Na stupních vítězů

I letos změřily své síly technicky nadané „mozky“ v soutěži studentských prací Cena ČEZ. A i letos vám představíme mladé odborníky, jejichž práce zaujaly nejen porotu, ale i Třetí pól. Takže studenti, lámejte si hlavičky, učte se a objevujte. Místa na stupních vítězů můžou jednou patřit i vám.

Vizitka
Ing. Daneš Burket, Ph.D. pracuje v Jaderné elektrárně Dukovany, sám o sobě říká, že je těsně za Kristovými lety (33+, pozn. redakce). Není jenom „jaderným mužem“. Intenzivně se věnuje digitální fotografii a vyhrávat je mu zřejmě souzeno – ve fotografické soutěži města Třebíč vyhrál druhé místo a porazil i spoustu profesionálů. Pravidelně hraje squash a provozuje cyklistiku, rád cestuje, chodí na koncerty. K jeho koníčkům ale prý patří i ležení u televize. Je členem výboru České nukleární společnosti a přednáší o jaderné energii středoškolákům.

Získal jste druhé místo Ceny ČEZ za svoji doktorandskou práci. Co znamená její název: „Palivové vsázky se zdokonaleným palivem na Jaderné elektrárně Dukovany“? Na co jste přišel?
Vsázka představuje 349 palivových souborů umístěných v reaktoru. Palivový soubor je v případě Dukovan složen ze 126 palivových proutků, které obsahují tabletky z uranu. V současnosti v Dukovanech provozujeme palivo v tzv. pětiletém cyklu, to znamená, že po roce provozu reaktoru vyvezeme jednu pětinu nejvíce vyhořelých souborů a nahradíme je čerstvými. Každý palivový soubor tak pracuje v reaktoru po dobu pěti let. Vypadá to jednoduše, ale právě rozmístění palivových souborů v reaktoru je učiněná alchymie. Cílem je, aby rozložení vývinu energie v reaktoru bylo co možná nejrovnoměrnější, takže nestačí při výměně paliva jen nahradit vyhořelé palivové soubory čerstvými, ale soubory se musí v reaktoru přeskládat tak, aby rozložení výkonu bylo rovnoměrné. Možných kombinací rozmístění paliva jsou desítky tisíc a naším cílem je najít tu nejlepší variantu. To samozřejmě není v možnostech smrtelníka, takže používáme složité optimalizační programy běžící na silných počítačích. V současnosti běží dukovanské reaktory v ročních cyklech výměny paliva, mým cílem bylo navrhnout delší palivové vsázky – 18měsíční nebo dokonce dvouleté, to znamená, že by se výrazně prodloužila doba mezi výměnami paliva. Takové vsázky mohou být ekonomicky výhodnější. Na druhou stranu je ale mnohem složitější najít tu „nejlepší“ variantu rozložení paliva. Mým úspěchem bylo to, že se mi podařilo několik takových variant nalézt.

Co vás na tom zajímá?
Této problematice jsem se začal věnovat hned po tom, co jsem se na JE Dukovany „rozkoukal“. Snažil jsem proniknout do tajů navrhování palivových vsázek, což je v práci reaktorových fyziků taková „vyšší dívčí“ a tímto uměním se může pochlubit jen hrstka lidí u nás. Reaktorová fyzika je vlastně taková hybridní disciplína – kombinujete znalosti z jaderné fyziky, transportní a difuzní teorie, matematických metod a dalších disciplín – a navíc na rozdíl od výzkumu vidíte téměř hned praktické přínosy své práce. V oblasti palivového cyklu patříme ke světové špičce, v porovnání s projektovým (tříletým) cyklem jsme ušetřili již téměř 6 miliard korun v palivových nákladech, ale přesto neusínáme na vavřínech a stále se snažíme zlepšovat. Právě 18měsíční cykly by mohly být dalším krokem.

Myslíte si, že je jaderná energie užitečná? Není to příliš velké nebezpečí?
Na jaderné elektrárně Dukovany pracuji jako reaktorový fyzik, což kromě návrhů vsázek a neutronově-fyzikálních výpočtů obnáší i kontroly při výměnách paliva a řízení testů při spouštění reaktorových bloků. O užitečnosti výroby v jaderné elektrárně nemůže být pochyb. Je to zdroj energie, který nevypouští žádné skleníkové plyny a všechny odpady, které jsme vyprodukovali za dobu provozu JE Dukovany, jsou bezpečně uskladněny v tzv. meziskladu použitého paliva, což je budova co do velikosti srovnatelná s větší stodolou. Obnovitelné zdroje (voda, vítr, slunce) nejsou v našich podmínkách schopny zabezpečit více než 10 % výroby elektrické energie, takže budou vždy jen doplňkovými zdroji. S rostoucí životní úrovní roste i spotřeba elektrické energie, takže pokud chceme snižovat nebo aspoň udržovat emise CO2 na přijatelné úrovni, je jaderná energie jedinou volbou. A jak je to s bezpečností? Dnes je zajištění jaderné bezpečnosti a kultury provozování na tak vysoké úrovni, že pravděpodobnost, že zemřete vlivem nehody v jaderné elektrárně, je stejná, jako že vás trefí do hlavy meteorit. Tato pravděpodobnost je o mnoho řádů nižší než rizika, která každodenně podstupujeme na silnicích a ulicích.

Čemu vaše závěry pomůžou do budoucna, budou využity nějak v praxi?
Do budoucna může moje práce posloužit odborníkům zabývajícím se návrhy konstrukce palivových souborů, protože ke zlepšení v konstrukci je třeba znát požadavky, které budeme klást na moderní palivové cykly. V mojí práci byly poprvé v historii navrhnuty 18měsíční cykly pro reaktory typu VVER 440, takže z tohoto pohledu může být pro kolegy velmi užitečná. Této problematice se budu věnovat dál, protože je to „pole neorané“, a udělal jsem teprve první krok. V nejbližší budoucnosti nepředpokládáme na JE Dukovany přechod na tyto typy palivových cyklů, ale já věřím, že jejich doba přijde.

Tereza Krobová
Třetí pól, 10/2005