Okrogla obletnica je v času globalnega izziva iskanja novih virov energije in razvoja brezogljičnih tehnologih vsekakor priložnost za odgovor na vprašanja, kot so: kaj sploh je jedrska energija, kakšna je zgodovina pridobivanja električne energije iz jedrske cepitve in kje je danes največ jedrskih elektrarn.

Začetki raziskovanja jedrske energije segajo v sredino 18. stoletja, ko je nemški kemik Martin H. Klaproth v uranovem mineralu (smolovcu) našel nov element periodnega sistema. Poimenoval ga je po planetu, ki ga je nekaj let prej odkril nemško-angleški glasbenik in astronom William Herschel (mimogrede – Uran je bil prvi planet, odkrit s pomočjo daljnogleda). 

Začetki raziskovanja jedrske energije segajo v sredino 18. stoletja, ko je nemški kemik Martin H. Klaproth našel nov element periodnega sistema.

Skoraj sto let pozneje je francoski fizik Antoine H. Becquerel po naključju ugotovil, da uran oddaja sevanje. Pomembno odkritje radioaktivnosti, ki pomeni razpad nestabilnega atomskega jedra, pri čemer nastane drugo jedro, obenem pa se sprosti visokoenergijski delec, mu je skupaj s Pierrom Curiejem in Marie Skłodowsko-Curie leta 1903 prineslo Nobelovo nagrado za fiziko.

Od očetov jedrske fizike in kemije do prve jedrske elektrarne

Omeniti velja tudi novozelandskega znanstvenika Ernesta Rutherforda, ki se je ukvarjal s cepitvijo atomov, zato se ga je prijel vzdevek oče jedrske fizike. Velik preboj na področju jedrske znanosti se je zgodil leta 1938, ko sta Otto Hahn (oče jedrske kemije) in Lise Meitner odkrila jedrsko cepitev, ki je osnova za delovanje jedrskega reaktorja. Sledila je množica raziskav, ki so bile zaradi druge svetovne vojne usmerjene v izdelavo jedrskega orožja. 

Ameriški projekt Manhattan je pripeljal do izdelave prve atomske bombe, ki so jo uporabili proti Japonski leta 1945. Tragičnemu poglavju so sledila prizadevanja znanstvenikov za uporabo jedrske energije izključno v miroljubne namene. Prva komercialna jedrska elektrarna je začela delovati leta 1954 v Obninsku v Sovjetski zvezi (v pogonu je bila vse do leta 2002), čemur so kmalu sledile jedrske elektrarne po vsem svetu.

Sledila so prizadevanja znanstvenikov za uporabo jedrske energije izključno v miroljubne namene.

JEK – več kot 5 milijard kilovatnih ur elektrike

Jedrska elektrarna Krško leži na levem bregu reke Save v industrijski coni Krško. Cilj skupnega projekta Slovenije in Hrvaške je bil zagotoviti zanesljiv vir električne energije, ki bi bil odporen na vplive mednarodnih energetskih kriz, kot je bila naftna kriza v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja. Gradnja se je začela leta 1974, elektrarna pa je začela obratovati leta 1981. Lahkovodni tlačni reaktor je izdelalo ameriško podjetje Westinghouse. Po posodobitvi in zamenjavi uparjalnikov leta 2000 ter zamenjavi obeh nizkotlačnih turbin se je nazivna moč elektrarne povečala na 727 MW, zaradi lastnih potreb pa v omrežje pošilja 696 MW. Letno tako proizvede več kot 5 milijard kilovatnih ur, kar je približno 40 odstotkov vse proizvedene električne energije v Sloveniji. Elektrarna naj bi prvotno delovala do leta 2023, a so ji ob rednih pregledih, remontih in zaradi dobrega stanja reaktorske posode podaljšali življenjsko dobo do leta 2043.

Kako deluje jedrska elektrarna?

Jedrska elektrarna je po v osnovnem načinu delovanja podobna termoelektrarni, le da se kot primarni vir toplote namesto premoga uporablja obogateni uran. Ta glavna surovina v jedrskih elektrarnah je stisnjena v gorivne tabletke. Iz njih izdelajo gorivne palice, v katerih so tabletke neprodušno zaprte. V JEK je v vsakem gorivnem elementu 235 gorivnih palic, reaktorska sredica pa je sestavljena iz 121 gorivnih elementov. Značilnost jedrske energije je torej visoka energijska gostota. Medtem ko fosilna goriva potrebujejo ogromne količine surovine za proizvodnjo elektrike, jedrske elektrarne pridobijo ogromno energije iz majhnih količin urana. Ena sedemgramska uranova tabletka proizvede toliko energije kot 477 litrov nafte, 500 kubičnih metrov plina ali 1.000 kilogramov premoga.

Ena sedemgramska uranova tabletka proizvede toliko energije kot 477 litrov nafte, 500 kubičnih metrov plina ali 1.000 kilogramov premoga.  

Zalogo goriva za 18 mesecev obratovanja JEK (gorivni ciklus) pripeljejo zgolj z dvema tovornjakoma. Iz energije, ki se sprosti pri cepitvi atomskih jeder v reaktorju, nastaja toplota, ki uparja vodo. Proizvodnja pare je potrebna, da se toplotna energija s pomočjo turbine pretvori v mehansko delo. Para iz uparjalnikov torej poganja električni generator, ta pa proizvaja električno energijo. Po opravljenem delu paro ohladijo in utekočinijo s pomočjo savske hladilne vode v kondenzatorju. Pri tem se kondenzirana para in savska voda ne mešata.

Prebrali ste del članka, ki je bil objavljen v reviji Radovednež (5/2024).