 2 nebo 3 "ochrann stny" s da- nou propustnost. @P 502 POUIT 1 OCHRANN STNY K ochran proti radiaci pouijeme nejprve pouze 1 ochrannou stnu, kte- r propust 1 "stelu" ze sta. Pravdpodobnost prstelu stny je tedy P=0,01. Sledujme nyn, jak se zvolen ochrana proje- v na bezpenosti ob- sluhy. @P 503 POUIT 2 OCHRANNCH STN K ochran proti radiaci pouijeme nyn dv ochrann stny, z nich kad propust 1 "stelu" ze sta. Tedy pravdpo- dobnost prstelu obou stn je P=0,0001. Sledujme nyn, jak se zvolen ochrana proje- v na bezpenosti ob- sluhy. @P 504 POUIT 3 OCHRANNCH STN K ochran proti radiaci pouijeme nyn 3 ochran- n stny, z nich kad propust 1 "stelu" ze sta. Tedy pravdpo- dobnost prstelu vech stn je P=0,000001. Sledujme nyn, jak se zvolen ochrana proje- v na bezpenosti ob- sluhy. @P 530 BARIRY U REAKTORU VVER Princip vybudovn barir je jednm ze zklad- nch princip zajiujcch radian bezpe- nost jadern elektrrny. @P 531 1. BARIRA Pestoe pi dlen paliva vznik ada radio- aktivnch produkt, m palivo (UO) reaktoru VVER schopnost udret a 98 % tchto produk- t. kolem hermetickho obalu je zajistit za- dren zbylch cca 2 % plynnch produkt t- pen. @P 532 2. BARIRA Pi poruen prvn bariry (palivovho ele- mentu) dochz k proniknut radioaktivnch produkt tpen do primrnho okruhu. Pri- mrn okruh je hermetick a vytv 2. ba- riru proti en radioaktivnch produkt. @P 533 3. BARIRA Hermetick uzaven prostoru (tzv. kontej- ment) primrnho okruhu pod ochrann "obal" je pojistkou pro ppad selhn obou barir. Konstrukce primrnho okruhu pod "obalem" je ji adu let vyuvna u reaktoru PWR. @P 550 AUTOREGULACE REAKTORU Dalm vznamnm prvkem bezpenosti jadernch elektrren je princip au- toregulace reaktoru. Ten- to princip vrazn zvyu- je bezpenost provozu jadern elektrrny. Na obrzku vlevo je znzornn asov prbh vkonu pi nhodn porue u reaktoru s autoregulac. @P 551 AUTOREGULACE REAKTORU Sledujme nyn zjednodue- nou simulaci takov n- hodn poruchy u reaktoru s autoregulac. asov prbh vkonu reak- toru se bude vykreslovat na obrzku vlevo a bude doprovzen vysvtlujcm komentem. @P 552 AUTOREGULACE REAKTORU Tato @P"samoregulujc"@P vlastnost reaktoru je vy- tvoena zmrn konstruk- c reaktoru a je zpsobe- na fyziklnmi procesy, kter v reaktorech tohoto typu zanou psobit, doj- de-li k nhodnmu zvte- n vkonu - tyto procesy "samy vrt" vkon na p- vodn hodnotu !@B @B @P 600 Vysoceaktivn odpady (Jde o vyhoel palivo z jadernch elektrren.) Z vysoceaktivnch odpad se uvoluje velk mnostv tepla. Proto se mus tyto odpady ped dalm zpracovnm nejdve chladit. @P 601 Stednaktivn odpady (Jde napklad o filtry z itn radioaktivnch vod.) Zalvaj se do betonu nebo do bitumenu (druh asfaltu). @P 602 Nzkoaktivn odpady (Jedn se napklad o ochrann odvy, hadry, rukavice.) Obsah radioaktivnch ltek v tchto odpadech je stejn nebo jen o nco vy ne u pirozenho pozad. Bal se do sud. Teplo uvolovan z tchto materil je zanedbateln. @B @P 603 Skladovn nzko a stednaktivnch odpad Skladovn nzko a stednaktivnch odpad je dobe zvldnut. Na schmatu je znzornno uloen nzko a stednaktivnch odpad v tzv. povrchovm loiti. Tato technologie je pouvna v USA, Indii a dalch zemch. @P 604 Skladovn nzko a stednaktivnch odpad II ada zem pouv k uskladnn tchto odpad oputn achty a skaln du- tiny (SRN, R, Velk Britnie, vdsko a dal). Pevn odpady nebo odpady peveden na pevnou fzi jsou uloeny v plechovch sudech. @B @P 605 Skladovn vysoceaktivnch odpad Schma znzoruje zpsob uloen vysoceaktivnch pevnch odpad. Vyhoel palivo jet adu let po vyjmut z reaktoru uvoluje znan mnostv tepla. Proto je vyhoel palivo umstno do baznu chlazenho a stnnho nkoli- kametrovou vrstvou vody. Umstn vodnho baznu do prostor jadern elek- trrny zvyuje bezpenost manipulace s odpadem v prvn fzi uloen. @P 606 Skladovn vysoceaktivnch odpad Vyhoel palivo je uloeno ve skladovacm baznu reaktoru po dobu 3 - 5 let. V tomto obdob sten poklesne jeho aktivita i mnostv uvolova- nho tepla. Potom je palivo transportovno do centrlnho skladu vyhoe- lho paliva na dochlazen. Skladovac bazny reaktoru jsou pouvny ve vech zemch s jadernmi reaktory typu PWR, VVER a BWR. @P 607 Skladovn vysoceaktivnch odpad V tto fzi se ji zpsob skladovn v jednotlivch zemch li. Na naem schmatu je palivo uloeno v prostornm baznu chlazenm vodou. Jedn se o tzv. "mokr skladovn". Mokr skladovn provozuje napiklad vdsko. @P 608 Skladovn vysoceaktivnch odpad Palivo je ovem mon ochlazovat i proudcm vzduchem - tzv. "such skla- dovn". Such skladovn provozuj USA, SRN a Velk Britnie. @P 609 Skladovn vysoceaktivnch odpad Posledn fz je uloen vysoceaktivnho odpadu do hlubinnho loit. Schma a) znzoruje vyhoel palivo "zapouzden" do olova (stnn) a mdi (antikoroze). Toto pouzdro bude uloeno do svislch vrt v podlo v hloubce 1000 m. Schma b) znzoruje zpsob uloen. @P 610 Skladovn vysoceaktivnch odpad Zvltn pozornost je vnovna vbru podlo. Za perspektivn jsou pova- ovna geologicky klidn podlo s nzkm obsahem vody - tedy ula (Anglie, vdsko, Kanada, panlsko) a soli (SRN, Francie). Zdrn schopnost hlubinnho loit je 70 mil. let. Prvn hlubinn loit budou dokonena kolem roku 2020 (vdsko, Finsko). @P 611 Skladovn vysoceaktivnch odpad Nkter zem (nap. Francie, Velk Britnie, Japonsko) pepacovvaj vyho- el palivo. Tak vznik tzv. "uzaven palivov cyklus". Pi pepracovn jsou oddleny vysoceaktivn odpady, kter mus bt uskladnny. @B @P 612 Hodpodaen s vyhoelm palivem v R Nsledujc asov pehled dokld nalhavost postavit v R mezisklad pro doasn ukldn vyhoelho paliva z jadern elekktrrny Dukovany. @B @P 613 Mezisklad vyhoelho paliva Firma NUKEM navrhuje vybudovat tzv. such mezisklad vyhoelho paliva. Palivo bude umstmo ve skladovacch kontejnerech, kter zajiuj stnn. Skladovac kontejnery jsou umstny na betonov podlaze haly - skladu. Ochlazovny jsou proudnm vzduchu. @B