Mezisklad použitého paliva

Čím dál, tím déle

Od momentu výroby palivového souboru se každá další zastávka jaderného paliva prodlužuje. Po dovezení do elektrárny pobývá ve skladu čerstvého paliva přibližně rok. Následuje čtyřletá etapa, kdy je palivo vloženo do reaktoru a probíhají v něm jaderné reakce (vyrábějí teplo, přičemž se mění jeho složení). Když je štěpný materiál v palivu spotřebován, umisťuje se palivový soubor na 5 až 10 let do bazénu vedle reaktoru, kde se neustále chladí. V tomto momentu je již značně radioaktivní a manipulace s ním probíhají za zvýšených bezpečnostních opatření. Když radioaktivita i vývin tepla klesne po 10 letech pod stanovenou mez, jsou palivové soubory vloženy do speciálních kontejnerů a uloženy ve zmiňovaném meziskladu. Tam odpočívají dalších 50 až 60 let. Posledním místem pobytu souborů jaderného paliva je následně hlubinné úložiště, kde se počítá s dobou jejich uložení v řádu tisíců až desetitisíců let.

Toto standardní putování jaderného paliva může ještě narušit jeho přepracování. Jako bájný Fénix, který je po určité době znovu zrozen ze svého popela, může z vyhořelého (použitého) paliva vzniknout přepracováním nové palivo, znovupoužitelné v jaderném reaktoru. Vyhořelé palivo je totiž využito jen ze čtyř procent a obsahuje zbytkové množství štěpitelného uranu i určitý podíl nově vzniklého plutonia (taky použitelného jako palivo). Zrození nového jaderného Fénixe je ale technologicky dost náročné, a proto si jej mohou dovolit jen nejvyspělejší státy. Kdo ale ví, co bude za pár let…

Pět kontejnerů ročně

Mezisklad použitého paliva v areálu Jaderné elektrárny Temelín je jednoduchá železobetonová stavba připomínající montážní halu. V podstatě se jedná o krytou skladovací plochu, na kterou jsou postupně umisťovány kontejnery s palivovými soubory. Plocha přibližně velikosti fotbalového hřiště je navržena na 152 kontejnerů, shromažďujících použité jaderné palivo za 30 let provozu elektrárny. Z uvedených čísel vyplývá, že každoročně je z dvou bloků doplněno do meziskladu 5 kontejnerů. Je to málo nebo mnoho?

Když si uvědomíme, že do jednoho kontejneru se vejde 19 palivových souborů, což představuje asi 9 tun paliva, ročně se do meziskladu uloží jen 45 tun použitého paliva. Kdybychom to převedli na uhlí, stejné množství uhlí by se vešlo na jeden železniční vagón a stačilo by v uhelné elektrárně s výkonem 50 MW na necelou jednu hodinu provozu. Jaderná elektrárna Temelín pracovala díky palivu z pěti kontejnerů skoro rok a za tu dobu vyrobila přes 14 milionů MWh. Rozdíl je zřejmý na první pohled.

Technologie i technický vývoj však jdou mílovými kroky kupředu, takže je možné, že do data vybudování podzemního úložiště se proces přepracování použitého paliva natolik zjednoduší a zlevní, že bude efektivnější a výhodnější palivo zpracovat, vyrobit z něj nové palivo a později uložit jen opravdu malou část nevyužitelných aktivních zbytků. V dnešní době vzniká přepracováním jedné tuny vyhořelého paliva pouze 115 litrů vysokoaktivního odpadu převedeného do formy skla.

Vlastně dnes ještě s určitostí nevíme, jestli se půjde cestou přepracování nebo trvalého hlubinného uložení, a proto mezisklady použitého paliva připomínají tak trochu přestupní stanice s dlouhou čekací dobou a neznámým konečným cílem.

Tato tlustostěnná válcová nádoba se dvěma pokličkami umožňuje skladovat přes 9 tun paliva, což v Temelíně odpovídá 19 palivovým souborům (v Dukovanech se do jejich verze CASTORu vejde až 48 souborů). Naplněný kontejner je po uložení do meziskladu docela horký, teplota jeho povrchu může dosahovat (ale nesmí převýšit) až 100 °C. To už by se nám na něm začala vařit voda… Nežádoucí teplo je z žebrovaného kontejneru odváděno prostou přirozenou cirkulací vzduchu. Po obvodu ve spodní části budovy je chladný vzduch nasáván a pak ohřátý je vypouštěn střechou ven.

Každý kontejner s použitým palivem ze začátku topí jako větší kotel ústředního topení. Jistota je ovšem v tom, že časem se vývin tepla znatelně zmenšuje a po uplynutí několika desítek let bude mít kontejner s palivem téměř pokojovou teplotu.

Jak je to velké

Mezisklad použitého paliva je jednoduchá stavba o půdorysu 100 × 70 metrů, nacházející se v areálu jaderné elektrárny. Je to skoro ideální rozloha pro fotbalový stadion, jenže tady po ní nepobíhají fotbalisté, ale nepohnutě na nich stojí žluté ocelové kontejnery s budoucím odpadem nebo surovinou (to záleží na výhodnosti přepracování v budoucnu). I když jde o masivní zpevněnou konstrukci budovy, uvnitř je, kromě přijímací technologie, prakticky prázdná. Jenom na podlaze jsou v několika řadách nakresleny kruhy – místa uložení dalších kontejnerů.

Osově jsou kontejnery od sebe vzdáleny asi 3,5 metru a po zaplnění to bude hezký žlutý les. Když si uvědomíme, že na ploše o dost menší než fotbalové hřiště bude uskladněno vyhořelé palivo z 30 let provozu dvou bloků jaderné elektrárny, překvapí nás, jaké je to malé množství v porovnání s obrovským množstvím vyrobené elektřiny nebo na druhou stranu s horami uhelného popele a škváry.

Transportně skladovací kontejner CASTOR, používaný v meziskladu, je žebrovaný válec o průměru zahradního slunečníku (2,3 m) s trojnásobnou výškou dospělého člověka (5,5 m). Domů si jej neodnesete jednak proto, že celý mezisklad je přísně střežený objekt, a hlavně proto, že je poměrně velký a těžký. Devět tun použitého paliva je uloženo v obalu, který má samotný sto tun, a je tedy těžký jako raketoplán Space Shuttle. Kdyby se takhle skladovaly použité alkalické tužkové baterie, jejich obal by musel mít asi 5 kg.