Vyřazení rychlého jaderného reaktoru Monju z provozu

Monju je japonský prototyp rychlého jaderného reaktoru, který leží v blízkosti města Tsuruga v prefektuře Fukui. Jedná se o sodíkem chlazený jaderný reaktor o výkonu 280 MW elektrických.

Výhodou rychlých reaktorů je jejich možnost množit palivo pomocí blanketu kolem aktivní zóny. Záchytem neutronů na uranu 238 vzniká po určité době plutonium 239, které je již štěpným materiálem a lze jej použít jako palivo MOX do lehkovodních jaderných reaktorů, či jako palivo do rychlých reaktorů. Díky rychlým reaktorům lze podstatně snížit množství použitého paliva z elektráren a hlavně snížit dobu potřebnou pro uskladnění materiálů, než jejich aktivita klesne pod aktivitu přírodního pozadí. Pro Japonsko, jakožto ostrovní stát, je minimalizace jaderných odpadů, či minimalizace dovážených surovin klíčovou záležitostí, je tedy logické, že se vydalo cestou rychlých reaktorů, které jsou navíc dalším krokem k uzavření palivového cyklu a tím další redukci objemu použitého paliva. Japonsko nyní disponuje dvěma rychlými reaktory Joyo a Monju, bohužel ani jeden není nyní v provozu.

Reaktor Joyo

Joyo je sodíkem chlazený rychlý reaktor vystavěný v lokalitě  Oarai, Ibaraki. Tento reaktor byl pojat jako experimentální, který měl otestovat odolnost materiálů ve vysokém neutronovém toku a chování zvoleného paliva. Hustota neutronového toku pro energii větší než 0,1 MeV byla 4 x 1015 cm-2s-1. Pro představu v experimentálním výzkumném reaktoru, pod katedrou jaderných reaktorů ČVUT v Praze, VR-1, je maximální hustota neutronového toku omezena na 108 cm-2s-1. Reaktor Joyo  měl možnost měnit geometrii aktivní zóny, během jeho provozu byly testovány 3 typy aktivních zón. MK-I, MK-II a MK-III, každá aktivní zóna dosahovala jiného tepelného výkonu od 50 MW až do 150 MW. V roce 2007 se stala nehoda, při které byla zničena vrchní část konstrukce aktivní zóny. Oprava byla dokončena v roce 2014, bohužel však reaktor není v provozu z ekonomických důvodů.

Reaktor Monju

Výstavba začala 10. května 1986, poprvé dodal elektřinu do sítě 29. srpna 1995. Reaktor však doprovázela řada problémů, které bylo třeba řešit. 8. prosince 1995 se stala nehoda s jedním z termočlánků měřící teplotu chladiva. Termočlánek byl vlivem protékajícího sodíku poničen a sodík se dostal mimo primární okruh, kde začal reagovat se vzdušným kyslíkem. Reaktor musel být na několik let odstaven za účelem provedení oprav po nehodě a vyřešení všech problémů. K dalšímu spuštění došlo 6. května 2010. Provoz reaktoru však přerušila další nehoda na zavážecím stroji v srpnu 2010, kdy při vysouvání zavážecího stroje došlo k upadnutí vysouvacího segmentu do reaktorové nádoby. V době nehody v zavážecím stroji nebyl upevněn palivový článek, ale vlivem velké hmotnosti zavážecího segmentu (3,3 tuny)  mohla být poničena reaktorová nádoba a proto musel být reaktor znovu odstaven. Od té doby již spuštěn nebyl. Nelze však koukat na tyto překážky jako na neúspěchy, Japonsko na cestě za svým cílem udělalo velký pokrok.

Stávající situace reaktoru Monju

20. prosince 2016 byla pořádána schůzka za účelem vyřazení reaktoru Monju z komerčního provozu. Hlavní slovo měli Issei Nishikawa, guvernér prefektury Fukui, Hiroshige Seko, japonský ministr ekonomiky a průmyslu a Hirokazu Matsuno, ministr školství, kultury, sportu, vědy a výzkumu. Hlavní informace, které se probíraly, se týkaly nehody a její opravy: „Po obou nehodách, ke kterým na reaktoru došlo, byl reaktor opraven, aby k podobným událostem nemohlo dojít, avšak Japonský regulační úřad NRA zatím nedal souhlas k dalšímu provozování reaktoru.“

Během jednání byl také podán návrh na neobnovení provozu tohoto reaktoru a místo toho vystavět nový výzkumný reaktor. Na tuto skutečnost zareagoval guvernér Nishikawa. Podle něj by vyřadit reaktor z provozu nebylo moudré hned ze dvou důvodů. Prvním důvodem je ekonomická skutečnost jaderného reaktoru a druhým aspektem pro znovuobnovení provozu je stávající nemožnost bezpečného rozebrání celé elektrárny. Rozhodnutí však padlo, ačkoliv guvernéři z prefektury Fukui se snažili přesvědčit místní obyvatelstvo o bezpečnosti jaderné elektrárny. Podle nejnovějších informací by vyřazování mělo trvat 30 let a mělo stát přes 3,2 miliardy dolarů. Hlavním problémem, který brání pokračování provozu reaktoru Monju je skutečnost, že za svou 40 letou existenci běžel pouze 250 dní. To snižuje víru obyvatelstva v prospěšnost této technologie.

Na druhou stranu je technologie sodíkových reaktorů nezbytnou součástí budoucí jaderné energetiky, která s tímto typem reaktorů počítá jako jednou z možných koncepcí reaktorů generace IV. Sodíkové reaktory mají za sebou dlouhou budoucnost, která začala již v 50. letech v USA, pokračovala ve Francii, Rusku a Japonsku. Nyní se o sodíkem chlazené reaktory zajímá zejména Rusko, které nyní komerčně provozuje již 2 rychlé reaktory BN-600 a BN-800.  Složitost této technologie dokazuje také minulost rychlých reaktorů ve Francii. Francie měla vykročeno dobrou cestou, ale rozhodli se svůj nejmodernější rychlý reaktor Superphénix odstavit nedlouho po jeho spuštění. Dalším problémem je strach veřejnosti ze zneužití plutonia, které v rychlých reaktorech vzniká. Z tohoto důvodu je u reaktorů generace IV požadavek, aby u komplexu elektrárny byl i přepracovací závod, který by rovnou z plutonia vyráběl palivo.

Japonsko udělalo velké pokroky, některé cesty byly slepé, ale na druhou stranu slepá ulička je také ulička, které se později, při výstavbě nového rektoru, mohou vyhnout.

Zdroje: www.world-nuclear-news.org

              http://www.world-nuclear.org/