14.12.2019 | Svátek má Lýdie


ROZHLEDNÍK: Pevnost se sedmi hradbami aneb jaderná bezpečnost

13.5.2008

Scéna: maminka s dítětem sbírají houby, na pozadí jsou chladící věže elektrárny...

Dítě: A nevybouchne to?
Maminka: Neboj, tam sedí jeden pán a ten to pořád hlídá.
Dítě: A co když půjde na záchod?
Maminka: Hele, dost bylo řečí, pospěš, ať jsme odtud....

Víte proč je výroba elektrické energie z jádra opředená takovou iracionalitou v očích veřejnosti? Slovo "iracionalita" v této větě nemá mít žádný negativní náboj dělající z veřejnosti hloupé ovečky. Iracionalita ve vztahu k jaderné energii má dva extrémy: jeden bych nazval strach z neviditelného - radioaktivita není vidět. Taky to neviditelné je řízeno nějakými podivnými lidmi, kteří se učili rovnice, které ani s maturitou nebo státnicí ze státního rozpočtu nemám šanci vypočítat a ověřit jestli je řešili dobře. A vůbec celé je to takové divné šamanství...

Druhý extrém říká: Temelín je náš a nesahejte nám na něj (abych trochu parafrázoval mnohé varianty jednoho názoru na internetových diskusních fórech). Dovolím si říct, že nebezpečnější je ten druhý. První extrém odmítá to, čemu nerozumí. V lepším případě se pídí po informacích a snaží se pochopit - a od pochopení k porozumění a minimálně kritickému akceptování nemusí být daleko. Druhý extrém, i když nad ním srdce nejednoho energetika zaplesá, může být zničující protože opěvuje něco, čemu často také nerozumí, ale nemá žádnou motivaci pochopit a klást otázky. Všechny totiž odbude poukázáním na odborníky, kteří vědí, co dělají. A zkusme hádat, kam se korouhvička druhé skupiny otočí v případě jakéhokoli problému...

Přitom odpověď na otázku, jak se koukat na jadernou energetiku, nemusí být komplikovaná - přece stejně jako na každou technologii, kterou využíváme. Že obsahuje rizika? Jistě, používání každé technologie vede k rizikům a je jenom otázka, jestli máme rizika správně ošetřena. Jestli ten, kdo technologii provozuje má odborně a finančně na to, aby ochranu proti rizikům zajistil. A taky jestli se mu čistě lidsky chce... A jestli jej k tomu někdo nutí.

Příkladem může být řada povinností, které máte ke svému automobilu. Výrobce jej postavil tak, aby společnost ústy technické kontroly a homologace mohla říct - může to na silnici. Na vás je, abyste si udělali řidičák. Můžete bez řidičáku na silnici? Jasně že jo. Ale nesmíte... Musíte se jako provozovatel vozidla starat o jeho technický stav? Dělá to odpovědný člověk? I kdyby nebyl odpovědným, tak jej k tomu někdo přinutí. Musíte se řídit pravidly provozu? No jak kdo, řeknete si :))

Víte, co jsme právě probrali? Přece tři zásady bezpečného provozování technologie: návrh a výrobu v souladu s minimálními technickými zásadami odpovídajícími soudobým znalostem, existence pravidel pro používání a kulturu bezpečnosti - to že se chovám odpovědně ne jenom proto, že to po mně někdo chce, ale proto, že znám možné důsledky své činnosti a nechci se budit do konce života hrůzou, že jsem někoho přejel. Tady bych mohl skončit a dát vám domácí úkol ať sem dosadíte to, co víte z "jádra" - a slibuji, že až tento článek dočtete, tak si řeknete, že o všech těchto kostičkách mozaiky jste věděli z veřejných zdrojů.

Zásady zajištění jaderné bezpečnosti si ukážeme na modelu, kterému se říká v angličtině Defense in Depth (něco jako hloubková obrana). Pomineme trochu legislativu a dozorné orgány (snad mi to odpustí), protože ty jsou na straně vymáhání dodržení těchto pravidel, kde je jejich role nezastupitelná - samy o sobě přispívají, ale nevytvářejí jadernou bezpečnost. Oni ji prosazují a pomáhají vylepšovat.

Posledně jsme si řekli, že jsou 3 fyzické bariéry při cestě předávání tepla, které brání úniku produktů štěpení do okolí ze standardního provozu elektrárny: trubičky, ve kterých jsou tablety s palivem (hranice výměny tepla mezi palivem a primárním chladivem), parogenerátorové trubky zajišťující výměnu tepla mezi primárním a sekundárním systémem, kondenzátorové trubky jako teplosměnná plocha mezi sekundárním a terciárním okruhem.

Teď to trochu zkomplikujeme, odhlédneme od cesty tepla a řekneme si, že jenom v primárním okruhu jsou 3 bariéry: struktura paliva, která zabraňuje vydělování štěpných produktů, povrch palivového článku a hranice primárního okruhu (plášť tlakové nádoby, potrubí, parogenerátor). Nad vším sídlí ochrana pro případ úniku z těchto tří postupných bariér - kontejnment (ochranná obálka).

Fyzické bariéry jsou navrženy tak, aby zachovaly svoji integritu nejenom při standardním režimu a po celou dobu plánované životnosti, ale aby byly schopny unést mnohonásobná zatížení při mimořádných režimech. K tomu, abychom pochopili tuto větu, musíme rozebrat, co to vlastně ty normální a mimořádné režimy jsou. Ukážeme si to na příkladu tlakové nádoby. Pamatujete? Ano, papiňák.

Ze studeného stavu je postupně ohříván vodou ohřátou od palivových článků, teplota stoupá, a jakmile dosáhne bodu varu, začne stoupat tlak. Obojí stoupá podle typu reaktoru někam k 300°C a 15 Mpa (150 atmosfér). Pak nastává stabilní provoz až do další odstávky kdy je potřeba měnit konfiguraci paliva, palivo samotné, provést měření a údržbu - předtím nastává postupný pokles teploty a tlaku. Tento cyklus představuje pro materiál zatížení jak únavové (příklad únavy materiálu je prasknutí pružiny na podvozku po mnoha tisíci kilometrech, i když každé jednotlivé namáhání nechává pružinu netknutou) tak statické.

Mechanické napětí je ovšem kombinováno s vlivem chladiva na stěny nádoby (koroze), vlivem neutronového toku, který způsobuje křehnutí materiálu a další. Všechny vlivy jsou kompenzovány tloušťkami stěn a odstraněním koncentrátorů mechanického napětí, které by mohly vést ke vzniku trhlin, pokrytím vnitřku nádoby nerezovou vystýlkou a zajištěním dostatečných plastických vlastností po celou dobu životnosti kombinací výběru materiálu a monitorování jeho vlastností.

Tlaková nádoba musí ale udržet svoji integritu i v situaci rychlého chlazení, které je jedním z mimořádných režimů. Tepelná pnutí se pak kombinují s namáháním od vnitřního tlaku. Vše toto je přepočítáváno, modelováno ve třírozměrných modelech, zkoušeno v laboratořích na ozářených vzorcích, a aby byl zachován konzervativní přístup, vše se předimenzovává přidáním bezpečnostních přídavků.

Teď jedna odbočka - možná si z tohoto výčtu, který má daleko k důkladnosti, hloubce a komplexnosti reality dokážete udělat představu, jaká musí být technologická úroveň státu, který něco takového dokáže ne jenom provozovat, ale také vyrábět. Btw, my také... A tady se jenom dotknu jednoho málo diskutovaného vlivu jaderné energetiky na společnost - vytváří obrovskou znalostní úroveň a znalostní infrastrukturu použitelnou a přelévající se do dalších oblastí.

Takže integrita musí být zajištěna ve dvou dimenzích - v zachování integrity a funkčnosti všech zařízení za všech předpokládaných režimů. A co nepředpokládané režimy, řekne si hloubavý čtenář. Od toho tady jsou další linie obrany - v hardwaru kontejnment a v "softwaru" neboli v systémech řízení je to řízení rizik a havarijní připravenost. K té ale vede cesta opět od standardního režimu. A v něm se předpokládá standardní chování v "systému jakosti" a s dostatečnou kulturou bezpečnosti.

Už vás slyším - co je dostatečná a co už nedostatečná kultura bezpečnosti? Zatímco u tlakové nádoby je sice komplikovaně, ale hodně za desetinnou čárku předvídatelné chování, u lidí, …no znáte to. Kultura bezpečnosti se posuzuje jako komplex charakteristik a přístupů, posuzuje se u jednotlivců a u organizace a musí vést k prioritě ochrany bezpečnosti před všemi dalšími aspekty. Je to podobné jako známé pravidlo při řízení aut o "přizpůsobení jízdy stavu a povaze provozu a vozovky" - za každé situace být schopen řídit - auto nebo elektrárnu a nedovolit vzniku situací, u kterých nevím o všech rizicích, nebo nevím, jak na ně budu reagovat, až se transformují v reálné situace.

Přesně z tohoto důvodu může být chybějící záznam o plánované kontrole i sebebezvýznamnějšího zařízení příznakem oslabení kultury bezpečnosti, protože mezi řádky skrývá potenciál pro větší selhání, i když opět prosím o shovívavost a negeneralizování, jde jenom o příklad. Základem kultury bezpečnosti bývá neustálé vedení příkladem, jasné sdělování vedení organizace, co je v oblasti bezpečnosti očekáváno, neustálé nastavování hranic a dolaďování porozumění.

Pro někoho buzerace - pro někoho pochopitelné nástroje ke zvládnutí technologického komplexu stovkami individualit. Dalším věncem hradeb na cestě k vnější bezpečnosti provozu jsou kontrolní systémy a ochrany. Tam patří veškerá v krizi na člověku nezávislá elektronika, která spustí sama regulační tyče tak, aby se zastavila reakce, zapne chlazení při překročení nastavení limitů, nepustí člověka do prostoru, kde by mu mohla hrozit radioaktivita a tak dále.

Celá řada zařízení je instalována (zkoušena a udržována) proto, aby zareagovala v situaci, kdy dojde k ohrožení vnitřního prostoru - například únikem chladiva. K tomu jsou vybudovány systémy řízení vnitřní havarijní ochrany. A nakonec - pro případ porušení kontejnment, jsou tu vnější havarijní plány, které obsahují známé zkoušení tlampačů ve vesnicích, ale také koordinaci s bezpečnostními složkami státu.

Zajištění bezpečnosti tedy není dáno žádným zázračným receptem - je to komplexní systém, který bych si dovolil přirovnat k fotbalu: abyste dokázali jako rozhodčí hru uřídit, potřebujete vymezené hřiště (žádná radioaktivita mimo dané hranice), pravidla (systém řízení), jejich respektování hráči (kultura bezpečnosti) a v neposlední řadě respektovanou sankci. Čím by byla červená karta bez finanční hrozby, kterou představuje minimálně pro hráče, který si nezahraje?

Předchozí díl najdete zde 

MartinR



Akční letáky
Akční letáky

Všechny akční letáky na jednom místě!