Studentské okénko 3.díl: Chemie na jaderné elektrárně

CHEMIE NA JADERNÉ ELEKTRÁRNĚ

Začátkem srpna roku 2021 to byl právě rok, kdy vznikla myšlenka pro založení nezávislého spolku JAderní ROdiče neboli JARO pro Dukovany. Tento spolek byl založený za účelem předávání relevantních a kvalitních informací, správné interpretaci fakt a diskutování nad různými jadernými tématy, jako je zachování Dukovan jaderným regionem či možnosti využití jaderných technologií. Vzhledem k tomu, že ve vedení sdružení je zastoupeno i pár chemiků, rádi bychom vám touto cestou představili, o čem vlastně chemie na jaderné elektrárně je.

Chemie na JE se z velké většiny točí okolo vody, která se používá napříč všemi technologiemi. Voda v primárním okruhu pracuje jako přenašeč tepelné energie ze štěpné reakce uranu, v sekundárním okruhu roztáčí turbínu, která následně roztáčí generátor elektrické energie. A v chladících okruzích odvádí voda odpadní teplo pomocí chladících věží a slouží tak ke chlazení kondenzátorů turbín. Voda má velmi dobré termodynamické vlastnosti, nicméně má i své nevýhody – je korozně agresivní. Navíc, pokud v ní vzniknou příznivé podmínky pro život, tak se tam s velkou pravděpodobností objeví. Jedná se především o bakterie, řasy či drobné vodní živočichy.

Chemici na jaderné elektrárně mají na starosti kontrolovat složení všech médií, a to včetně provozních hmot a prostředků (ionexové filtry, oleje či provozní chemikálie). Jejich úkolem je kontrolovat čistotu médií dle stanovených provozních předpisů, případně dávkovat korekční a provozní chemikálie do média za účelem úpravy chemického režimu. V rámci čistoty vody ji upravují tak, aby její vlastnosti v různých technologických systémech nepoškozovaly materiály použité pro konstrukci zařízení, které nesmí zkorodovat dříve, než doslouží. Chemický režim se významně podílí na řízení životnosti elektrárny, a také má vliv na ekonomiku provozu v rámci údržby jaderného zařízení. Chemici také řídí složení pracovních roztoků, aby jejich úprava a používání neprodukovalo mnoho odpadů, a to včetně radioaktivních odpadů.

V jaderné elektrárně vyrábíme demineralizovanou vodu blízkou chemicky čisté vodě. Surová voda vstupuje do elektrárny přes centrální čerpací stanici z vodní nádrže Mohelno. Tato voda je upravena v chemické úpravně vody, odkud se doplňuje do různých systémů JE, ve kterých je dále upravována korekčními chemikáliemi, jako jsou kyselina boritá, hydrazin, amoniak, draslík, sodík či lithium, nebo se tato „voda“ přečišťuje. Pro úpravu a přečištění kapalných médií je v EDU určeno 6 technologických čistících systémů a pro čištění plynů jsou určené dva systémy čištění. Všechny tyto čistící stanice představují zapojení jednoho a více převážně ionexových filtrů, které zachycují mechanické a iontové nečistoty. Tyto čistící stanice navazují na další pomocné systémy, které dodávají další média pro provoz stanice a pro regeneraci ionexů. Vyčištěná použitá voda se vrací do technologie, případně se vypouští zpět do životního prostředí někdy i daleko čistší, než když byla vodou říční.

Abychom mohli řídit provoz technologií JE, zajišťovat požadovanou kvalitu výpustí elektrárny do životního prostředí, mít pod kontrolou radiační situaci, korozi a degradaci zařízení, potřebujeme mít k dispozici výsledky analytického měření včetně automatického technologického měření jakosti provozních médií (tzv. kontinuální chemické analyzátory). Laboratoře na EDU se zabývají zejména analýzou provozních médií, stopovou analýzou či spektrometrickou analýzou. Specifikum těchto laboratoří je v tom, že musí zpracovávat radioaktivní vzorky, vzorky plynů, pevných látek či kapalin včetně ropných produktů a zabývá se i speciálními biologickými rozbory.