Článek
První z nových jaderných reaktorů v Dukovanech by měl být spuštěn až za deset let, v Praze na Katedře jaderných reaktorů Českého vysokého učení technického ale už teď stojí simulátor korejského reaktoru APR 1000.
Nejde přímo o simulátor řídicího systému, které jsou například v Temelíně či v Dukovanech a jsou věrnou kopií reálného velína jaderného okruhu. Simulátor tvoří čtyři obrazovky, které se ovládají přes klávesnici a myš.
„Simulátor je hodně omezený na takzvané testy fyzikálního spouštění,“ popisuje Pavel Suk z katedry jaderných reaktorů Fakulty jaderné a fyzikálně inženýrské ČVUT. Přístroj se využívá k výuce studentů, zvýšení znalostí a zkušeností operátorů, simulaci jaderné zóny a k porovnávání reaktorů, které jsou v Česku již v provozu, s tím, který tady teprve vznikne. Vědci tomu říkají test na nulovém výkonu.
Nejdůležitější je podle Suka testování takzvané kladné zpětné vazby, která byla jednou z hlavních chyb reaktoru jaderné elektrárny v Černobylu, kde se stala největší jaderná havárie v historii. Zjednodušeně to znamená, že čím více se reaktor zahříval, tím rychleji v něm probíhala řetězová reakce, což vedlo k nekontrolovatelnému nárůstu výkonu.
„Tento test vlastně slouží k tomu, abychom si ukázali, že ta zpětná vazba je záporná, jak moc, a co mi ji může v těch našich tlakovodních reaktorech ovlivnit,“ říká Suk. Záporná zpětná vazba je klíčový bezpečnostní princip fungování moderních reaktorů - pokud vzroste výkon nebo teplota reaktoru, reakce se sama od sebe utlumí.
Na první obrazovce je vyobrazen průřez reaktorem a procesor, který vyhodnocuje polohu regulačních tyčí. Suk pomocí myši nechá zasunout několik imaginárních regulačních tyčí, které se na monitoru zbarví do modra.
Korejský reaktor APR 1000 s výkonem přes 1000 MW a první blok jaderné elektrárny.
Na další obrazovce je pomocí grafů zobrazena historie provozu reaktoru. Křivka se pohne. „Vidíme nízký pokles výkonu, který byl způsoben právě částečným zasunutím té regulační tyče,“ říká Suk.
Dále monitory zobrazují historii teploty chladiva v reaktoru, koncentraci boru a reaktivitu, tedy veličinu, která popisuje, jestli výkon bude růst či klesat. „Zároveň tady jsou nějaké informace o detektorech neutronů, které jsou kolem té aktivní zóny a které třeba můžeme využívat pro nějaké experimenty,“ říká Suk.
Poslední obrazovka slouží především ke studiu zpětných vazeb. Operátor na ní může měnit tlak v sekundárním okruhu a tím vychlazovat nebo ohřívat aktivní zónu. V místech, kde je běžně jaderný reaktor, se nachází několik detektorů, které jsou extrémně citlivé a i při malém výkonu dokážou zaznamenávat změny parametrů.
„Pak je tady počítač pro změnu koncentrace kyseliny borité a zbytek už jsou administrativní tlačítka simulátoru, která bychom v reálné elektrárně nenašli,“ popisuje Suk.
Začne ředit pomocí tlačítek koncentraci boru a simuluje situaci, která podle něj v reálné jaderné elektrárně pravděpodobně nenastane. „Nikdo by neprovozoval jadernou elektrárnu s takto zasunutými regulačními orgány, které extrémně vytěsní výkon do jiných částí,“ ukazuje Suk na křivku.
Podle něj by měl simulátor ukázat pokles výkonu. Chvíli trvá, než se koncentrace boru sníží, aby reaktivita byla kolem nuly. Na simulátoru to trvá zhruba pět minut, v reálné situaci by to však trvalo několik hodin.
Během štěpení jádra se malá část neutronů oproti ostatním uvolňuje o sekundy či desítky sekund později. Ke změně výkonu dochází ve zlomcích sekundy a jsou tedy neregulovatelné pomocí běžných řídicích systémů.
„Je to definice jaderné bomby. Kritičnost na okamžitých neutronech znamená, že výkon dokáže vzrůst desetitisícinásobně za sekundu,“ popisuje Suk. Tak se reaktor dostane do kritického stavu, stejně jako před 40 lety v Černobylu.
Dveřmi neprošel
Simulátor reaktoru APR 1000 se do Česka nedostával snadno. Z Koreje dorazil v celku, ale aby prošel dveřmi do běžné učebny na ČVUT, museli jej pracovníci rozebrat. Ještě předtím však počítač uvízl na dva dny na letišti, protože jej zastavili celníci a požadovali zaplacení cla a daně. Simulátor byl vyroben přímo v Koreji.
KHNP podepsala hlavní smlouvu se společností Elektrárna Dukovany II v červnu 2025. Většinový podíl v Elektrárně Dukovany II vlastní stát prostřednictvím ministerstva financí. Projekt zahrnuje dva reaktory, Dukovany pět a šest, přičemž odhadované náklady činí přibližně 400 miliard korun za oba bloky. Česká vláda vybrala KHNP jako preferovaného uchazeče v červenci 2024. Tou dobou také ČVUT získalo simulátor reaktoru.
