„Řešení založená pouze na pasivních systémech nemusí být schopna dostatečně flexibilně reagovat na nečekanou souhru mnoha okolností, jako tomu bylo ve Fukušimě,“

Thomas Epron

11. března 2011 postihlo Japonsko zemětřesení o síle 8,9 stupně Richterovy škály, které vyvolalo ničivou vlnu tsunami, jež způsobila velmi vážné škody na jaderné elektrárně Fukušima Daiiči. Jak na tyto události reagovala skupina AREVA?
Okamžitě po uvedených událostech jsme se začali intenzivně zajímat o osudy tisíců osob a rodin zasažených ničivým zemětřesením a vlnou tsunami. Již 14. března jsme Japonskému červenému kříži poskytli dar ve výši jednoho milionu euro jako pomoc pro 85 zdravotnických týmů a téměř 735 zaměstnanců, kteří byli vysláni do zasažené oblasti po humanitární katastrofě vyvolané vlnou tsunami. Co se jaderného sektoru týče, poskytli jsme Japonsku několik tun zvláštního vybavení včetně ochranných masek a obleků, autonomních dýchacích přístrojů a zařízení k měření radiace a kyselinou boritou od skupiny EDF. Na žádost společnosti TEPCO jsme do Japonska vyslali 20 svých expertů s úkolem pomáhat při stabilizaci situace a analyzovat další možnosti pomoci společnosti TEPCO. Jedná se o odborníky na likvidaci radioaktivních odpadních vod, převoz použitého či poškozeného paliva a manipulaci s ním, dozimetrii a varné reaktory. Skupina expertů vyslaná přímo na místo je podporována velkými týmy ve Francii, Německu a Spojených státech. Do pomoci je tak nyní zapojeno více než sto osob. Rovněž i Anne Lauvergeonová, výkonná ředitelka naší skupiny, se od březnových událostí již dvakrát vydala do Tokia, aby zde na setkání se zástupci japonských orgánů posoudila nastalou situaci a diskutovala o námi navrhovaných řešeních. Na základě těchto konkrétních praktických kroků se nakonec TEPCO v polovině dubna rozhodlo přijmout naše návrhy ohledně způsobu likvidace kontaminované vody, která unikla z poškozené jaderné elektrárny Fukušima. Při likvidaci radioaktivní vody bude použita unikátní technologie založená na principu koprecipitace, kterou jsme vyvinuli a v současné době ji již využívá ve Francii u svých zařízení v Marcoule a La Hague. Dekontaminace vody je naprosto nezbytná k obnovení dodávek elektřiny a provozu chladicích systémů v elektrárně.

Uvedené události nepochybně vyvolaly celou řadu otázek ze strany vašich zákazníků. Jakými podpůrnými kroky na ně AREVA zareagovala?
Rozhodli jsme se, že začneme okamžitě poskytovat dodatečnou podporu svým zákazníkům po celém světě. AREVA je v unikátní situaci, jelikož spolupracuje s 95 % provozovatelů jaderných elektráren a disponuje týmy expertů po celém světě, včetně Francie, Německa, dalších evropských zemí, USA a Asie. Ihned po vypuknutí krize jsme proto ustanovili několik technických skupin, jejichž úkolem bylo podělit se se zákazníky o naše první dojmy z celé situace tak, aby byli schopni reagovat na dotazy akcionářů a žádosti o vysvětlení. Například v Německu již 12. března byl vytvořen technický výbor zahrnující naše odborníky na varné reaktory, analýzu vážných nehod a ochranu před radiací. Probíhaly pravidelné telekonference s vedením provozovatelů jaderných elektráren, jimž byly poskytnuty odpovědi na celou řadu technických otázek. V USA bylo vytvořeno komunikační centrum, které nyní provozovatelům jaderných elektráren poskytuje další informace navazující na prvotní zprávy NRC a žádosti INPO. Ve Francii se AREVA setkala se svými zákazníky na semináři pořádaném v Paříži ve dnech 12. až 14. dubna, kde jsme prezentovali své první dojmy z událostí v jaderné elektrárně Fukušima a diskutovali o tom, jakou podporu v této souvislosti provozovatelé elektráren aktuálně potřebují. Toto je pouze několik příkladů toho, jak se cíleně snažíme vyjít vstříc potřebám a dotazům našich zákazníků. Možnost výměny informací a dialogu je klíčovou součástí politiky naší skupiny – snahy o neustálé zlepšování při dodržování naprosté otevřenosti a transparentnosti a maximálním možném důrazu na bezpečnost. Týmy skupiny AREVA nyní provozovatelům elektráren pomáhají s přípravou na bezpečnostní kontroly, které v následujících měsících chystají příslušní vnitrostátní regulátoři. Rozsáhlé poznatky a vysoká odbornost nám umožňují poskytovat podporu nejen pro námi vybudované reaktory, ale též pro veškeré další dnes provozované technologie včetně tlakovodních (PWR) i varných (BWR) reaktorů (jak lehkovodních, tak těžkovodních typů).

Jaké dopady mohou mít, podle Vás, fukušimské události na jadernou energetiku?
Zatím je ještě příliš brzo na to, aby bylo možné odhadnout dopady nehody na jadernou energetiku. Nicméně vzhledem k tomu, že reálná poptávka po elektřině celosvětově narůstá a sílí tlaky na snižování emisí CO2, však jaderná energetika nepochybně zůstane důležitou součástí energetického mixu jako zdroj cenově dostupné energie s nízkým podílem emisí CO2. Mnoho zemí, mimo jiné Čína, Velká Británie, Jižní Afrika a Česká republika, již ohlásilo záměr pokračovat v dalším rozvoji svých jadernách programů. Přesto je však nepochybné, že jaderný průmysl čeká mnoho práce při upevňování důvěry veřejnosti v bezpečnost jaderné energetiky tak, aby celé odvětví bylo po vyřešení událostí v japonské Fukušimě vnímáno jako ještě bezpečnější. Je proto zcela nezbytné, aby bezpečnost i nadále zůstávala hlavní doktrínou jaderného průmyslu. Musíme se snažit o neustálé pokroky, naprostou transparentnost, pracovat s pokorou a uvědomit si, že nedávné události otřásly důvěrou veřejnosti i akcionářů. Heslo „bezpečnost především“ bylo vždy nedílnou součástí DNA naší skupiny. Právě proto jsou všechny naše reaktory navrženy tak, aby byly co nejbezpečnější. Přístup „levnější na úkor nižší bezpečnosti“ pro nás nikdy nepřicházel v úvahu. Událost z Japonska pak potvrzují, že pouze takováto strategie může vést k dlouhodobě vstřícnému vnímání veřejnosti.

Po událostech v Japonsku se objevila řada otázek ohledně nové generace plánovaných či nově budovaných reaktorů. Jakým způsobem fungují bezpečnostní systémy reaktorů typu EPR a co by následovalo v případě úplného přerušení dodávek elektřiny, jak k tomu došlo ve Fukušimě?
Zcela zjednodušeně řečeno, jsme přesvědčeni o tom, že reaktor typu EPR by následkům událostí ve Fukušimě odolal a že by nedošlo k přerušení dodávek elektřiny, neboť reaktor disponuje několika záložními řešeními. Reaktory typu EPR mají čtyři samostatné redundantní bezpečnostní oddíly, které zajišťují čtyřnásobnou redundanci bezpečnostních systémů. Tyto okruhy mají vlastní chladicí systém se zásobami vody i vstřikovacími mechanismy a vlastní zdroj energie tak, aby každý z nich byl sám o sobě schopen zajistit chlazení reaktoru. V případě přerušení dodávky elektřiny z rozvodné sítě a lokálních záložních okruhů má reaktor EPR ještě tři další nouzové zdroje energie. Zaprvé se jedná o čtyři samostatné dieselové generátory umístěné ve dvou oddělených budovách, které mají vlastní chráněné zásoby paliva a mohou bezpečnostní oddíly napájet po dobu až 72 hodin. Veškeré budovy jsou navrženy tak, aby dobře odolávaly zemětřesením a minimalizoval se dopad případného zaplavení a vln tsunami (praktická realizace se liší podle požadavků a podmínek konkrétní lokality). Tyto záložní zdroje energie jsou doplněny o dva dodatečné redundantní dieselové generátory určené pro překonání dočasných výpadků energie u nejdůležitějších částí elektrárny. I tyto generátory mají samostatné chráněné zásoby paliva a mohou běžet po dobu až 24 hodin. Pokud by se dieselové generátory z nějakého důvodu nepodařilo spustit, jsou k dispozici akumulátory, pomocí nichž je možné všechno kritické vybavení provozovat po dobu až dvanácti hodin. Tato záložní řešení přitom obsluze elektrárny poskytují cenný čas ke stabilizaci nastalé situace. Události z Japonska jasně ukázaly, že v praxi může dojít k souběhu celé řady velmi nepravděpodobných okolností. I proto jsou naše reaktory navrženy tak, aby jejich unikátní bezpečnostní prvky umožňovaly zvládnutí i těch nejvážnějších problémů, například roztavení aktivní zóny reaktoru. Reaktory EPR jsou tak například vybaveny takzvanou „pojistkou aktivní zóny“. Jedná se o poslední a velmi účinnou možnost pasivní ochrany reaktoru EPR, která v případě tavení aktivní zóny reaktoru umožňuje udržet celý proces pod kontrolou a to přesto, že pravděpodobnost potřeby využití této pojistky v praxi je zcela mizivá. V otázce bezpečnosti a ochrany zdraví populace však nelze činit naprosto žádné kompromisy. Pojistka aktivní zóny je umístěna v budově chráněné dvojitým betonovým pláštěm a obsluze elektrárny by poskytla další cenný čas k obnovení dodávek elektřiny buď z běžné sítě, či z mobilních zdrojů tak, aby nemohlo dojít k výraznějšímu úniku radiace do okolí. Reaktory EPR tak poskytují vysokou míru ochrany proti nehodám uvnitř i vně elektrárny (např. nárazu dopravního letadla). Způsob zabezpečení reaktorů typu EPR někdy zjednodušeně vyjadřujeme heslem: „Když se něco přihodí venku, uvnitř se nestane nic. Když se něco přihodí uvnitř, venku se nestane nic.“ Reaktory typu EPR mezi nově navrhovanými reaktory vynikají tím, že už od samého počátku se na jejich vývoji intenzivně podílely francouzské a německé úřady pro jadernou bezpečnost a spojují v sobě osvědčená bezpečnostní řešení použitá u jejich velmi efektivních „předchůdců“ – francouzského reaktoru N4 a německého Konvoi – s inovativními bezpečnostními systémy vyvinutými díky neustálé snaze o zlepšování a dlouhodobým zkušenostem. Reaktory EPR proto splňují i ty nejpřísnější aktuální bezpečnostní standardy, a to včetně odolnosti vůči následkům zemětřesení. Jedná se o reaktory s dosud vůbec nejrobustnější konstrukcí.

Jaké úrovni seismické aktivity dokáže reaktor EPR odolat? A jak by si poradil s následky zemětřesení, které postihlo Japonsko 11. března letošního roku?
V souvislosti s odolností vůči následkům zemětřesení je důležité si uvědomit, že při posuzování rizika poškození elektrárny je klíčovým parametrem pohyb zemského povrchu v zasažené lokalitě. Ten se označuje jako zrychlení zemského povrchu a vyjadřuje se v jednotkách g (kde g je zrychlení působící na určitý objekt vlivem gravitace). Pohyb zemského povrchu a související zrychlení závisí na mnoha různých faktorech, jako je například intenzita zemětřesení (tedy jeho klasifikace na Richterově škále), vzdálenost zasaženého území od epicentra, typ podloží v dané lokalitě (např. pevná žulová skála či měkčí vápencové podloží apod.). Následky zemětřesení o stejné intenzitě mohou být při různé kombinaci těchto faktorů v zasažené lokalitě velmi rozdílné. EPR reaktory jsou proto vždy navrhovány tak, aby splňovaly požadavky na seismickou odolnost pro konkrétní lokalitu. Například … Elektrárna ve finském Olkiluotu musí být schopna odolat nejvyšší hodnotě zrychlení zemského povrchu (označované jako peak ground acceleration, zkráceně PGA) 0,10 g. Nebo elektrárny v některých částech Spojených států a elektrárna v jihoafrickém Koebergu musí vydržet PGA 0,30 g. Pro elektrárny Flamanville (Francie) Taishan (Čína) a elektrárny ve Velké Británii byla hodnota PGA stanovena na 0,25 g.

A odpověď na druhou část otázky …
Ano, pokud bychom navrhovali EPR reaktor pro lokalitu s vysokým stupněm seismického rizika, mezi něž Fukušima nepochybně patří, byl by reaktor konstruován tak, aby odolal nezbytným hodnotám PGA. Ano, reaktor by v takovém případě odolal i zemětřesení, k němuž došlo ve Fukušimě, kdy se hodnoty PGA pohybovaly mezi 0,30 g a 0,50 g. Ve skutečnosti by takto navržený EPR reaktor při dodržení bezpečností rezervy mohl odolat zemětřesení s nejvyšší hodnotou PGA až 0,60 g, aniž by došlo k narušení funkčnosti použitých bezpečnostních systémů.

Jsou EPR reaktory schopny odolat i následkům vln tsunami?
Ano, i v tomto případě platí, že reaktory jsou navrhovány podle lokálních specifik a místních požadavků. To platí i v případě vyvýšení základní plošiny, které se používá jako ochrana před vlivy tsunami – i to je jedním z faktorů, které se zohledňují při návrhu vhodného řešení pro konkrétní lokalitu. V některých případech se pak realizují i další bezpečnostní opatření, jako jsou hráze či náspy, vlnolamy apod. (příkladem je například elektrárna ve francouzském Blayais). Krom toho v případě EPR reaktorů platí, že pokud výška vodní hladiny překročí úroveň základní plošiny, jsou reaktorová budova, budova s bezpečnostními systémy, sklady paliva a budovy s dieselovými agregáty navrženy tak, aby odolaly následkům zaplavení a intenzivnímu rázovému zatížení, které nastává například při úderu tsunami.

Proč nepoužíváte pouze čistě pasivní ochranu jako někteří z vašich konkurentů?
Nejde o to, zda je ochrana zajištěna pomocí aktivních či pasivních prostředků – v konečném důsledku záleží pouze na tom, jaké úrovně bezpečnosti se podaří dosáhnout. Všechny jaderné nehody, k nimž zatím došlo, byly způsobeny neočekávaným souběhem celé řady událostí, které vyžadovaly stejně rozmanité a komplexní řešení. Proto reaktory navrhované společností AREVA využívají jak aktivní, tak pasivní bezpečnostní prvky, které poskytují vzájemně se doplňující, různorodou a redundantní ochranu. Takto je u každého návrhu zajištěna maximální míra bezpečnosti a co možná nejlepší kontrola nad provozními procesy. Prostředky pasivní ochrany mají celou řadu výhod i nedostatků, které se velmi dobře doplňují s možnostmi ochrany aktivní. Proto se cíleně snažíme spojovat to nejlepší z obou přístupů tak, aby výsledná úroveň celkové ochrany byla co možná nejvyšší. Pasivní řešení sama o sobě nejsou dokonalá.

Můžete být konkrétnější?
Vzhledem ke složitosti procesů, k nimž někdy může dojít, nemusí být vždy snadné pasivní systémy správně namodelovat a otestovat. Důsledkem této skutečnosti někdy řešení založená
pouze na pasivních systémech nemusí být schopna dostatečně flexibilně reagovat na nečekanou souhru mnoha okolností, jako tomu bylo například i v případě Fukušimy. Tvrdit něco jiného by bylo přinejmenším velmi troufalé. Pasivní ochrana nezajišťuje dostatečnou flexibilitu – proti nastalým nestandardním událostem poskytuje pouze jediný způsob ochrany, který nezohledňuje jejich konkrétní podobu a závažnost. Většina pasivních systémů je pouze jednorázová – jakmile je takovýto systém aktivován, přestává být k dispozici do budoucna. Přechod z okamžité reakce do udržitelného stavu tedy mohou zajistit pouze řešení aktivní. Konečně nesmíme zapomínat ani na to, že pasivní systémy mohou též selhat. Optimální výsledky těchto řešení často závisí na sofistikovaném návrhu a jeho přesné realizaci – proto je tato ochrana náchylnější na drobnější poruchy a nestandardní stavy, například kousky suti, ucpání, neočekávaný výskyt páry apod.
Proto platí, že i když je určité množství pasivních bezpečnostních systémů pro zajištění dostatečné nezávislosti v případě selhání reaktorového systému nepochybně nezbytné, spoléhat pouze na ně znamená zaujmout v otázce řízení rizik čistě pravděpodobnostní přístup s tím, že elektrárna nemusí být schopna bezpečně zvládnout případy nečekané kombinace několika faktorů. Nedávné události z Japonska přitom jasně potvrdily, že může dojít i k velmi nepravděpodobnému souběhu událostí, po němž pak hrozí velmi závažné následky. Bezpečnost je zcela klíčová. Proto jsme přesvědčení, že spoléhat se pouze na jediný bezpečnostní systém zkrátka a dobře nestačí.

Lze již nyní odhadnout, jaký vliv mohou mít události ve Fukušimě na konstrukci EPR reaktorů, pokud si z nich máme vzít poučení do budoucna a příslušně upravit bezpečnostní požadavky?
Jak už jsme zmiňovali, podílely se na návrhu EPR reaktorů od samého začátku velmi intenzivně úřady pro jadernou bezpečnost. Tento typ reaktoru je tak zatím tím nejbezpečnějším vůbec. Jsme proto přesvědčeni o tom, že v případě, že by příslušné úřady požadovaly určité úpravy designu EPR reaktorů, nejednalo by se o změny nijak výrazné a my bychom jim nepochybně byli s to vyhovět. Situace EPR reaktorů je do značné míry unikátní: budují se ve třech zemích – Finsku, Francii a Číně – a ve dvou dalších – Velké Británii a USA – aktuálně probíhá schvalovací řízení. AREVA tak má možnost o případných podnětech diskutovat s celou řadou renomovaných úřadů pro jadernou bezpečnost, které disponují bohatými zkušenostmi. To je jejich nespornou výhodou EPR reaktorů. Ze strany našich partnerů ani zákazníků však dosud žádné návrhy úprav nezazněly.

Nová generace reaktorů je jedna věc, ale co již fungující jaderné elektrárny? Po celém světě byly ohlášeny nové bezpečnostní kontroly. Měli bychom se kvůli bezpečnosti dnes provozovaných elektráren znepokojovat?
Tuto otázku by bylo vhodnější položit společnostem, které tyto jaderné elektrárny provozují. Jsme v každém případě připraveni poskytovat svým zákazníkům nejen po dobu intenzivních kontrol plnou podporu. Portfolio našich produktů a služeb zahrnuje například podporu v oblasti analýzy bezpečnosti, konstrukční modernizace elektráren nebo procesů pro odstraňování následků nehod, které mohou být pro provozovatele elektráren okamžitým přínosem. Na základě nových potřeb a požadavků provozovatelů elektráren a regulačních orgánů budou vyvinuty též další produkty a služby. Zároveň je však třeba zdůraznit, že bezpečnostní zásady, použité v návrzích nové generace a realizované pomocí vzájemně se doplňujících redundantních systémů různé povahy, jsou založeny na bezpečnostních prvcích reaktorů dřívější konstrukce. Současné jaderné elektrárny tak disponují celou řadou bezpečnostních systémů a záložních řešení, jež jejich provozovatelům poskytují mnoho možností reakce na neočekávané události. Stejně jako u nově plánovaných elektráren byla i v případě elektráren stávajících při jejich návrhu a výstavbě zohledněna místní specifika a podmínky tak, aby elektrárny byly schopny odolat nejhorším možným situacím, k nimž v dané lokalitě může dojít – včetně zemětřesení, povodní, tsunami apod. Kromě toho dnes neexistují žádné „staré“ elektrárny. Současně provozované elektrárny jsou průběžně modernizovány tak, aby vždy splňovaly ty nejpřísnější bezpečnostní standardy a platné předpisy. V jaderném průmyslu se na svědomitý a zodpovědný přístup klade obzvláštní důraz. Proto budou s ohledem na události ve Fukušimě provedeny bezpečnostní kontroly s cílem znovu ověřit úroveň zabezpečení jaderných elektráren tak, aby bylo možné zjistit, zda je vhodné přijmout určitá dodatečná opatření (ať již technické či organizační povahy). Skupina AREVA je připravena poskytnout při tomto procesu svým zákazníkům i regulátorům plnou podporu tak, aby bylo možné zaručit maximální úroveň bezpečnosti jak u současných, tak i budoucích jaderných elektráren.

Autor

• Ing. Cieslar Stanislav