Jedrska elektrarna Krško: Tehnologija, ki se še ne bo poslovila

Nuklearna elektrarna Krško (NEK) proizvede približno 40 odstotkov vse električne energije v Sloveniji in je eden najpomembnejših energetskih objektov v državi. NEK je v lasti dveh državnih podjetij, Gen energije in Hrvatske elektroprivrede, ki imata vsako polovični lastniški delež, oba družbenika pa imenujeta svojega člana uprave. Prav tako gre v skladu z meddržavno pogodbo polovica proizvedene energije na Hrvaško. Odločitev za gradnjo elektrarne je bila sprejeta že v začetku sedemdesetih let prejšnjega stoletja zaradi naraščajočih energetskih potreb v Sloveniji in na Hrvaškem. Takrat so se odločili, da bodo elektrarno gradili s pomočjo zahodne tehnologije in leta 1974 sklenili pogodbo o dobavi opreme in gradnji elektrarne s podjetjem Westinghouse Electric Corporation iz Združenih držav Amerike, od koder je leta 1976 v reško pristanišče prispel jedrski reaktor za elektrarno v Krškem. Gradbena dela v projektu sta opravili domači podjetji Gradis in Hidroelektra, montažna dela pa podjetji Hidromontaža in Đuro Đaković. Leta 1981 je NEK prvič oddala elektriko v omrežje, leta 1982 je prvič dosegla 100-odstotno moč delovanja, naslednje leto pa je začela komercialno obratovati. Danes je NEK tudi pomemben delodajalec, saj ima več kot 600 zaposlenih, večinoma iz lokalnega okolja.

Namesto kotla reaktor

»Termoelektrarna toploto spreminja v mehansko energijo, generator mehansko v električno, ki potuje na velikih razdaljah. Po letu 1938 so ugotovili, da je možno veliko toplote dobiti tudi iz jedrskih reakcij, ne samo iz kemičnih. Tako smo začeli iz mase pridobivati energijo, in sicer nekaj tisočkrat več energije, kot bi je dobili s kemičnimi reakcijami, recimo s kurjenjem premoga,« pojasnjuje fizik Andrej Kavčič, ko ga prosimo, da čim bolj poljudno pojasni delovanje jedrske elektrarne. Kot pravi, so bila v drugi svetovni vojni ta dognanja sprva uporabljena za jedrsko orožje, po vojni pa so hitro začeli razmišljati, kako bi to maso spremenili v uporabno energijo. »Imeli smo torej že dobro razvite toplotne stroje iz termoelektrarn, samo kotel za kurjenje premoga je bilo treba zamenjati z jedrskim reaktorjem.« S pomočjo jedrskega reaktorja v Krškem proizvajajo 2000 megavatov toplotne energije. V višino reaktor meri okoli 12 metrov, njegov premer pa je nekaj manj od štirih metrov. »Ni tako velik, glede na to, koliko energije proizvaja,« pripomni Kavčič, vodilni inštruktor usposabljanja v NEK. V reaktorski posodi je jedro, v katerem so gorivni elementi, ki jih proizvajajo v ZDA. Gre za snope 3,6 metra dolgih in tankih palic, v katerih so naložene tablete uranovega dioksida. V reaktorju je 121 takšnih gorivnih elementov, kar skupaj znaša okoli 50 ton urana. »Uran je dovzeten za absorpcijo nevtrona, ob reakciji razpade in odda veliko energije.

Sogovorca pritrdita, da so zaradi velike odmevnosti nanizanke Černobil, ki so jo predvajali na HBO, od znancev v zadnjem času dobili kar nekaj vprašanj v zvezi z varnostjo v jedrski elektrarni. »Gre predvsem za kulturo,« pojasnjuje Pfeifer, »za kulturo naroda in kulturo vodenja. V primeru Černobila se je pokazalo, kar zelo nazorno predstavi tudi omenjena serija, kako pomembno je, da se v državi vzpostavi ustrezna kultura uporabe jedrske energije. To, kar so delali v Černobilu, je igranje z usodo. V Sloveniji smo vzpostavili visoko raven kulture delovanja, naš način dela prihajajo gledat tudi iz tujine.«

Delce, ki ob tem nastanejo, zadržimo v sredici, kjer se to manifestira v obliki toplote, ki jo nato odvajamo s pomočjo vode.« Za zagon reakcije so v reaktorski posodi tako imenovani nevtronski sevalci, to so stari in izrabljeni gorivni elementi. Količino nevtronov v reaktorju kontrolirajo in uravnavajo z nevtronskimi absorberji – kontrolnimi palicami – in z borom v primarnem hladilu – vodi, ki »poje« nevtrone. »Lepota tega je, da se vedno znova rodijo novi nevtroni, ki so potrebni za nove cepitve, kar pomeni, da ni treba dovajati novih nevtronov,« pove Kavčič. Gorivni elementi so, kot rečeno, v reaktorju potopljeni v navadno, sicer zelo čisto vodo. Temperatura v reaktorju je pri polni obratovalni moči 305 stopinj Celzija, tlak znaša 155 barov. Voda, ki pride iz sredice, ima 325 stopinj Celzija, po cevovodih teče do uparjalnikov, kjer se prek sten cevi prenese na cevi v sekundarnem krogu, tam nastaja para, ki poganja turbino, ta pa generator, ki elektriko oddaja v omrežje.

Z napredkom industrije se podaljšuje življenjska doba

Plašč jedrskega reaktorja je po pojasnilih Kavčiča zgrajen iz 17 centimetrov debelega jekla, ki ima tudi nekaj ogljikovih primesi. Okoli tega pa je še centimeter nerjavnega jekla in protikorozijske zaščite. »Najpomembnejša lastnost te posode ni njena trdota, temveč odpornost, saj mora biti odporna proti toplotnim šokom, ki so posledica sprememb temperature in tlaka,« pravi Kavčič, ki dodaja, da odpornost posode pomeni tudi življenjsko dobo elektrarne oziroma je to v večini jedrskih elektrarn glavni dejavnik pri odločanju, ali bodo elektrarno zaprli ali ne. V reaktorski posodi so vzorci iz enakega materiala, kot je plašč posode, s katerimi spremljajo morebitne spremembe pri odpornosti posode. Življenjska doba reaktorja v Krškem je bila sprva 40 let, vse jedrske elektrarne v svetu še vedno obratujejo s prvotnimi reaktorji, saj bi po podatkih švicarske študije, ki jo navaja Kavčič, menjava reaktorja stala približno toliko kot gradnja nove jedrske elektrarne.

Ta se običajno meri v milijardah evrov, cena reaktorja kot osrednjega elementa pa se po besedah Kavčiča skriva v unikatni tehniki izdelave, saj je trenutno v svetu samo peščica korporacij, ki izdelujejo tovrstne reaktorske posode. »V času od gradnje elektrarne je tudi industrija napredovala in izboljšala kakovost gorivnih elementov. Na podlagi navedenega je možno brez težav podaljšati življenjsko dobo reaktorja za deset ali dvajset let,« pojasnjuje Kavčič, ki pove še, da se je tudi postavitev gorivnih elementov v reaktorju sčasoma spreminjala, tako da so danes v zadnjem krogu ob robu reaktorske posode postavljeni zelo izrabljeni gorivni elementi, ki pomenijo še dodaten ščit. Delovanje elektrarne je danes predvideno še za dodatnih 20 let do leta 2043, pri tem mora prestati desetletni varnostni test. »Naprave so dobro vzdrževane, zato nima smisla, da elektrarne več ne bi uporabljali,« pove vodja proizvodnje v NEK Gorazd Pfeifer.

Pripravljeni na gradnjo skladišča za odpadke

En gorivni element, ki stane okoli pol milijona evrov, uporabijo v treh ciklih, vsak cikel traja 18 mesecev. Med zamenjavo goriva elektrarna en mesec miruje oziroma v tem času ne proizvaja elektrike. »Daleč največja razlika med novim in starim gorivnim elementom je v njegovi radioaktivnosti. Nov gorivni element ima namreč izredno nizko radioaktivnost. Sveži gorivni elementi so pred uporabo shranjeni v suhem skladišču in ne pomenijo nobene nevarnosti, niti za delavce, ki opravijo vizualen pregled. Uran sam po sebi ni zelo nevaren, temveč so nevarni produkti, ki nastanejo ob reakciji, ti so radioaktivni, zaradi česar je potrebna izredna pazljivost pri delu z njimi. Po teoriji velja, da je že ena cepitev dovolj, da se gorivni element obravnava kot rabljen. Ko se svež gorivni element potopi v vodo, torej več ni nov,« razlaga Kavčič. Rabljene gorivne elemente skladiščijo v NEK v posebnem bazenu, kjer so zbrani vsi gorivni elementi, ki so jih v elektrarni porabili od začetka obratovanja v osemdesetih letih prejšnjega stoletja. Do danes se jih je nabralo že okoli 1300. »Smo tudi v postopku pridobivanja dokumentov za gradnjo suhega skladišča za rabljeno gorivo. To pomeni, da bomo zgradili stavbo, v kateri bodo posebni kanistri, v katere bomo vstavili to izrabljeno gorivo. Od takrat bo hlajenje tega goriva pasivno. V bazenu imamo sedaj aktivno hlajenje, za kar potrebujemo črpalko in toplotni izmenjevalnik, s katerima lahko odvajamo toplotno energijo, tam pa to ne bo več potrebno,« pojasnjuje Pfeifer. V skladišče, ki ga bodo predvidoma začeli graditi leta 2021, bodo preselili vse rabljene gorivne elemente. »Kar je praksa tudi v drugih jedrskih elektrarnah po svetu,« pravi. Vsi odpadki, tako nizko- in srednjeradioaktivni kot tudi izrabljeni gorivni elementi, so od začetka delovanja elektrarne shranjeni na območju NEK.

Ves čas pod budnim nadzorom

Vse procese v elektrarni nadzorujejo v strogo varovani kontrolni sobi, v kateri 24 ur na dan dela pet zaposlenih, ki se zamenjajo vsakih osem ur. V drugi stavbi je simulator kontrolne sobe, v katerem se izobražujejo zaposleni. Ta je do potankosti enak pravi kontrolni sobi, Kavčič pojasni, da je bil nekaj časa v simulatorju tiskalnik, ki ni bil povsem enak tistemu v kontrolni sobi, a so celo tega morali zamenjati. V njem vadijo za vse potencialne situacije, ki jih predvideva tudi protokol delovanja. Tako je nad elektrarno prepovedan zračni promet, če bi se elektrarni približevalo letalo in se ne bi odzivalo na pozive po spremembi smeri, bi ga prestregli lovci iz Natove zračne baze v Avianu. Pri tem gre samo za eno od množice predvidenih situacij.

Sevanje

Sevanje je po navadi prva asociacija, ki jo ljudje dobijo ob omembi jedrske elektrarne in hkrati največja bojazen, ki jo imajo pred tovrstnimi objekti. »V Sloveniji večina prebivalstva žal nima veliko znanja o sevanju. Imamo občutek, kaj je pet kilometrov na uro in kaj je sto kilometrov na uro, torej kako hodimo ali se peljemo z avtomobilom. Pri sevanju pa so lahko te vrednosti od ena do milijon, zato je težko imeti pravi občutek, kaj je to. Potem se to meri z enotami, kot sta sievert ali mikrosievert, ki jih večina ljudi ne pozna. Povsod, kjer se izvaja monitoring sevanja, je to zanemarljivo glede vplivov na zdravje ljudi. Težava bi se lahko pojavila samo tam, kjer ni pravega nadzora,« pravi Kavčič. Pri tem navaja zanimiv primer iz Slovenije. »V neki zasebni veterinarski ambulanti so uporabljali neregistrirano rentgensko napravo. Zaradi nepravilne uporabe se je stopil svinčeni ščit, seveda tega sami niso opazili, nadzora pa ni bilo, ker je šlo za neregistrirano napravo. Ko so predstavniki pristojnih institucij to po naključju videli, so ugotovili, da naprava seva v okolici stokrat bolj od dovoljenih vrednosti. Pri nas je ta bojazen odveč, saj imamo veliko zunanjega monitoringa.«

Pfeifer dodaja, da je celoten sistem zastavljen z mislijo na varnostna vprašanja. Če bi v cevovodih, ki so predvideni za izpuste, prišlo do povečane radiacije, bi sistem avtomatsko zaprl ventil. »Prav tako nadzor nad nami izvajajo številne neodvisne institucije, ki imajo v okolici nameščene vzorce, ki jih jemljejo iz Save. Vključeni pa smo tudi v mednarodno mrežo za monitoring.« Kavčič meni, da je zaradi vseh omenjenih nadzorov v Evropi prikrit radioaktivni izpust, ki bi bil škodljiv za zdravje, skoraj nemogoč. Sevanje je prav tako možno spremljati na spletnih straneh, na katerih so prikazani podatki merilnih naprav, a pri tem po njegovih besedah pride zaradi laičnega tolmačenja večkrat do napačnega razumevanja podatkov. »Saj je lahko ponekod sevanje nekajkrat večje tudi zaradi naravnih pojavov, recimo zaradi padavin, s katerimi padejo na zemljo tudi številni radionuklidi, ki so v naravi in so bili dlje časa v zraku v obliki prahu. To se še posebej pogosto zgodi v času poletnih neviht.«

Televizijska nadaljevanka spet odpira vprašanja

Sogovorca pritrdita, da so zaradi velike odmevnosti nanizanke Černobil, ki so jo predvajali na HBO, od znancev v zadnjem času dobili kar nekaj vprašanj v zvezi z varnostjo v jedrski elektrarni. »Gre predvsem za kulturo,« pojasnjuje Pfeifer, »za kulturo naroda in kulturo vodenja. V primeru Černobila se je pokazalo, kar zelo nazorno predstavi tudi omenjena serija, kako pomembno je, da se v državi vzpostavi ustrezna kultura uporabe jedrske energije. To, kar so delali v Černobilu, je igranje z usodo. V Sloveniji smo vzpostavili visoko raven kulture delovanja, naš način dela prihajajo gledat tudi iz tujine.« Kakšni varnostni mehanizmi pa so predvideni v primeru večje naravne nesreče, kot je močan potres? Nevladna organizacija Greenpeace Slovenija je namreč že večkrat opozorila, da je jedrska elektrarna v Krškem na enem od najbolj potresno ogroženih območij v državi. »Černobil je bil učna lekcija, ki je pokazala, da se s to tehnologijo ne smemo igrati. Zato smo pripravljeni na vse potencialne naravne nevarnosti, ki bi se lahko po ocenah znanosti zgodile enkrat na 10 tisoč let, tudi za primer najhujšega potresa. Do tovrstnih ocen pridejo po različnih modelih, ki se z napredkom znanosti prav tako razvijajo,« pojasnjuje Kavčič. »Po nesreči v jedrski elektrarni v Fukušimi se pripravljamo tudi na potencialne neznane dogodke, za katere ne vemo, ali se bodo kdaj zgodili. Tako uvajamo številne nove pasivne varnostne sisteme, da bi bilo lahko tudi v primeru katastrofe 99 odstotkov radioaktivnosti absorbirane na znanih filtrih na natančno določenih lokacijah, preden bi šla v okolico,« še pove. Razen radioaktivnih odpadkov so vplivi jedrskih elektrarn na okolje razmeroma majhni v primerjavi z recimo termoelektrarnami, saj pri svojem delovanju v ozračje ne spuščajo CO2. Med vplive elektrarne na okolje prištevamo tudi odvajanje prečiščene odpadne radioaktivne vode v Savo in filtrirane plinske izpuste. Vsi izpusti so podvrženi strogi kontroli in ne presegajo dovoljenih vrednosti, vsakoletna poročila o tej kontroli pa so javno objavljena.

Madžari že gradijo

Ob koncu lanskega leta je po svetu delovalo 452 jedrskih elektrarn v 31 državah. Od tega največ v ZDA, kjer imajo 98 aktivnih jedrskih elektrarn, sledijo Francija (58), Kitajska (46), Japonska (39) in Rusija (36). Od sosednjih držav ima jedrsko elektrarno samo Madžarska v Paksu, ki ima štiri 500-megavatne reaktorje, ki skupaj proizvedejo okoli 40 odstotkov vse proizvedene električne energije na Madžarskem. Madžarska vlada je sprejela tudi odločitev o gradnji novega bloka elektrarne, v katerem bosta dva nova, 1200-megavatna reaktorja. Projekt bo izvedlo rusko državno podjetje Rosatom, dela bodo začeli že letos. Pri tem so Rusi zagotovili tudi 10 milijard evrov posojila za gradnjo. V Italiji so v preteklosti delovale štiri jedrske elektrarne, a so jih zaprli po referendumu leta 1987, ki so ga izvedli po nesreči v Černobilu. V Avstriji so sicer zgradili jedrsko elektrarno v Zwetendorfu, vendar ni nikoli začela obratovati, saj so to državljani zavrnili na referendumu leta 1978.

Drugi blok

Glede na naraščajoče energetske potrebe, povezane z vedno več električnimi napravami v gospodinjstvih, tudi s pospešenim prihodom električnih vozil, je tudi v slovenski javnosti vedno bolj aktualno vprašanje, kako bomo v prihodnosti lahko zagotovili dovolj električne energije. Ena od možnosti bi bila gradnja drugega bloka elektrarne v Krškem. »Mi vsekakor podpiramo to možnost, saj se onesnaževanje planeta ne more več dolgo nadaljevati. Če bomo nadaljevali zdajšnji življenjski slog, moramo nekaj narediti. Pri tem imamo dve možnosti. Ali spremenimo življenjske navade in bomo porabljali manj energije ali pa moramo vsaj vzdrževati sedanjo porabo in ustaviti elektrarne, ki ne delujejo brezogljično. Pri tem je ena od rešitev tudi jedrska energija, saj ni izvedljivo, da bi to energijo proizvedli samo s pomočjo obnovljivih virov v tako kratkem času, v katerem moramo reagirati. Sploh pa to ni izvedljivo v tako majhni državi, kjer niti nimamo možnosti izkoriščanja teh virov.

Reke smo že bolj ali manj izrabili, biomaso sicer imamo, ampak je tudi ta vprašljiva z vidika onesnaževanja. V Sloveniji smo res razvili visoko kulturo uporabe jedrske energije, našim strokovnjakom lahko zaupamo in tak objekt zgradimo pri nas, v nasprotnem primeru bodo to zgradili v kateri od bližnjih držav in bodo to energijo prodajali nam. Skozi leto, kumulativno gledano, kupujemo že 20 odstotkov energije na tujih trgih, torej postajamo odvisni od uvoza,« meni Pfeifer. Gradnja tovrstne elektrarne po njegovih besedah traja v zahodnih državah okoli deset let. Kot pravi, bi bila smiselna gradnja novega bloka z enako tehnologijo, kot jo ima obstoječa elektrarna, torej na osnovi lahkovodnega tlačnega reaktorja. »Ta tehnologija se je izkazala za zelo dobro in z njo imamo izkušnje. Tlačnovodni reaktor je tudi eden boljših glede varnosti in možnosti uporabe.« A končno odločitev o nadaljnjem energetskem razvoju države bo morala sprejeti politika, ki se glede tega še ni izjasnila.