Termania - Veliki splošni leksikon

jedrska elektrarna (pogovorno atomska elektrarna), energetski sistem za pridobivanje električne energije (in včasih procesne toplote) iz energije, ki se sprosti pri jedrski cepitvi (jedrska fizika). Po načinu delovanja je podobna termoelektrarni, le da se toplota za pridobivanje pare in pogon turbin sprošča v jedrskem reaktorju, v katerem poteka verižna jedrska reakcija (fisija oz. cepitev jeder).
V jedrskih elektrarnah uporabljajo razl. tipe jedrskih reaktorjev, ki se razlikujejo po obliki gorivnih elementov, stopnji obogatitve urana, vrsti hladila in moderatorja, poteku verižne reakcije (termični ali hitri nevtroni). Podobni so si v tem, da v vseh poteka cepitev jeder težkih atomov; pri tem se sprošča toplota, ki jo (kot v klasičnih termoelektrarnah) uporabljajo za pridobivanje pare. Elektrarne, v katerih bi potekalo nadzorovano jedrsko zlivanje lahkih elementov (fuzija), lahko po napovedih pričakujemo šele po letu 2030.
Za pridobivanje električne energije so najbolj razširjeni lahkovodni reaktorji, pri katerih je hladilo navadna voda; ločijo se na vrelne reaktorje, kjer nastaja para v notranjosti reaktorske posode, in tlačne reaktorje, v katerih je voda v reaktorju pod dovolj visokim tlakom, da ne zavre. Novejši in bolj razviti tipi reaktorjev, kot sta npr. oplodni reaktor in visokotemperaturni reaktor, se uporabljajo predvsem za poskuse in demonstracije. Kot kaže, se zaradi visokih stroškov, povezanih z izredno ostrimi varnostnimi zahtevami, sploh ne bodo razširili oz. uveljavili.
Osrednji del jedrske elektrarne s tlačnim lahkovodnim reaktorjem je tlačna reaktorska posoda, v kateri je reaktorska sredica. Sredico sestavljajo gorivni elementi z jedrskim gorivom, ki so skupaj s krmilnimi in regulacijskimi palicami sestavljeni v obliki geometrične matrice. Skozi reaktorsko posodo se pretaka hladilo primarnega tokokroga (navadna oz. lahka voda), ki prejema toploto, sproščeno pri jedrski cepitvi, in jo v uparjevalniku oz. toplotnem izmenjevalniku preda sekundarnemu tokokrogu. Pri tem nastaja para, ki se razširja, z veliko hitrostjo izteka skozi šobe in se zadeva v lopatice turbine. Turbina vrti električni generator, ki vrtenje pretvori v električno energijo in z njo prek transformatorjev napaja električno omrežje.
Reaktorska tlačna posoda in (pogosto) toplotni izmenjevalnik sta obdana z biološkim ščitom, betonsko steno z 2 m debelimi stenami. Zunaj te enote so naprave hladilnega sistema reaktorja z rezervoarji za hitro poplavljanje, zasilni hladilni sistem za odvod toplote pri poškodbi glavnega hladilnega sistema, pri tlačnih reaktorjih tlačna posoda (tlačnik) za vzdrževanje vodnega tlaka v primarnem krogu, bazen za shranjevanje novih in že uporabljenih gorivnih elementov ter številne regulacijske in merilne naprave. Ves ta kompleks obdaja betonski varovalni oklep (zadrževalni hram) kroglaste ali cilindrične oblike. Debelina betona znaša 0,7–1,5 m, na notranji strani betona pa je jeklena stena debeline 3–5 cm. Premer zadrževalnega hrama je 20–45 m, višina pa pribl. 70 m. V okolici reaktorskega poslopja stojijo druge stavbe, potrebne za delo elektrarne: poslopje reaktorskih pomožnih in regulacijskih naprav, naprave za pripravo hladilne vode, strojnica s turbogeneratorjem, hladilni sistem za hlajenje vode v sekundarnem krogu (hladilni stolp), naprave za zajemanje hladilne vode in njeno vračanje v vodni vir, stikalnica, transformatorska postaja, upravna stavba in delavnice.
Za graditev jedrskih elektrarn je v vseh državah potreben dolgotrajen postopek za pridobitev številnih dovoljenj; pri tem so mdr. pomembna naslednja merila: nevarnost potresa, ki ga je glede na izkušnje in meritve mogoče pričakovati na lokaciji jedrske elektrarne, posledice zrušitve letala, vpliv eksplozijskih tlačnih valov, nevarnost sabotaž in vojnih spopadov, nevarnost požarov, poplav in viharjev. Ti in številni drugi podatki so strnjeni v predgradbenem in končnem varnostnem poročilu.
Za varno obratovanje jedrske elektrarne so predpisani redni nadzori vseh njenih vitalnih delov. Jedrska elektrarna ima glede na izkušnje življenjsko dobo 30–40 let. Njena ustavitev lahko poteka na razl. načine, od zaprtja in zapečatenja vseh radioaktivnih oz. sevajočih sestavnih delov v reaktorsko poslopje do njene popolne porušitve oz. dezintegracije.
Pri delovanju jedrske elektrarne nastajajo radioaktivni odpadki. Največji po prostornini so nizkoaktivni odpadki, ki jih za končno odlaganje zalijejo z betonom ali bitumnom. Najresnejši problem pomenijo visokoradioaktivne snovi, ki jih vsebujejo odgoreli gorivni elementi; te snovi v obdobju delovanja elektrarne shranjujejo predvsem v bazenu za izrabljeno gorivo, ki je navadno sestavni del jedrske elektrarne. Ker je prostornina bazenov omejena, nameravajo v nekaterih državah zgraditi vmesna skladišča, kamor bi shranjevali gorivne elemente iz več elektrarn (centralno skladišče). V njem naj bi ostali do prevoza v tovarno za predelavo jedrskih odpadkov ali v odlagališča visokoaktivnih odpadkov, ki trenutno še niso zgrajena. Za nadzor količine in sestave jedrskih goriv ter pri jedrski cepitvi nastalih odpadnih produktov skrbijo nadzorni organi Evropske skupnosti za jedrsko energijo (EURATOM) in Mednarodna agencija za jedrsko energijo (IAEA).
O nevarnostih in smotrnosti uporabe jedrskih elektrarn so mnenja zelo različna. Nasprotniki miroljubne uporabe jedrske energije opozarjajo predvsem na nerešena vprašanja odstranjevanja radioaktivnih odpadkov in zaščite pred sevanjem jedrskih elektrarn med normalnim obratovanjem, zlasti pa v primeru nezgode ali nesreče. Zagovorniki jedrskih elektrarn opozarjajo na težave, ki pretijo zaradi visoke podražitve nafte in njenega pomanjkanja v začetku novega tisočletja, poleg tega pa na klimatske spremembe, ki so posledica izgorevanja klasičnih kuriv (premoga, lesa, plina in nafte) oz. emisije ogljikovega dioksida. Sklicujejo se na kakovost tehničnih konstrukcij in visoko stopnjo varnosti ter zagotavljajo, da so novejše elektrarne popolnoma zanesljive in nenevarne (Rasmussenovo poročilo, študija tveganja). Nesreča v elektrarni Černobil (Ukrajina, 26.4.1986), ki je terjala številne žrtve in z radioaktivnimi snovmi onesnažila zrak in tla v skorajda vsej Evropi, je znova zanetila razprave o uporabi jedrske energije.

Zgodovina
20.12.1951 so v raziskovalnem reaktorju FBR 1 (Idaho Falls, ZDA) iz jedrske energije prvič pridobili električno energijo; z njo so lahko napajali štiri žarnice. 1954 so v Obninsku (ZSSR) pognali prvo jedrsko elektrarno, ki je delovala z močjo 5 MW. 17.7.1955 so v ZDA z vrelnim reaktorjem pridobili dovolj energije za razsvetljavo mesta Arco (v Idahu). 17.10.1956 so pognali prvo britansko jedrsko elektrarno. Calder Hall, ki je vsebovala plinsko hlajeni reaktor. 23.10.1956 so v New Yorku ustanovili IAEA. 1957 je ameriško podjetje Westinghouse zgradilo prvo komercialno elektrarno Shippingport s tlačnim reaktorjem. 1959 je začelo obratovati prvo angleško odlagališče nizko- in srednjeaktivnih odpadkov. 1960 je General Electric pognal jedrsko elektrarno z vrelnim reaktorjem. 1962 so v Kanadi pognali prvo elektrarno z reaktorjem na naravni uran in težko vodo (CANDU). 1964 so v Jugoslaviji sprejeli odločitev o gradnji jedrskih elektrarn. 1965 so pognali prvo francosko jedrsko elektrarno, 1969 pa je začelo obratovati odlagališče nizko- in srednjeaktivnih odpadkov v kraju Centre de la Manche. 1970 je bil podpisan sporazum o gradnji jedrskih elektrarn v Krškem, 1974 položen njen temeljni kamen. 1978 so odprli podzemno odlagališče Morsleben v NDR. 28.3.1979 se je zgodila prva hujša nesreča v jedrski elektrarni na Otoku treh milj, v Pensilvaniji (ZDA). 15.10.1981 so poskusno pognali Nuklearno elektrarno Krško. 26.4.1986 nesreča v Černobilu.
Po podatkih IAEA je 2004 na svetu delovalo 440 jedrskih elektrarn (njihova skupna moč je bila 361582 GW), 31 jih je bilo v gradnji. Največja je trenutno v Fukushimi (Japonska), ki v desetih reaktorskih blokih razvija 8815 MW električne moči.

Delež pridobljene električne energije iz jedrskih elektrarn: preglednica
Glede na skupno proizvodnjo električne energije (brez izvoza) v posameznih državah za leto 2000.

Kitajska	1,4 %
Pakistan	2,5 %
Indija	3,7 %
Brazilija	4,0 %
Nizozemska	4,0 %
Mehika	4,1 %
Južna Afrika	5,9 %
Argentina	7,2 %
Kanada	12,0 %
Rusija	16,0 %
ZDA	21,0 %
Velika Britanija	22,4 %
Češka	24,5 %
Španija	25,8 %
Finska	29,8 %
Nemčija	29,9 %
Tajska	32,4 %
Japonska	34,5 %
Švica	38,2 %
Švedska	39,0 %
Slovenija	40,7 %
Koreja	40,7 %
Madžarska	42,4 %
Ukrajina	47,3 %
Bolgarija	47,3 %
Slovaška	53,4 %
Belgija	56,8 %
Litva	73,7 %
Francija	76,4 %

Vir: Veliki splošni leksikon - DZS d.d.

Komentiraj slovarski sestavek