logo


Vsa vprašanja

A001. Kaj pa sploh je jedrska energija?

Jedrska energija je tista energija, ki se sprošča ob spremembah v jedru atoma.

B001. Kateri so sestavni deli jedrske elektrarne?

Glavna sestavna dela jedrske elektrarne imenujemo jedrski otok in turbinski otok. Jedrski otok elektrarne s tlačnovodnim reaktorjem (npr. jedrske elektrarne Krško) sestavljajo reaktor, uparjalniki, črpalke in tlačnik.

Turbinski otok sestavljajo parna turbina, električni generator in kondenzator.

D001. Katere vrste jedrskih odpadkov poznamo?

Običajno delimo radioaktivne odpadke v tri kategorije: visokoradioaktivne, srednjeradioaktivne in nizkoradioaktivne. Visokoradioaktivni odpadki morajo imeti posebne močne ščite (svinec, beton, kamenine, lahko tudi debele plasti vode), ki varujejo ljudi pred sevanjem, razen tega pa morajo biti tudi še hlajeni. Srednjeradioaktivni odpadki potrebujejo ščite, hlajenja pa ne.
Nizkoradioaktivni odpadki ne potrebujejo ne ščitov ne hlajenja (seveda pa ne smejo biti dostopni ljudem ali izpuščeni v naravno okolje).

E001. Kakšne vrste vode poznamo?

V naravi obstajata dva izotopa vodika: običajni (lahki vodik, označujemo s H), ki ima v jedru en sam proton, in težki vodik (označujemo z D), ki ima v jedru poleg protona še nevtron. Oba se s kisikom povežeta v molekulo vode, ki je lahko navadna (lahka) ali težka voda. Navadna in težka voda sta v naravi popolnoma pomešani tako, da pride na približno 6000 molekul navadne vode (H2O) ena molekula težke vode (D2O).

F001. Kolikšen je delež pridobljene energije v Evropi in svetu?

V Evropi je pridobljene iz jedrske energije približno 30 % električne energije, v svetu pa 15 %.

G001. Kako lahko ukrepamo proti učinku tople grede?

Po dosedanjih spoznanjih lahko ukrepamo proti učinku tople grede tako, da omejimo izpuste toplogrednih plinov, ki jih povzroča človek s svojimi dejavnostmi. Med temi sta najpomembnejša ogljikov dioksid kot posledica zgorevanja fosilnih goriv in metan kot posledica kmetovanja. Med ukrepi ima pomembno vlogo jedrska energija, ki ob svojem sproščanju in pretvorbi v elektriko ne povzroča izpustov ogljikovega dioksida.

A002. Za kaj vse uporabljamo jedrsko energijo? Tudi za luč?

Jedrsko energijo v jedrskih elektrarnah pretvarjamo v električno energijo, ki po električnem omrežju teče do uporabnikov. Tam jo  lahko uporabljamo za pogon elektromotorjev, ogrevanje, razsvetljavo (torej tudi za luč) in še marsikaj.

B002. Kakšne vrste je jedrska elektrarna v Krškem?

Jedrska elektrarna Krško ima tlačnovodni reaktor.

D002. Ali je možno radioaktivne odpadke varno odložiti?

Radioaktivne odpadke je možno odložiti zelo varno. Nizko in srednje radioaktivni odpadki (za te bo v Sloveniji zgrajeno odlagališče ob jedrski elektrarni Krško) so predvsem snovi, ki ostanejo po vzdrževalnih delih (npr. obleke za enkratno uporabo, delovni pripomočki, orodja itd.) ter izrabljeni filtri za čiščenje primarne (reaktorske) hladilne vode. Te snovi ne oddajajo toplote, njihova radioaktivnost je majhna in se po približno 300 letih izenači z radioaktivnostjo naravnega okolja. Sode, v katere so odpadke odložili v elektrarni, bodo v odlagališču zalili v betonske vsebnike, te pa odložili v odlagališče. To je izdelano kot nepropusten betonski cilinder, ki sega približno 50 m v zemljo. Odlagališče in vsebniki s sodi ne potrebujejo nikakršnih aktivnih naprav, ker se v njih nič ne dogaja. Življenjsko okolje je pred radioaktivnimi odpadki zaščiteno s štirimi pregradami: kovinski sod, betonski vsebnik, betonski cilinder odlagališča in geološka struktura okrog odlagališča. Podobna skladišča imajo vse države z jedrskimi elektrarnami in z njimi ni nikakršnih težav.

E002. Kakšna je razlika med temperaturo in toploto?

Temperatura je ena od najvažnejših veličin, s katero označujemo stanje snovi. Snovi sestavljajo atomi in molekule, ki se gibljejo. Temperatura je zunanji znak tega gibanja molekul, ki jih seveda ne vidimo.
Toplota je energija. Definirana je kot tista energija, ki prehaja s toplejšega na hladnejše telo (torej s telesa višje temperature na telo z nižjo temperaturo).

F002. Koliko % el. energije proizvedejo HE, koliko TE in koliko JE?

V Sloveniji proizvede jedrska elektrarna Krško približno 40 %, termoelektrarne 35 % in hidroelektrarne 25 % električne energije. V svetu proizvedejo jedrske elektrarne približno 15 %, termoelektrarne 67 %, hidroelektrarne 15 % in ostali obnovljivi viri 3 % električne energije.

G002. Kako lahko ukrepamo proti učinku tople grede in globalnemu segrevanju na osebni, državni in svetovni ravni?

Na osebni ravni ukrepamo proti učinkom tople grede s skromnejšo porabo energije (manj se vozimo z avtom, znižamo temperaturo stanovanja…). Država lahko poskrbi za gradnjo primernih virov energije z manjšimi izpusti, gradi dober javni prevoz (zmanjša uporabo osebnih vozil), stimulira energetsko varčevanje in informira javnost. Na svetovni ravni gre predvsem za uspešno dogovarjanje med državami.

A003. Kakšno energijo proizvajajo v jedrskih elektrarnah?

V jedrskih elektrarnah proizvajajo električno energijo. Ta je enaka kot električna energija iz termoelektrarn ali hidroelektrarn, le da je pridobljena iz jedrske energije namesto iz kemične energije premoga ali potencialne energije vode.

B003. Kje v jedrski elektrarni “nastane” elektrika?

V jedrski elektrarni izkoriščamo energijo cepitve uranovih jeder. Ta se v jedrskem gorivu pretvori v toploto, ki uparja vodo. Para poganja parno turbino (kolesje z lopaticami, ki jih potiskajo curki pare), ta pa se vrti skupaj z električnim generatorjem. V generatorju so navitja z žicami, ki se premikajo med magneti. Po žicah zato steče električni tok, katerega elektrarna odda v omrežje. Povzamemo lahko takole: jedrska energija se je v reaktorju pretvorila v toplotno energijo, ki se je v turbini pretvorila v mehansko energijo za pogon generatorja (vrtenje), iz te pa je v generatorju nastala električna energija.

C001. Kaj je radioaktivnost?

Radioaktivnost je naravni pojav, ki izvira iz jedra atoma. Jedra atomov so sestavljena iz protonov (delcev s pozitivnim nabojem) in nevtronov (delcev brez naboja). Če število protonov in nevtronov v jedru ni v pravem razmerju ali ima jedro višek energije, potem je takšno jedro radioaktivno. Radioaktivna jedra razpadajo na tri različne načine: alfa, beta in gama razpad, ob katerih se sprošča alfa, beta in gama sevanje. (glej tudi Merjenje radioaktivnosti, pdf, 307 KB in spletno stran Agencije RAO)

D003. Ali nastajajo radioaktivni odpadki samo v jedrski elektrarni?

Radioaktivni odpadki nastanejo razen ob delovanju jedrske elektrarne tudi pri uporabi radioaktivnih snovi v medicini, industriji in znanosti, njihova količina pa je relativno majhna.

E003. Kako nastane električna energija?

V elektrarnah jo dobimo tako, da električni generator, ki ga običajno poganja vodna turbina, parna turbina ali kakšen drug stroj, pretvori mehansko energijo v električno energijo. V generatorju so navitja žic, ki se vrtijo v magnetnem polju. Ob tem se v žicah inducira električna napetost, ki požene električni tok.

F003. Kaj je “boljše” (na splošno) jedrska elektrarna ali elektrarna na obnovljive vire in zakaj?

Odgovor je odvisen od naravnih danosti države, ki mora zagotoviti svoji preskrbo z elektriko. Država, ki ima primerne naravne pogoje za gradnjo vodnih elektrarn, bo to seveda izkoristila (npr. Norveška, ki proizvede skoraj vso svojo elektriko v vodnih elektrarnah). Država, ki takih naravnih pogojev nima, ima večji interes za izkoriščanje jedrske energije (npr. Francija, ki proizvede skoraj vso elektriko v jedrskih elektrarnah). Bistveno je, da nobeden od teh dveh tipov elektrarn ne sprošča v okolje ogljikovega dioksida in ne povzroča učinka tople grede.

G003. Iz česa je sestavljen onesnažen zrak?

V onesnaženem zraku so poleg mešanice plinov, ki jo imenujemo zrak (skoraj v celoti sta to dušik in kisik), še druge snovi (delci in plini), ki so posledica človekove dejavnosti. To so npr. produkti zgorevanja premoga, bencina, dizelskega goriva, prah, dušikov oksid itd.

A004. Kaj vse so dobre lastnosti jedrske energije?

Prednosti jedrske energije za pridobivanje elektrike so nizka cena kWh, zelo majhen vpliv na okolje in velika varnost obratovanja. Še posebej pomembno je, da jedrske elektrarne ne sproščajo v ozračje nobenih toplogrednih plinov.

B004. Kaj menite o varnosti JEK? Kaj menite o zaprtju JEK? Kam shranjujemo jedrske odpadke, ki puščajo dolgo, trajno škodljivo sevanje?

Jedrska elektrarna Krško deluje varno in v skladu z nacionalnimi ter mednarodnimi predpisi in standardi. Njena redna, s projektom predvidena obratovalna doba, bo potekla leta 2023, zelo verjetno pa bo podaljšana še za 20 let. Jedrski odpadki (rabljeni gorivni elementi) so shranjeni bazenu za zgorelo gorivo znotraj elektrarne.

D004. Kako radioaktivni odpadki vplivajo na okolje in kje jih shranjujejo?

Pravilno odloženi radioaktivni odpadki nimajo vpliva na okolje. Nizko in srednje radioaktivne odpadke odlagajo tipično v površinska odlagališča. To ne pomeni, da ležijo kar na površini zemlje, ampak, da niso zakopani globoko. Visoko radioaktivne odpadke (izrabljene gorivne elemente) bodo odlagali v globinska odlagališča (več sto metrov pod površino). To ni potrebno zaradi njihovega radioaktivnega sevanja (to bi se ustavilo že na manj kot desetih metrih), temveč zaradi preprečevanja zlorabe radioaktivnih snovi.

E004. Katera energija vzdržuje vodni tok rek?

Tok rek, ki je posledica padavin, vzdržuje sončna energija.

F004. Kako poteka kurjenje v termoelektrarnah?

V sodobnih termoelektrarnah je parni kotel veliko število cevi, ki so kot obloga razporejeni na notranji strani kurišča. Kurišče je jašek škatlaste oblike, v katerega močni ventilatorji, ki delujejo tudi kot mlini za premog, vpihujejo mešanico zraka in premogovega prahu. Ob zgorevanju nastanejo zelo vroči plini, ki grejejo in uparjajo vodo v ceveh, plini pa se zato ohladijo in odtekajo v dimnik. Zelo drobne delce pepela pred izpustom v dimnik polovijo posebni filtri.

G004. Ali so hidroelektrarne škodljive za okolje?

Hidroelektrarne med normalnim delovanjem razmeroma malo vplivajo na okolje. Nekaj vplivov nastane med gradnjo (npr. Preusmeritev naravnega toka reke, poplavljanje dolin itd.). Upoštevati pa je potrebno tudi vpliv morebitnih nesreč (porušitev jezov), ki so lahko katastrofalne.

A005. Kaj pomeni kratica JE?

JE uporabljamo v slovenščini kot kratico za “jedrska elektrarna”. Jedrska elektrarna Krško ima kratico (in tudi uradni naziv firme) NEK (Nuklearna elektrarna Krško).

B005. Kaj bo potem, ko bo nehala elektrarna (JEK) obratovati?

Koncu obratovanja jedrske elektrarne sledi razgradnja. To pomeni razrez, odstranitev in odlaganje tistih konstrukcijskih delov, ki so radioaktivni.
Sem spadajo predvsem deli elektrarne, ki so povezani z jedrskim reaktorjem.
Velika večina delov elektrarne so običajni gradbeni materiali (beton) in kovine, ki jih je mogoče deloma reciklirati.

D005. Kako dolgo “razpadajo” radioaktivni odpadki oziroma po kolikšnem času “izgubijo” reaktivnost?

Radioaktivne odpadke, ki nastanejo ob delovanju jedrskih elektrarn, delimo v dve vrsti. Nizko in srednje radioaktivni odpadki (NSRAO) so posledica vzdrževanja, visoko radioaktivni odpadki (VRAO) pa so izrabljeno gorivo.

Ravnanje z NSRAO določajo razmeroma kratkoživi izotopi, katerih aktivnost se po približno 300 letih zmanjša na aktivnost naravnega okolja. VRAO vsebujejo dolgožive izotope, ki bodo ostali aktivni tudi še po 10 000 letih, tako da je za VRAO potrebno uporabiti drugačen način odlaganja kot za NSRAO.

E005. Od česa je odvisno segrevanje snovi na soncu?

Telo (predmet), ki ga izpostavimo sončnemu sevanju, lahko to sevanje absorbira, odbija ali prepušča. Sevanje je prenos energije z elektromagnetnim valovanjem. Včasih lahko opazimo, da se temni predmeti na soncu segrejejo tako močno, da se na njih lahko celo opečemo. Telo, ki absorbira vse vpadlo sevanje, imenujemo črno telo. Vsako telo, ki je v stiku z okoljem (npr. zrakom, podlago na katerem stoji, itd.), katerega temperatura je nižja od temperature telesa, pa toploto tudi oddaja s prevodom, konvekcijo in sevanjem. Konvekcija je prenos toplote s pomočjo gibanja snovi (npr. gibanjem zraka, ki hladi predmet). Predmet, ki ga pustimo na soncu, torej istočasno prejema toploto sončnega sevanja in oddaja toploto na druge načine. Kadar sta količini prejete in oddane toplote enaki (v ravnotežju), se temperatura telesa ne spreminja več.

F005. Koliko vrst premoga obstaja?

Nekoliko poenostavljeno rečeno ločimo tri vrste premoga glede na delež lahkih ogljikovodikov in ogljika. Lignit, najmanj kvaliteten med premogi, ima med premogi največji delež lahkih ogljikovodikov, najmanjši delež ogljika in najmanjšo kurilno vrednost. Črni premog ima največji delež ogljika (takega, ki je skoraj sam ogljik, imenujemo antracit) in največjo kurilno vrednost. Rjavi premog je po kvaliteti bližji lignitu kot črnemu premogu. Premogi sem med seboj razlikujejo tudi po vsebnosti škodljivih snovi, predvsem žvepla. V Sloveniji imamo skoraj samo lignit. V Velenju npr. kopljejo lignit kot gorivo za termoelektrarne v Šoštanju.

G005. Kako nastane potres?

Večina potresov nastane zaradi nenadnih prelomov v zemeljski skorji, ki jih povzročijo premiki tektonskih plošč – kosov Zemljine skorje, ki “plavajo” na tekoči zemeljski notranjosti. Slovenija je potresno področje blizu stika afriške in euroazijske plošče. To je potrebno upoštevati ob gradnji hiš in industrijskih objektov. Jedrska elektrarna Krško je zgrajena tako, da lahko vzdrži potrese, ki so močnejši od kadarkoli zabeleženih v Sloveniji.

A006. Kakšne bi bile “posledice” ukinitve jedrskih elektrarn?

Jedrske elektrarne proizvedejo na svetu približno 14 % vse jedrske energije, v Evropi 30 %, v nekaterih evropskih državah pa še bistveno več (v Franciji npr. 75 %). Poraba električne energije se ob ukinitvi ne bi spremenila, tako da bi bilo potrebno nadomestno energijo proizvesti predvsem iz fosilnih virov. To bi pomenilo veliko povečanje izpustov ogljikovega dioksida, ki je glavni toplogredni plin. Manjši del manjkajoče električne energije bi bilo mogoče dobiti iz obnovljivih virov (vetrna in fotovoltaična električna energija, vodna energije je že zelo izkoriščena), kar pa zaradi nestalnosti te energije že zdaj povzroča težave v električnih omrežjih držav z znatnimi deleži vetrne in sončne energije.

B006. Koliko urana porabi NEK na leto?

V reaktorju NEK je približno 50 ton urana v 121 gorivnih elementih. Pri menjavi goriva po 18 mesecih obratovanja elektrarne zamenjajo približno tretjino od vseh gorivnih elementov. To je najenostavnejši odgovor. Natančnejši odgovor je, da je v svežih gorivnih elementih približno 5% urana 235, ki med cepitvijo sprošča energijo, ter 95% urana 238, ki se ne cepi. V zgorelih gorivnih elementih, ki so jih zamenjali s svežimi, ostane le malo urana 235. Dejansko je torej reaktor NEK “porabil” v enem letu približno 500 kg cepljivega urana 235. Teh 500 kg ni kar “izginilo” iz gorivnih elementov, ampak so se spremenili v razne radioaktivne izotope. (glej tudi Jedrsko gorivo, pdf, 246 KB)

D006. Kako je v Sloveniji poskrbljeno za radioaktivne odpadke, ki nastajajo izven jedrske elektrarne Krško?

Radioaktivni odpadki te vrste izvirajo iz uporabe radioaktivnih izotopov v medicini, znanosti in industriji. Shranjeni so v Centralnem skladišču radioaktivnih odpadkov, ki se nahaja znotraj Reaktorskega centra (Brinje pri Ljubljani). Ko bo začelo obratovati odlagališče za nizko in srednje radioaktivne odpadke jedrske elektrarne Krško, bodo tja preseljeni tudi ti odpadki.

E006. Zakaj voda zavre pri 100°C?

Švedski znanstvenik Celsius je že v 18. stoletju izbral temperaturno skalo, kjer je označil z O stopinj ledišče vode, s 100 stopinj pa vrelišče vode pri normalnem zračnem tlaku. To definicijo upoštevamo še danes.

F006. Iz katerih delov je sestavljena vetrnica za proizvajanje elektrike?

Glavni deli vetrne turbine (vetrnice) so rotor z lopaticami, zobniški menjalnik in električni generator. Najbolj pogoste so trikrake turbine, kar pomeni, da imajo tri lopatice. Lopatice (po obliki podobne vitkim letalskim krilom) so nastavljive s posebnim mehanizmom, tako da je delovanje turbine mogoče prilagoditi hitrosti vetra. Zobniški menjalnik poveča število vrtljajev vetrnice na število vrtljajev, ki je primerno za delovanje električnega generatorja. Sklop rotorja, menjalnika in električnega generatorja je nameščen na vrhu nosilnega stolpa.

G006. Koliko potresov se v Sloveniji zgodi dnevno?

Potresno aktivnost v Sloveniji lahko sproti spremljamo na domači strani Agencije Republike Slovenije za okolje (tam, kjer je tudi vremenska napoved).

A007. Katera država ima največ jedrskih elektran?

V svetu imajo največ jedrskih elektrarn (103) Združene države Amerike, ki v njih pridobijo približno 19 % vse električne energije. V Evropi ima največ jedrskih elektrarn Francija (58), ki v njih pridobi približno 79 % vse električne energije.
(podatek za april 2013)

B007. Kaj je uranovo gorivo?

Uranovo gorivo je poddomena jedrskega goriva, tj. materiala iz katerega je možno pridobiti jedrsko energijo (gorivo se analogno s kemijo, uporablja kot pojem, iz katerega je možna proizvodnja energije). Jedrsko gorivo je tako tisti material, v katerem potekajo jedrske reakcije, pri tem pa se sprošča energija. Daleč najpogostejši je izotop urana 235, katerega uporablja večina jedrskih elektrarn. Od tod izvira pojem uranovo gorivo. Poleg uranovega se uporablja tudi plutonijevo, oz. mešanica slednjih (t.i. MOX gorivo).

D007. Koliko radioaktivnih odpadkov nastaja letno v Sloveniji?

V Sloveniji nastajajo radioaktivni odpadki v jedrski elektrarni Krško (pretežni delež), medicini in industriji (majhen delež).Skupna letna količina je manj kot 100m3 (za boljšo predstavo – manj kot prostornina sobe 5m x5m x 4m). Vskladiščena prostornina odpadkov je še znatno manjša, ker jim pred skladiščenjem s stiskanjem zmanjšajo prostornino. (glej tudi Radioaktivni odpadki v Sloveniji, pdf, 230 KB)

E007. Zakaj električna napetost ne ubije ptic?

Električna napetost ni nevarna za živa bitja, temveč električni tok, ki ga napetost požene, če je sklenjen tokokrog. Ker ptice samo sedijo na žici pod napetostjo, čez njih ne teče električni tok. Če pa bi z eno nogo stale na eni in bi se z drugo nogo dotaknile sosednje žice na daljnovodu ali pa tal, bi jih pa ubilo.

F007. Koliko energije uspe sončna celica v svojem življenskem obdobju vrniti/pretvoriti iz sončnega obsevanja Zemlje?

Glavni namen širše uporabe foto-voltaičnih sončnih celic je pridobivanje električne energije brez izpustov ogljikovega dioksida. Za izdelavo teh celic pa je potrebna električna energija, katere pretežni del pa izvira iz fosilnih virov, ki ob svojem zgorevanju sproščajo ogljikov dioksid. Zato “življensko učinkovitost” izrazimo s količino ogljikovega dioksida, ki ga delovanje celice povzroči na pridobljeno kilovatno uro električne energije.

Pri sedanjih foto-voltaičnih je to približno 0,1 kg/kWh. Za primerjavo: uporaba premoga v termoelektrarni povzroči izpust približno 1 kg/kWh.

G007. Kaj je termično onesnaževanje? Kje nastane pri jedrskih elektrarnah?

Termično onesnaževanje (termalna polucija) imenujemo pojav, da vsak toplotni stroj, t.j. naprava, ki pretvarja toplotno energijo v mehanično (in naprej v električno) odvaja velik delež te toplote v okolje. Temu se ni mogoče izogniti, ker velja Drugi glavni zakon termodinamike, ki pravi, da prehaja toplota sama od sebe s telesa višje temperature na telo z nižjo temperaturo.

To je vsakomur jasno iz vsakdanjih izkušenj, ima pa globoke posledice za delovanje strojev (in tudi za celo vesolje).

Toplotni stroji so npr. motorji z notranjim zgorevanjem za pogon avtomobilov, parni stroji, plinske turbine za pogon letal itd. Tudi termoelektrarne in jedrske elektrarne so toplotni stroji. Razmerje med količino mehanske oz. električne energije, ki jo dobimo iz stroja, in količino vložene toplotne energije (npr. iz zgorevanja premoga, bencina ali jedrskih reakcij) imenujemo toplotni izkoristek. Ta je pri večini naštetih strojev med 30 % in 40 %. To pomeni, da lahko pretvorimo v koristno mehanično oz. električno energijo le med 30 in 40 % od porabljene toplote, 60 do 70 % toplote pa gre neizkoriščene v okolje. Neizkoriščeni del toplote imenujemo tudi odpadna toplota. Iz nje ni več mogoče pridobiti koristnega dela, ker ima nosilec odpadne toplote (npr. izpušni plini, voda za hlajenje termoelektrarne ali jedrske elektrarne) prenizko temperaturo.

Jedrska elektrarne in termoelektrarna sta s stališča pretvorbe energije enaka stroja in pri enaki koristni moči odvajata v okolje (“onesnažujeta” okolje) enako količino toplote. Toploto odvajata v okolje preko posebnega toplotnega menjalnika – kondenzatorja, v katerem se para po opravljenem delu v turbini spremeni v vodo (kondenzira), tako da jo lahko ponovno črpamo v parni kotel. Kondenzator ima cevi, znotraj katerih se pretaka hladilna voda, ki jo jemljemo iz okolja (v Krškem npr. iz Save). Ta hladilna voda sprejme nase toploto, ki jo pogosto imenujemo odpadna toplota.

Vredno je ponovno poudariti, da odpadna toplota ni posledica slabega znanja inženirjev ali slabe izdelave stroja, temveč posledica Drugega glavnega zakona termodinamike, ki je eden najbolj osnovnih naravnih zakonov.

Termično onesnaževanje oz. odpadna toplota nima globalnih vplivov in ne povzroča sprememb podnebja kot jih npr. učinek tople grede. Vpliva pa lahko na lokalno okolje, npr. tako, da se zaradi prejete odpadne toplote prekomerno segreva reka, kar lahko vpliva na rastline in živali v reki. Zato državni organi, ki izdajajo dovoljenja za obratovanje termoelektrarn in jedrskih elektrarn vedno natančno predpišejo, kolikšno je največje dovoljeno povečanje temperature rečne vode in kolikšen delež pretoka reke se sme odvzemati za hlajenje. Tipično je to nekaj stopinj Celzija. Jedrska elektrarna Krško ima dovoljenje, da lahko s svojo odpadno toploto zviša temperaturo reke Save za največ 3 stopinje Celzija, istočasno pa temperatura Save po segrevanju nikoli ne sme preseči 28 stopinj Celzija. Največji dovoljeni odjem hladilne vode pa znaša 2 5% trenutnega pretoka reke Save.

A008. Kako kaže v prihodnosti jedrski energiji?

Prihodnost jedrske energije je odvisna od političnih odločitev v raznih državah. Zanesljivo pa bodo te odločitve odvisne tudi od globalnih pogojev dobave energije (zlasti nafte), ki prihaja iz politično nestabilnih držav in tudi od obveznosti, ki izhajajo iz Kjotskega sporazuma o omejevanju izpustov ogljikovega dioksida v ozračje. Vedno bolj je očitno, da so jedrske elektrarne edini ekonomsko in okoljsko upravičen velik vir energije, ki je trenutno na razpolago. Tega se zaveda tudi vedno več razvitih držav, ki so začele graditi nove jedrske elektrarne (Finska), se na gradnjo pripravljajo (Francija), o njih poteka javna razprava (Anglija) ali tudi že rezervirajo lokacije za jedrske elektrarne (ZDA). Na Daljnjem vzhodu pa nekatere države pospešeno gradijo jedrske elektrarne (npr. Kitajska, Južna Koreja) ali pa se pripravljajo na gradnjo dodatnih novih jedrskih elektrarn. Jedrski energiji v prihodnosti zaenkrat kaže dobro.

B008. Kako reguliramo moč jedrskega reaktorja?

Moč jedrskega reaktorja reguliramo tako, da vplivamo na število nevtronov, ki vzdržujejo verižno reakcijo (od števila nevtronov je odvisno število cepitev, od tega pa moč reaktorja). To je mogoče izvajati na razne načine, še najlažje razumljiva je uporaba regulacijskih palic. To so palice, ki vsebujejo absorberje nevtronov – snovi, katerih jedra “požirajo” nevtrone, vendar se pri tem ne cepijo, npr. srebro, bor, indij, kadmij. Regulacijske palice lahko posebni mehanizmi poljubno vstavljajo ali izvlačijo iz sredice reaktorja in s tem vplivajo na njegovo moč.

D008. Kaj bi se zgodilo, če bi letalo priletelo v zgradbo, kjer so radioaktivni odpadki? 

V primeru udarca v zgradbo, v kateri so nizko in srednje radioaktivni odpadki, bi ne bilo pričakovati resnejših posledic, ker je celoten inventar radioaktivnih snovi relativno majhen in razdeljen na precej velik volumen in veliko število kosov.

V primeru udarca v zgradbo, v kateri je bazen za zgorelo gorivo, pa bi bile posledice lahko tudi zelo resne. V izrabljenih gorivnih elementih je inventar radioaktivnih snovi velik. Sprostitev in razpršitev že majhnega dela tega inventarja bi pomenila zelo resno radiološko nesrečo. (glej tudi Radioaktivni odpadki v Sloveniji, pdf, 230 KB)

E008. Koliko energije potrebujemo, da segrejemo 1 kg vode za 1 stopinjo in kako imenujemo to veličino?

Energijo, ki jo potrebujemo za segrevanje 1 kg snovi za 1 stopinjo Celzija, imenujemo specifična toplota. Specifična toplota vode je 4200 J/kg.

F008. Iz česa izvira energija v bencinu?

Ob zgorevanju bencina se sprosti toplota ob kemični reakciji (zgorevanju) med kisikom iz zraka ter ogljikom in vodikom iz bencina. Prvotni izvor energije bencina pa je Sonce, ki je s svojo energijo omogočilo nastanek organskih snovi, iz katerih je nato v dolgotrajnem procesu v geoloških plasteh nastala surova nafta – osnovna surovina za pridobivanje bencina.

G008. Zakaj so dimniki termoelektrarn tako zelo visoki?

Dimne pline iz kurišča je potrebno spraviti v čim višje zračne plasti, da se čimprej pomešajo in razredčijo z zrakom. To je še posebej pomembno na mestih, kjer je mogoča lokalna temperaturna inverzija (pojav, da je v višjih zračnih plasteh zrak toplejši kot v nižjih). V takem primeru bi se namreč dim po izstopu iz dimnika nehal dvigati in bi se razlezel po okolici. Primer zelo visokega dimnika s tem namenom je v Termoelektrarni Trbovlje.

A009. Kolikšen delež električne energije proizvede NEK v Sloveniji?

NEK proizvede približno 40 % električne energije v Sloveniji.

B009. Kateri jedrski reaktor je trenutno najbolj sodoben in kako deluje? Ali že obratuje kakšna elektrarna s tem reaktorjem?

Med najsodobnejše reaktorje štejemo projekt EPR (Evropski tlačnovodni reaktor) družbe Areva in projekt AP1000 (tlačnovodni reaktor s pasivno varnostjo) družbe Westinghouse. Nobeden še ne obratuje, jih je pa več v gradnji. Še najbližji dokončanju in začetku obratovanja je EPR na lokaciji Olkiluoto na Finskem.

D009. Kakšni so kriteriji za izbiro prostora za odlagališče radioaktivnih odpadkov?

Kriteriji pri izbiri lokacije za odlagališče radioaktivnih odpadkov so po tehnični plati predvsem geološki. Zelo pomembni so tudi družbeni, npr. poseljenost in družbena sprejemljivost. Več informacij na to temo lahko najdete na spletnih straneh ARAO.

E009. Od kod vse dobimo energijo?

Energije v resnici ne “dobimo”, ampak le pretvorimo razne vrste primarne energije v tako, kot jo potrebujemo (npr. elektriko in toploto). Primarni viri energije so tisti, ki obstajajo v naravi: Sonce (del te energije se že v naravi pretvori v vodno energijo, vetrno energijo in biomaso), fosilna goriva, uran, geotermalni viri, plimovanje (gravitacijski vpliv Lune in Sonca).

F009. Katere so največje elektrarne v Sloveniji?

V Sloveniji je najmočnejša posamezna elektrarna NE Krško(676 Mwe). Med termoelektrarnami je najmočneja TE Šoštanj (683 MWe, kar pa je vsota moči večih TE na isti lokaciji). Med hidroelektrarnami je najmočnejša HE Zlatoličje (141 Mwe) na Dravi. (glej tudi Proizvodnja elektrike v Sloveniji, pdf, 314 KB)

G009. Kaj bi se zgodilo z nivojem vode, če bi se zrak segrel?

Globalno ogrevanje ozračja povzroča taljenje kopenskega ledu in dviganje gladine oceanov. Ta učinek je že merljiv.

A010. Ali Slovenija sploh potrebuje jedrsko energijo?

Jedrska elektrarna v Krškem proizvede letno 40 % električne energije v Sloveniji. Trenutno nimamo dovolj energetskih objektov, s katerimi bi lahko nadomestili prispevek jedrske elektrarne. Glede na obstoječo izrabljenost vodnega potenciala bi morali kot nadomestilo poleg hidroelektrarn zgraditi vsaj eno ali več manjših termoelektrarn (premog ali plin). Slaba stran te rešitve bi bil predvsem dodaten prispevek k emisijam ogljikovega dioksida. (glej tudi Deleži jedrske energije v proizvodnji elektrike, pdf, 281 KB)

B010. Do kdaj naj bi delovala jedrska elektrarna Krško?

Življenska doba jedrske elektrarne Krško, ki je bila določena s projektom, bi se iztekla leta 2023. Elektrarna je bila tekom dosedanjega obratovanja zelo dobro vzdrževana in posodobljena, tako da bo njena življenska doba zelo verjetno podaljšana še za 20 let, torej do leta 2043.

D010. Kolikšno nevarnost za okolje predstavlja odlagališče radioaktivnih odpadkov?

Odlagališče nizko in srednje radioaktivnih odpadkov za okolje ni nevarno, saj za svoje “obratovanje” ne potrebuje nobene energije, niti ne oddaja v okolje nobene omembe vredne energije niti sevanja.

E010. Kakšno vlogo imajo elektroni pri električni energiji?

Električno energijo prenaša od vira do porabnika električni tok v vodniku (žici). Električni tok pa je tok elektronov.

F010. Koliko kg ogljikovega dioksida na leto v ozračje spusti povprečna slovenska termoelektrarna?

Slovenske termoelektrarne so po velikosti precej različne in je težko izbrati povprečno. Bolj smiselno je zato navesti podatek, da vse slovenske termoelektrarne skupaj spustijo v ozračje na leto približno 5 milijonov ton ogljikovega dioksida.

G010. Kakšna je lahko kontaminacija pri jedrski nesreči oz. uhajanju radioaktivnih snovi? ( s prahom, zrakom, dežjem, hrano..) in kakšna je potem zaščita in dekontaminacija pri posameznih vrstah onesnaženja?

Najbolje bo, da si za primer ogledamo kar Černobilsko nesrečo. Ob tem se moramo zavedati, da je bil Černobilski reaktor zelo poseben tip reaktorja, ki so jih imeli le v bivši Sovjetski zvezi. V reaktorjih zahodnega tipa (kot ga ima npr. Nuklearna elektrarna Krško) je nesreča takšne vrste nemogoča. Nesreča s tako veliko sprostitvijo radioaktivnih snovi pa je izjemno malo verjetna.

Černobilski reaktor je eksplodiral kot posledica pomanjkljive varnostne zasnove in nespoštovanja predpisanih postopkov. Do nesreče je prišlo med izvajanjem poskusa, ki ni bil pravilno pripravljen in primerno varnostno ovrednoten. Najprej je po popolni izgubi nadzora nad reaktorjem zaradi visoke toplotne moči prišlo do poškodbe hladilnih kanalov v reaktorju, nato pa je prišlo do kemične reakcije katere posledica je bila nastanek mešanice prostega vodika in kisika, ki je eksplodirala ob prisotnosti vročega goriva in grafita (parna eksplozija). Sledil je več dni trajajoč požar tisočev ton grafita (moderatorja – pomembnega dela reaktorja, brez katerega v takem tipu reaktorja verižna reakcija v uranu ni mogoča). Med eksplozijama in v požaru so bile temperature tako visoke, da se je v ozračje iz sredice reaktorja sprostil znaten delež raztaljenih in uparjenih razcepnih produktov (izotopov, nastalih po cepitvi uranovih jeder), ki so pri normalnih temperaturah v trdnem stanju, ter plinasti razcepni produkti. Del razcepnih produktov se je po nesreči usedal v bližnji Ukrajini, Belorusiji in Rusiji, velik delež pa so odnesli višinski zračni tokovi (najprej proti Skandinaviji, nato pa proti srednji, zahodni in južni Evropi).

S stališča prejetih doz sevanja in zdravstvenih učinkov na prebivalstvo so bili kratkoročno po nesreči najnevarnejši jod-131 in žlahtni plini, ki so razmeroma kratkoživi (jod-131 ima razpolovno dobo 8 dni). Jod-131 pride v telo z vdihavanjem in kontaminirano hrano, radioaktvni žlahtni plini pa so nevarni le kot zunanji vir sevanja iz radioaktivnega oblaka. Poleg omejitve zadrževanja na prostem je možno le profilaktično uživanje tablet s kalijevim jodidom in omejitev uporabe hrane. Pri profilaksi s stabilnim jodom zasitimo ščitnico in bistveno zmanjšamo količino radioaktivnega joda, ki bi ga sicer absorbirala ščitnica. Profilaksa s stabilnim jodom večinoma ni bila izvedena takoj po nesreči, na žalost niti omejitev zadrževanja na prostem. Naknadna uporaba kalijevega jodida ne pomaga in veliko otrok je prejelo nevarno visoke doze sevanja na ščitnico, število primerov raka na ščitnici pri otrokih se je zelo povečalo.

Dolgoročno po nesreči sta bila najnevarnejša radioaktivna izotopa cezija (cezij-134, cezij-137) in stroncij-90, ki sta kemično sorodna kaliju in kalciju ter ju zato človeški organizem dobro absorbira. Vnos v telo poteka predvsem z hrano, problem pa je tudi sevanje teh izotopov na področju, kjer so tla močneje kontaminirana. Kontaminacija okrog Černobila (pa tudi v srednji in zahodni Evropi) je bila zelo neenakomerna, večinoma sorazmerna količini padlega dežja, ki je izpral delce iz radioaktivnega oblaka. Kontaminirano področje okrog Černobila je bilo bistveno večje od kroga s polmerom 30 km, ki je bilo določeno kot prepovedano območje. Dekontaminacija tako velikih področij praktično ni izvedljiva. Edini možen ukrep so bile velike evakuacije prebivalstva in prepoved uživanja prehrambenih izdelkov, ki so bili kontaminirani s cezijem. Prebivalstvo je dobivalo neoporečna živila od drugod.

Potrebno je povedati, da kontaminirana področja ne bodo ostala trajno nenaseljiva. Koncentracija radioaktivnih izotopov se s časom zmanjšuje zaradi migracije v globlje plasti zemlje in radioaktivnega razpada (razpolovni čas je okrog 30 let) in bo postopoma možno ponovno začeti uporabljati večino trenutno evakuiranih področij. Kdaj se bo to zgodilo, je zaenkrat še težko povedati.

Na konferenci Mednarodne agencije za atomsko energijo septembra 2005 na Dunaju so strokovnjaki mednarodnih organizacij, članic Organizacije združenih narodov, analizirali vse dosegljive podatke in ugotovili posledice nesreče:

47 reševalcev je umrlo zaradi neposrednih posledic sevanja (akutnega radiacijskega sindroma). Približno 4000 otrok je zbolelo za rakom na ščitnici, 9 jih je umrlo.

Približno 4000 ljudi med skupno 600.000 reševalci, evakuiranci in prebivalci najbolj kontaminiranih področij bo verjetno umrlo za rakom in levkemijo zaradi sevanja. To je približno 3% smrti zaradi spontanega raka, ki ni povezan s černobilskim sevanjem.

Razen znotraj 30-kilometrskega izključitvenega območja so nivoji sevanja spet večinoma normalni. (glej tudi Černobil, pdf, 235 KB)

E011. Kaj ima anomalija vode opravka z našim telesom in našo temperaturo v telesu?

Anomalija vode (pojav, da ima voda največjo gostoto pri štirih stopinjah Celzija) nima vpliva na fiziologijo človekovega telesa. Normalna temperatura zdravega človeka je med 36 in 37 stopinjami Celzija. Že samo nekaj stopinj nižja temperatura pomeni hudo podhladitev, ki se lahko konča tudi s smrtjo.

D011. Koliko odpadkov je visoko reaktivnih, srednje in nizko reaktivnih? Kaj so viri teh odpadkov? Kje so shranjeni?

V Sloveniji nastanejo visoko radioaktivni odpadki samo ob obratovanju jedrske elektrarne Krško. To so izrabljeni gorivni elementi, ki jih hranijo v bazenu za zgorelo gorivo.

Največ nizko in srednje radioaktivnih odpadkov prav tako nastane med obratovanjem jedrske elektrarne Krško. Ti so shranjeni v skladišču na lokaciji elektrarne.

Nizko in srednje radioaktivni odpadki medicine, industrije in raziskovalne dejavnosti so shranjenev Prehodnem skladišču na Brinju.

Natančnejši podatki o količini odpadkov so navedeni na spletni strani Agencije za radioaktivne odpadke (ARAO).

G011. Kako ravnajo z odpadki v termoelektrarnah in kateri so ti odpadki?

Glavni odpadek termoelektrarne je ogljikov dioksid (produkt zgorevanja), ki ga TE spusti skozi dimnik v zrak. Druge rešitve zaenkrat ni. Večina premogov, ki jih kurijo v TE, pa vsebuje tudi nekaj žvepla, iz katerega ob zgorevanju nastane strupen žveplov dioksid (iz tega pa v stiku z zračno vlago žveplasta in žveplena kislina, ki sta obe zelo škodljivi za okolje).

Žveplov dioksid je mogoče izločiti s sistemom za “pranje” dimnih plinov. Rezultat tega so velike količine sadre (mavca), ki ga je potrebno odlagati. Znatno količino odpadkov predstavlja tudi filtrski pepel. To so minerali v obliki finega prahu, ki ga polovijo iz dimnih plinov posebni električni filtri. Filtrski pepel je mogoče uporabiti kot surovino za izdelavo gradbenih materialov, vendar včasih vsebuje preveč radioaktivnih snovi.

A011. Kako še imenujemo jedrsko elektrarno?

Alternativen izraz za jedrsko elektrarno je nuklearna elektrarna.

B011. Kaj se zgodi z izrabljenim gorivom v jedrski elektrarni?

Izrabljeno gorivo (gorivne elemente, ki vsebujejo premalo urana-235, da bi lahko z njimi vzdrževali verižno reakcijo) ob menjavi goriva iz reaktorja premestijo v bazen za izrabljeno gorivo. To je bazen v posebni zgradbi poleg reaktorske zgradbe, v katerem lahko izrabljeni gorivni elementi ostanejo tudi do konca življenske dobe elektrarne.

F011. Kakšna je razlika med hidroelektrarno in termoelektrarno?

Generator hidroelektrarne poganja vodna turbina (kolo z lopaticami, na katere delujejo curki vode), generator termoelektrarne pa parna turbina (kolo z lopaticami, na katere delujejo curki pare).

E012. Kje so večje izgube pri pretvorbi oblik energije?

Praviloma so izgube največje pri pretvorbi toplotne energije v mehansko delo. Termoelektrarne in jedrske elektrarne so toplotni stroji, ki toploto zgorevanja goriva (npr. premoga) ali cepitve urana uporabijo za proizvodnjo pare, ki poganja parno turbino, ta pa električni generator.
Razmerje med delom (mehansko energijo), ki ga daje turbina, in vloženo toploto imenujemo toplotni izkoristek. Ta je pri toplotnih strojih, med katere spadajo tudi bencinski in dizelski motorji ter plinske turbine, tipično med 35 % in 45 %.

Toplotnega izkoristka ni mogoče bistveno povečati, ker je posledica drugega glavnega zakona termodinamike in ne slabe tehnologije.

G012. Kaj je termalna polucija?

Termalna polucija (pravilen slovenski izraz je toplotno onesnaževanje) pomeni pretirano obremenjevanje okolja z odpadno toploto. Vsi toplotni stroji (naprave, ki pretvarjajo toplotno energijo v mehansko energijo, npr. termoelektrarne, avtomobilski motorji, plinske turbine itd.) delujejo tako, da lahko 30 – 40 % toplote spremenijo v mehansko energijo, ostalo pa odvedejo v okolje. To je posledica naravnega zakona, ki mu rečemo drugi glavni zakon termodinamike. Odpadno toploto termoelektrarne (in tudi jedrske elektrarne) tipično odvedejo v reke ali morja s pomočjo pretočnega hlajenja, zelo pogosto pa tudi s hladilnimi stolpi v ozračje. Ob tem je potrebno paziti, da ne pride do pretiranega segrevanja reke ali morja, ki ima lahko škodljiv vpliv na biosfero. Pri rekah so dopustna segrevanja približno 3 stopinje celzija.

A012. Kakšna je cena uranove tabletke?

Cena (vrednost) posamezne tabletke v gorivnem elementu je okrog 15 € (izračunano iz cene gorivnega elementa in števila tabletk v elementu).

Jedrske elektrarne seveda kupujejo cele gorivne elemente in ne posameznih tabletk.

B012. Koliko kW ur elektrike dnevno (letno) proizvede NE Krško?

NE Krško proizvede dnevno približno 17 milijonov kWh električne energije.
(podatek za marec 2013)

F012. Kaj vse poganja vodni tok?

Prostih vodnih tokov v rekah ali potokih običajno ne izkoriščamo za proizvodnjo elektrike. V redkih primerih ti tokovi še poganjajo mline (znan je npr. plavajoč mlin na Muri).

V hidroelektrarnah nastanejo vodni tokovi med lopaticami vodne turbine, ko se potencialna energija vode spremeni v hitrostno. Ti tokovi potem poganjajo rotor turbine, ta pa električni generator.

D012. Kako je načeloma zgrajeno odlagališče nizko in srednje radioaktivnih odpadkov?

Odlagališče nizko in srednje radioaktivnih odpadkov mora biti zgrajeno tako, da radioaktivne snovi ne morejo prodreti v življenjski prostor.

G013. Zakaj sodi hladilna voda med onesnaževalce voda?

Kadar ima termoelektrarna ali jedrska elektrarna pretočno hlajenje (hlajenje z vodo, odvzeto neposredno iz reke ali jezera), je možno “toplotno” onesnaženje. To pomeni, da bi se voda segrela do take mere, ki bi pomenila bistven odmik od naravnih pogojev za življenje rastlin in živali v vodi.

Povišana temperatura negativno vpliva tudi na topnost kisika v vodi. Zato za pretočno hlajenje veljajo posebni kriteriji za zaščito vode. V JE Krško npr. je dovoljen odvzem največ 25% pretoka Save, povišanje temperature Save za največ 3 stopinje celzija, najvišja temperatura Save pod elektrarno pa ne sme preseči 28 stopinj celzija.

A013. Katera država Evrope ima največ jedrskih elektrarn?

Največ jedrskih elektrarn v Evropi ima Francija – 58 delujočih in 1 v gradnji. Francija pridobi 78 % elektrike iz jedrske energije.

E013. Kakšen je povprečni zračni tlak na Triglavu?

Zračni tlak na vrhu Triglava je nekaj več kot 70 kPa (kilopaskalov) oziroma dobrih 70 % normalnega zračnega tlaka.

B013. Zakaj je glede na kritičnost cilinder manj primeren od krogle?

Reaktor je kritičen (deluje na konstantni moči), kadar se ne “izgubi” preveč nevtronov, ki so potrebni za vzdrževanje verižne reakcije. Eden od načinov izgubljanja nevtronov je pobeg nevtronov iz sredice. Krogla ima od vseh teles z enako prostornino (oziroma enako količino goriva) najmanjšo površino in torej na ta način “izgubi” najmanj nevtronov.

F013. Kakšen je postopek pridobivanja električne energije v hidroelektrarni?

Hidroelektrarna deluje tako, da izkorišča potencialno energijo vode za jezom (energijo, ki jo ima voda zaradi svojega položaja). Voda priteče do vodne turbine, v kateri se potencialna energija vode pretvori v hitrostno energijo – nastanejo hitri curki vode, ki delujejo na lopatice rotorja (vrtečega se dela vodne turbine). Rotor poganja električni generator, ki oddaja elektriko v omrežje.

D013. Koliko bo znašala predvidena temperatura visoko radioaktivnih odpadkov v končnem odlagališču? Koliko časa bo trajalo, da ta pade pod 100°C?

Temperatura visoko radioaktivnih odpadkov (izrabljenega goriva) je nižja od 100 stopinj celzija že ob menjavi goriva, ko izrabljene gorivne elemente premestijo iz reaktorja v bazen za skladiščenje izrabljenega goriva znotraj jedrske elektrarne.

G014. Pri katerem premogu ostane največ pepela?

Največ pepela nastane pri zgorevanju manj kvalitetnih premogov kot so lignit in rjavi premog.

A014. Kaj se kot gorivo uporablja pri fuziji?

V fuzijskem reaktorju ITER, ki je sedaj v gradnji, bosta gorivo devterij in tritij.

E014. Kakšen je delež soli v arktičnem ledu?

V ledu, ki nastane iz morske vode (tudi v arktičnem ledu) ni soli. Ob zmzovanju se molekule vode urejajo v kristalno strukturo, v katero se sol ne more vgraditi in se zato izloči.

B014. Kako, da ima nov blok TE izkoristek 44 %, v šoli pa nam je bilo predstavljeno, da so meje izkoristkov toplotnih strojev 33 %?

Izkoristki toplotnih strojev, med katere spadajo tudi jedrske elektrarne, so odvisni od temperatur njihovih delovnih medijev in kvalitete izdelave. Večina novejših termoelektrarn ima izkoristke preko 40 %, nove jedrske elektrarne, ki so sedaj v gradnji, pa blizu 37 %.

F014. Kakšne vrste elektrarn imamo v Sloveniji?

V Sloveniji imamo jedrsko elektrarno Krško, 4 večje in okrog 60 manjših termoelektrarn, 19 večjih in precejšnje število malih hidroelektrarn, precejšnje število majhnih fotovoltaičnih elektrarn in eno vetrno elektrarno.

D014. Koliko kg visoko radioaktivnih odpadkov bo nastalo do konca obratovanja NEK? Kolikšni bodo stroški njihovega končnega odlaganja?

Do konca projektne življenjske dobe (40 let) bo jedrska elektrarna Krško porabila približno 700 ton goriva, ki ga po odstranitvi iz reaktorja štejemo kot visoko radioaktivni odpadek.

G015. Kako se imenuje naprava za merjenje potresnih sunkov?

Naprava za merjenje potresnih sunkov se imenuje seizmograf.

A015. Kakšna je razlika med jedrsko elektrarno z eno ali več enotami in koliko enot lahko obstaja teoretično in praktično?

Na isti lokaciji je zelo pogosto več enot (reaktorjev), vse skupaj pa imenujemo jedrska elektrarna. Vsaka od teh enot je popolnoma samostojna in lahko deluje neodvisno od drugih. Več enot na eni lokaciji ima znatne prednosti:

  •  jedrske lokacije je težko pridobiti in so zato dragocene, upravičena je gradnja večih enot na isti lokaciji,
  • postopki pridobivanja dovoljenj (lokacijskih, gradbenih, obratovalnih, itd.) se poenostavijo in skrajšajo,
  • vzdrževanje z vsemi službami in infrastrukturo je lahko skupno za vse enote in s tem cenejše,
  • šolanje osebja je učinkovitejše (vsaka enota ne potrebuje svojega simulatorja, instruktorji so lahko skupni, večja je izmenjava izkušenj, itd.).

Omejitev števila enot na eni lokaciji izvira iz tehničnih, ekonomskih, prostorskih in ekoloških danosti (npr. koliko hladilne vode je na razpolago). V svetu je na isti lokaciji zelo pogosto več enot, včasih tudi 8.

E015. Od česa je odvisna gostota?

Gostota snovi je odvisna od kemičnega elementa (natančneje masnega števila) in od razporeditve atomov v snovi (trdna snov, kapljevina ali plin).

B015. Kaj je to 3. generacija jedrskih reaktorjev?

Tretja generacija jedrskih reaktorjev je po načinu delovanja zelo podobna sedanjim, imajo pa precej izboljšane varnostne lastnosti.

F015. Kolikšen je izkoristek pri Ljubljanskem TE-TOLu (toplotna in električna energija)?

Termodinamični izkoristek (razmerje med proizvedeno električno energijo in vloženo toplotno energijo) vsake termoelektrarne, ki je kombinirana s toplarno, je znatno slabši od izkoristka čiste termoelektrarne. Vendar to vzamemo v zakup, ker izkoristimo tudi toploto npr. za ogrevanje ali procese v industriji. Tak način pridobivanja električne energije je zelo upravičen v mestih in industrijskih središčih, kjer pogosto potrebujemo oboje.

D015. Koliko nastane radioaktivnih odpadkov na kWh? Koliko je od tega visoko radioaktivnih odpadkov?

Ob delovanju jedrske elektrarne Krško nastane na 1 kWh približno 3 tisočinke grama visoko radioaktivnih odpadkov (izrabljenega goriva) in približno 1 stotinka kubičnega centimetra nizko in srednje radioaktivnih odpadkov.

Količine so res izredno majhne, potrebno pa je upoštevati, da je potrebno s temi odpadki zaradi njihove radioaktivnosti ravnati drugače kot z navadnimi odpadki. Finančna sredstva za ravnanje z radioaktivnimi odpadki se zbirajo sproti od vsake proizvedene kwh in nabirajo v posebnem skladu.

Za primerjavo je zanimivo, da v termoelektrarni na premog nastane na 1 kWh približno 1000 gramov odpadkov. To je skoraj v celoti ogljikov dioksid, ki gre naravnost v zrak. Zaenkrat še ni nobene možnosti odlaganja in TE tudi nimajo sklada, v katerem bi se od vsake kWh nabirala finančna sredstva za odlaganje odpadkov.

G016. Kakšen je postopek zmanjševanja negativnih vplivov termoelektrarn?

Škodljive vplive delovanja termoelektrarn je mogoče zmanjšati z dobrimi tehnologijami čiščenja dimnih plinov, iz katerih odstranimo predvsem delce (pepel) in žveplov dioksid. Ogljikovega dioksida, ki je običajno glavni produkt zgorevanja fosilnih goriv, zaenkrat še ni mogoče odstraniti na ekonomičen način, tako da ga TE sproščajo v okolje.

A016. Kdaj je nastal Izobraževalni center za jedrsko tehnologijo (ICJT)?

Izobraževalni center za jedrsko tehnologijo Milana Čopiča (ICJT) je začel delovati leta 1989, usposabljanje operaterjev na Institutu Jožef Stefan pa je potekalo tudi že prej.

E016. Zakaj je zrak toplejši na tleh?

Na sončen dan je zrak ob tleh toplejši, ker se segreje v stiku s toplimi tlemi, ki so prejele energijo sončnega sevanja. Zrak ob tleh pa je ponoči lahko tudi hladnejši, ker tla oddajajo svojo toploto s sevanjem v nebo in se ohladijo. V stiku s hladno površino tal se ohladi tudi zrak.

B016. Kaj je to 4. generacija jedrskih reaktorjev?

Reaktorji četrte generacije so novi tipi reaktorjev, ki bodo imeli zelo izboljšane varnostne lastnosti, povečan izkoristek, možnost “jedrskega sežiganja” radioaktivnih odpadkov in zelo zmanjšano možnost pridobivanja jedrskih snovi za vojaške namene. Mednje spadata npr. hitri reaktor, hlajen s tekočim natrijem in visokotemperaturni reaktor, hlajen z vodikom.

F016. Koliko energije prihranimo, če vodo grejemo s pomočjo sončnih kolektorjev?

Nekaj kvadratnih metrov sončnih kolektorjev lahko eno gospodinjstvo oskrbuje z vso sanitarno toplo vodo (seveda pod pogojem, da je hiša na sončni lokaciji in da sije sonce). Prihrani torej približno toliko energije, kot bi je potrebovali za ogrevanje bojlerja.

D016. Kako je v Sloveniji poskrbljeno za radioaktivne odpadke, ki nastajajo drugje?

Radioaktivni odpadki, ki nastanejo izven jedrske elektrarne Krško (npr. v medicini, industriji in znanosti), so shranjeni v Centralnem skladišču v Brinju.

A017. Kaj se bo zgodilo s pridelovanjem naše energije, ko bo zaprta NEK?

NEK proizvede letno 6 TWh električne energije, kar je več kot 40 % proizvodnje elektrike v Sloveniji. Polovica proizvedene elektrike pripada Hrvaški. Ob zaprtju NEK bo morala Slovenija manjkajoče 3 TWh pridobiti iz drugih virov ali uvoza.

G017. Kateri onesnaževalci in drugi vplivi so nastali pri obratovanju TE?

Večina termoelektrarn uporablja kot gorivo fosilna goriva. Ob zgorevanju nastajajo snovi spojine in delci, ki lahko škodujejo okolju in zdravju: dušikovi oksidi so strupeni, žveplov dioksid tvori z zračno vlago kisli dež, ogljikov dioksid prispeva k učinku tople grede, zdravju škodljivi so tudi delci (zelo fin pepel). Nekatere od teh se da skoraj popolnoma odstraniti s postopki čiščenja dimnih plinov, npr. žveplov dioksid in pepel, nekaterih pa s sedanjimi postopki ni mogoče zajeti na ekonomsko upravičen način, npr. ogljikovega dioksida, in ga zato TE izpušča v ozračje.

E017. V katero obliko energije pretvarjajo sončno energijo sončni kolektorji in v katero sončne celice?

Sončni kolektorji pretvarjajo sončno energijo v toploto, sončne celice (pravimo jim tudi fotovoltaične sončne celice) pa v električno energijo.

B017. Kje nastaja para, ki poganja parno turbino?

Para za pogon uparjalnika nastaja v uparjalniku s pomočjo toplote iz primarnega (reaktorskega) sistema jedrske elektrarne.

F017. Katero gorivo kurijo v TE-TOL?

Gorivo v TE-TOL je indonezijski premog z majhno vsebnostjo žvepla, ki mu dodajajo 8 % lesnih sekancev.

D017. Kateri so jedrski odpadki v Sloveniji in koliko ton jih je?

V Sloveniji imamo v jedrski elektrarni Krško visoko radioaktivne odpadke (izrabljeno gorivo, na leto cca. 6 m³), srednje radioaktivne odpadke (predvsem odpadke čistilnih naprav za primarno hladilo) in nizko radioaktivne odpadke (posledica vzdrževalnih del). Nizko in srednje radioaktivnih odpadkov nastane na leto približno 50 m³. Vsi ti so skladiščeni znotraj jedrske elektrarne.

V Centralnem skladišču RAO na Brinju so shranjeni radioaktivni odpadki, ki so nastali v medicini, industriji in raziskovalni dejavnosti (na leto jih nastane nekaj m³).

G018. Kje nastane potres?

Potresi običajno nastanejo na geoloških prelomnicah. Področja, kjer so potresi pogosti, so znana, tako da je možno napovedati, kje se bodo potresi pojavljali. Kljub vsem prizadevanjem pa zaenkrat še ni mogoče napovedati, kdaj bo potres nastopil.

A018. Kolikšna je cena urana?

En kilogram uranovega oksida, ki je surovina pred začetkom procesa obogatitve urana, stane na svetovnem trgu približno 100 eur. To je zelo približen podatek, ker se cene na svetovnih borzah surovin stalno spreminjajo. Bolj pomemben podatek je, da cena goriva v jedrski elektrarni (obogatenega urana) predstavlja samo približno 10 % cene proizvedene kilovatne ure električne energije. Spreminjanje cene urana na svetovnem trgu torej zelo malo vpliva na ceno elektrike iz jedrske elektrarne.

E018. Od česa je odvisno vrelišče?

Vrelišče kapljevin (vode, alkohola, živega srebra itd.) je odvisno od tlaka nad gladino kapljevine.

B018. Koliko tabletk je v reaktorju?

V reaktorju jedrske elektrarne Krško je 121 gorivnih elementov, v vsakem je 235 gorivnih palic, v vsaki gorivni palici pa približno 400 tabletk. Tabletk je torej približno 11 milijonov. Skupna količina urana v sredici reaktorja je približno 50 ton.

F018. Kakšna je hitrost lopatic vetrne elektrarne?

Pri sedanjih vetrnih elektrarnah se gibljejo konice kril (lopatic) s hitrostjo več kot 300 km/h (krog 90 m/s). Krila so dolga približno 40 m, kar pomeni, da se vetrnica zavrti približno dvajsetkrat v minuti.

D018. Velika verjetnost je, da občani Slovenije ne bodo nikjer pristali na gradnjo odlagališča. In kaj potem?

Občani Krškega so pristali na gradnjo odlagališča v bližini jedrske elektrarne Krško, občina Krško pa bo kot kompenzacijo dobivala zelo lepo letno rento.

A019. Koliko približno stane gradnja JE in kako dolgo se jo gradi?

Gradnja sodobne JE stane štiri do pet milijarde evrov. Fizična gradnja (na samem gradbišču) traja okrog pet let. Izbira projekta, iskanje lokacije, strokovne študije, pridobivanje soglasij in gradbenega dovoljenja pa traja tudi okrog pet let. V svoji predvideni življenski dobi (za sodobne elektrarne je šestdeset let) pa proizvede električno energijo v vrednosti okrog trideset milijard evrov.

G019. Ali jedrske elektrarne škodujejo okolju?

Jedrske elektrarne zelo malo vplivajo na okolje. Njihov glavni vpliv je segrevanje vode (rečne, jezerske, morske ali v hladilnem stolpu), ki jo uporabljajo za hlajenje kondenzatorja v klasičnem delu elektrarne. Ta vpliv pa je enak, kot bi ga imela termoelektrarna iste moči na fosilno gorivo (premog, nafto ali plin). Sevalni vpliv je izredno majhen. Ob sami ograji jedrske elektrarne je več stokrat manjši od vpliva sevanja naravnega okolja. Lahko pa trdimo, da jedrske elektrarne okolju posredno zelo koristijo, saj »prihranijo« okolju velike količine ogljikovega dioksida, ki bi nastal ob zgorevanju fosilnih goriv. Termoelektrarna podobne moči, kot je jedrska elektrarna Krško, letno porabi več milijonov ton premoga, glavni produkt zgorevanja – ogljikov dioksid – pa gre naravnost v ozračje. V Evropi prihranijo jedrske elektrarne približno toliko ogljikovega dioksida, kot če bi umaknili s cest 200 milijonov avtomobilov. (glej tudi Sevanje okolja, pdf, 337 KB in Jedrska elektrarna Krško in okolje, pdf, 215 KB)

E019. Kaj se zgodi z vodo pri štirih stopinjah Celzija?

Voda ima pri štirih stopinjah Celzija največjo gostoto.

B019. Zakaj je za jedrsko cepitev primeren samo uran-235?

Uran-235 (edini cepljivi izotop v naravi) ima v jedru ravno pravo število protonov in nevtronov, da ga je mogoče cepiti in lahko v njem poteka samovzdrževalna verižna reakcija. Cepljiv je tudi plutonij-239, ki pa ga ni v naravi in ga lahko pridobimo v jedrskem reaktorju.

F019. Kolikšen delež električne energije v Sloveniji uvažamo?

Pred nastopom ekonomske krize v Sloveniji, zaradi katere se je zmanjšala poraba električne energije v industriji, je Slovenija uvažala 10 do 20 %, zdaj pa je uvoz znatno manjši. Kratkoročno ali intervencijsko, npr. ob remontu ali ustavitvi jedrske elektrarne Krško, je lahko uvoz bistveno večji.

D019. Kje vse nastajajo radioaktivni odpadki?

Radioaktivni odpadki nastajajo ob obratovanju jedrskih elektrarn ter ob uporabi radioaktivnih snovi v medicini, industriji in znanosti (glej tudi poglavje o radioaktivnih odpadkih v Mali enciklopediji jedrske energije, pdf, 333 KB).

G020. Kolikšen odstotek Zemeljenega površja še ni onesnažen?

Žal je vprašanje preveč nedefinirano, da bi bilo mogoče nanj konkretno odgovoriti. Ni navedeno, za kakšno vrsto onesnaženja gre.

A020. Pri katerem tlaku in temperaturi poteka jedrska reakcija fuzija na Zemlji (bodoči fuzijski reaktorji) in pri katerem tlaku na zvezdah oziroma Soncu?

Sonce je tipična zvezda. Fuzija v Soncu poteka pri temperaturi okrog 16 milijonov stopinj celzija, tlak pa je tako visok, da je gostota snovi (plazme) približno 150-krat večja od gostote vode. V fuzijskem reaktorju je potrebna za fuzijo temperatura vsaj 100 milijonov stopinj celzija, tlak pa je izredno nizek (gostota plazme je le 1 miligram na kubični meter, oziroma samo milijoninka gostote vode).

E020. Kaj je značilno za kapljevine?

Značilno za kapljevino je, da teče, da nima določene oblike, vendar ima določeno prostornino. Kapljevina tudi ni stisljiva.

B020. Koliko je zaposlenih v jedrski elektrarni Krško?

V jedrski elektrarni Krško je zaposlenih okrog 600 ljudi.

F020. Koliko časa bo še zadostovala nafta pri današnji uporabi?

Brez dvoma so svetovne zaloge nafte (kot tudi vseh drugih surovin) omejene. Nemogoče je napovedati, kdaj je bo zmanjkalo, ker istočasno s porabo odkrivajo nova najdišča nafte in drugih nekonvencionalnih virov (npr. oljnih skriljavcev). Po zelo grobih ocenah je porabljena približno polovica svetovnih zalog nafte.

D020. Kako dobro so zaščiteni bazeni za hrambo visokoradioaktivnih odpadkov pri jedrski elektrarni Krško? Je škoda ob terorističnem napadu teoretično možna? Če ja, kakšne bi bile posledice?

Jedrska elektrarna Krško je zaradi svoje robustne zasnove, pa tudi skrbnega organizacijskega in tehničnega varovanja, izredno odporen objekt, ki mu teroristični napad ne bi mogel prizadeti pomembnenjše škode. Morebitne posledice napada bi bile predvsem ekonomske (zaradi možne prekinitve proizvodnje električne energije).

A021. Kako iz uranove rude (Žirovski vrh) naredijo uranovo gorivo (uranov dioksid v tabletkah)?

Uranovo rudo sestavlja veliko kamenine (jalovine) in le malo urana. Kamenje zmeljejo in s fizikalno/kemičnimi postopki koncentrirajo rudo v obliko, ki ji rečemo rumena pogača. Ta je osnova za predelavo v uranov heksafluorid (plin), s pomočjo katerega je mogoče v plinskih centrifugah obogatiti uran.

To pomeni povečanje deleža cepljivega izotopa urana – urana-235. Obogaten uranov heksafluorid s kemičnim postopkom predelajo v uranov dioksid, tega pa kot prah stisnejo pri visoki temperaturi (“sintrajo”) v tabletke.

E021. Katero temperaturno lestvico uporabljajo v Severni Ameriki?

V Združenih državah Amerike uporabljajo Fahrenheitovo temperaturno lestvico. Temperaturo, izraženo v stopinjah Celzija, preračunamo v stopinje Fahrenheita po sledeči enačbi: F = 1.8 C + 32.

B021. Zaradi česa se v jedrski elektrarni segreva gorivo uranove palice?

V jedrskem gorivu, ki (običajno v obliki tabletk, te pa so znotraj gorivne palice) se ob cepitvi jeder urana ali plutonija sprošča energija v obliki toplote, ki greje palico.

F021. Kam s sončnimi celicami po preteku življenske dobe?

Razgraditev fotovoltaičnih sončnih elektrarn s silicijevimi celicami ni dorečena. Z vidika okolja najbrž ne bo posebej težavna, saj je silicij eden najpogostejših elementov v naravi in nima škodljivih vplivov. Ostali konstrukcijski deli sončne elektrarne so večinoma kovine, ki jih je mogoče reciklirati.

D021. Kam odlagamo visoko radioaktivne odpadke?

Visoko radioaktivni odpadki (zgorelo gorivo) so skoraj povsod po svetu zaenkrat še spravljeni v bazenih za zgorelo gorivo, ki so del tipične jedrske elektrarne. V pripravi so odlagališča, verjetno bo prvo take vrste v Evropi zgrajeno na Finskem.

G021. Kaj toplogredni plini povzročijo v ozračju?

Toplogredni plini (ogljikov dioksid, metan in še nekateri) zadržujejo toplotno sevanje zemljske površine, ki jo segreva Sonce. Zato se vzpostavi ravnotežje med prejeto in oddano toploto šele pri višji temperaturi, čemur rečemo učinek tople grede. Zemeljsko ozračje se zato segreva.

A022. Zakaj uranova ruda v Žirovskem vrhu ni dobra? Ali jo bodo še kdaj kopali in uporabljali?

Zaprtje rudnika urana na Žirovskem vrhu je bila predvsem politična odločitev, delno tudi ekonomska, ker je bil uran takrat na svetovnem trgu razmeroma poceni. Zaloge rude v rudniku bi po oceni zadoščale za dve jedrski elektrarni take moči, kot je JE Krško. Morebitno izkoriščanje te rude pa bo odvisno od potreb po uranu, od ekonomskih razmer na trgu urana in politične odločitve.

E022. Kaj je to spojina?

Spojina je snov, ki jo sestavlja več kemičnih elementov, ki so med seboj kemično vezani.

B022. V kakšni obliki je uranovo gorivo?

V jedrski elektrarni je gorivo izdelano v obliki tabletk premera malo manj kot 1 cm, ki so vložene v neprodušno zaprte cevke iz cirkonija. Tabletke so iz uranovega oksida (UO2), ki je keramičen material in prenese zelo visoke temperature. Uran v tabletkah je obogaten – mešanica približno 5 % cepljivega izotopa urana (uran – 235) in 95 % necepljivega urana – 238.

F022. Koliko stane gradnja termoelektrarne, kako dolgo se jo gradi in kolikšna je njena življenska doba?

Cena termoelektrarne je odvisna od vrste goriva. Gradnja TE na plin ali nafto stane okrog 1000 evrov na instaliran kW moči, gradnja TE na premog pa okrog 1500 evrov na kW. Cena instaliranega kW za TEŠ6 je okrog 2000 evrov na kW, kar je znatno več kot cena primerljivih TE. Gradnja TE na premog traja okrog 3 leta, plinsko je mogoče zgraditi hitreje. Življenska doba TE je 30 do 40 let, običajno so vmes potrebne obnove kotlov in turbin.

D022. Zakaj odpadki povzročajo probleme?

Radioaktivni odpadki tehnološko ne povzročajo problemov. Težava je v tem, da so korenine vseh jedrskih tehnologij v vojaški tehnologiji. V času po drugi svetovni vojni se je jedrska tehnologija intenzivno razvijala v vojaške namene. Mnoge poskusne eksplozije jedrskih bomb in tudi neodgovorno ravnanje z vojaškimi radioaktivnimi odpadki so v ljudeh pustili globoko nezaupanje do vsega radioaktivnega.

Za radioaktivne odpadke sedanjih jedrskih elektrarn je poskrbljeno na tak način, da ne ogrožajo okolja in ljudi:

  •  že ob projektiranju elektrarn je zagotovljeno, da je količina odpadkov čim manjša (manj kot 100 kubičnih metrov na leto),
  • odpadke pred odlaganjem pripravijo v tako obliko, da uhajanje v okolje ni mogoče (stiskanje, vlaganje v posebne sode in betoniranje),
  • odlagališča so skrbno izbrana tako, da že lokalna geologija onemogoča širjenje radioaktivnih snovi,
  • odlagališča so zgrajena izključno s soglasji lokalnih skupnosti in uporabi najboljših tehnologij.

V Evropski zvezi veljajo zelo zahtevni družbeni in tehnični kriteriji za odlaganje radioaktivnih odpadkov, ki jih ob iskanju svojega odlagališča upošteva tudi Slovenija.

G022. Zakaj je prišlo do nesreče na Otoku 3 milj in kakšne so bile posledice?

Nesreča na Otoku treh milj (1979) se je razvila iz razmeroma preprostih okvar, ki jih operaterji elektrarne niso pravočasno razumeli in tudi ni bilo na razpolago potrebne instrumentacije. Varnostni sistemi elektrarne so kljub temu pravilno delovali in preprečili kakršnekoli posledice na okolje in ljudi kljub temu, da se je stalila sredica reaktorja. Elektrarna je bila tlačnovodnega tipa, spoznanja zelo analizirane nesreče pa so bila upoštevana tudi v vseh drugih jedrskih elektrarnah na svetu (tudi v Jedrski elektrarni Krško, ki takrat še ni obratovala).

A023. Kako nadzorujemo fuzijsko reakcijo, če fisijsko reakcijo nadzorujemo s številom nevtronov, kar delajo regulacijske palice?

V fuzijskem reaktorju je potrebno ves čas vzdrževati zelo zahtevne pogoje, da zlivanje jeder (fuzija) sploh lahko poteka: temperaturo plazme, tok skozi plazmo, magnetno polje in količino goriva. Količina goriva je v fuzijskem reaktorju v vsakem trenutku tako majhna, da ni mogoče nenadzorovano povečanje moči.

E023. Kako so določili osnovni naboj?

Osnovni naboj je definiran kot naboj elektrona in ga je leta 1911 izmeril Robert Millikan tako, da je z mikroskopom opazoval padanje električno nabitih drobnih kapljic olja v zračni reži med dvema ploščatima elektrodama, ki sta ustvarjali znano električno polje. Na kapljico olja delujejo gravitacija, zračni upor in električno polje. Iz hitrosti padanja kapljice v zraku, ko ni bilo električnega polja, je lahko izračunal težo kapljice. Nato je z električnim poljem med elektrodama ustavil padanje kapljice (ustvaril ravnotežje med silo teže in električno silo) in iz tega izračunal naboj kapljice. Izkazalo se je, da je bil izračunani naboj vedno celoštevilčni faktor vrednosti, ki jo imenujemo osnovni naboj.

B023. Kaj je jedrska sredica?

Sredica reaktorja je prostor znotraj reaktorske posode, v katerem so gorivni elementi (uran).

F023. Koliko stane gradnja hidroelektrarne, kako dolgo se jo gradi in kolikšna je njena življenska doba?

Cena gradnje HE je seveda zelo odvisna od moči in zahtevnosti gradnje. Za približno predstavo velja podatek, da stane gradnja nekaj tisoč evrov na vsak kilovat instalirane moči. Čas gradnje (ob tem ni upoštevano pridobivanje soglasij in raziskave) je kakšnih pet let. Življenska doba HE je praviloma zelo dolga (lahko tudi 100 let), vendar so v tem času običajne zamenjave turbin, generatorjev in druge tehnološke opreme, ki z leti zastarijo.

D023. Rečeno je bilo, da jedrski odpadki niso nevarni, če je njihovo odlagališče primerno opremljeno. Zakaj jih potem nobena država ne sprejme na trajno odlaganje, saj sem slišala, da se za to dobivajo visoke obresti?

Mednarodno velja, da mora vsaka država sama poskrbeti za svoje radioaktivne odpadke. Zakonodaja nekaterih držav celo prepoveduje izvoz radioaktivnih odpadkov. V zadnjem času na nivoju mednarodnih organizacij potekajo pogovori, kako bi bilo mogoče urediti odlaganje visoko radioaktivnih odpadkov (to je predvsem zgorelo gorivo) v regijskih odlagališčih. To pomeni, da bi več držav zgradilo skupno odlagališče, ki bi bilo lahko bolj ekonomično in bolj varno.
Za nizko in srednje radioaktivne odpadke bi še vedno veljalo, da mora zanje poskrbeti vsaka država sama.

G023. Kakšne so bile posledice nesreče Fukušima in zakaj je do nje prišlo?

Nesreča v Fukušimi se je zgodila zaradi izjemne naravne katastrofe. Močan potres je podrl vso infrastrukturo in prekinil povezavo elektrarne z omrežjem, velikanski cunami pa je poplavil lokacijo elektrarne in onesposobil tudi pravilno delujoče dizelske agregate za zasilno električno energijo. Varnostni sistemi elektrarne niso več mogli delovati, sredice večih reaktorjev so bile hudo poškodovane, v okolje, predvsem v morje, so ušle znatne količine radioaktivnih snovi. Prebivalstvo je bilo iz ogroženega področja pravočasno evakuirano. Med osebjem elektrarne in prebivalstvom zaradi jedrske nesreče ni bilo nobene smrtne žrtve. V naravni katastrofi zaradi potresa in cunamija je umrlo več kot 20 000 ljudi.

A024. Kolikšno temperaturo doseže v fuzijskem reaktorju plazma?

Plazma mora v fuzijskem reaktorju doseči temperaturo nad 100 milijonov stopinj, ker sicer fuzijska reakcija ne steče.

E024. Kolikšna je debelina atmosfere?

Atmosfera nima točno določene debeline. Točna meja med koncem atmosfere in začetkom vesolja ne obstaja. Včasih jemljemo kot mejo 100 km nad zemeljsko površino, ker je potrebno pri tej višini že upoštevati aerodinamične učinke pri povratku vesoljskih plovil na Zemljo.

B024. Kakšna je razlika med jedrsko elektrarno, ki uporablja uran in tisto, ki uporablja plutonij, glede posledic za okolje ob morebitni nesreči, kot se je zgodila na Japonskem?

V vsaki jedrski elektrarni nastane v reaktorskem gorivu iz urana-238 (ki ga je v svežem gorivu več kot 95 %) tudi nekaj plutonija, ki v gorivnem ciklu odda znatno količino energije. V nekaterih jedrskih elektrarnah pa uporabljajo poleg običajnega goriva tudi delež mešanega goriva (strokovna oznaka je MOX = mixed oxide fuel = mešano oksidno gorivo, kar pomeni, da je v gorivnem elementu poleg uranovega oksida tudi plutonijev oksid). V vsakem primeru je torej v reaktorju jedrske elektrarne, ki je že nekaj časa obratovala, tudi plutonij in zato glede tega ob taki nesreči, kot se je zgodila na Japonskem, ni bistvene razlike.

F024. Koliko je vseh termoelektrarn na svetu, in koliko (v odstotkih) le-te “pridelajo” elektrike v primerjavi z nuklearkami?

Število vseh termoelektrarn na svetu je izredno veliko in ga je skoraj nemogoče navesti, ker njihove velikosti (moči) segajo od nekaj 100 kW do tisočev MW. Skupno proizvedejo približno dve tretjini vse električne energije na svetu. Jedrske elektrarne proizvedejo približno 14 % vse električne energije.

D024. Zakaj ne bi po zaprtju jedrske elektrarne Krško naredili odlagališča jedrskih odpadkov na Hrvaškem, glede na to, da gre jedrska energija, ki jo pridobimo v Sloveniji, tudi tja?

Pogodba med lastnicama jedrske elektrarne določa, da morata po poteku življenjske dobe Slovenija in Hrvaška poskrbeti vsaka za svoj del (50 %) radioaktivnih odpadkov, vendar Hrvaški omogoča, da do takrat skladišči svoj del odpadkov v elektrarni. Vendar bo skladišče v elektrarni predvidoma polno že prej, tako da mora Slovenija približno v 8 letih zgraditi trajno odlagališče za svoj del odpadkov, da bo lahko zagotovila nemoteno delovanje elektrarne.

G024. Kaj bi se zgodilo, če bi bil teroristični napad na jedrsko elektrarno?

Jedrske elektrarne so med najbolj varovanimi industrijskimi objekti in imajo tudi načrte ukrepov za primer terorističnega napada. Ti načrti javnosti niso dostopni.

A025. Zakaj imamo pri fuziji v reaktorju močna magnetna polja?

V fuzijskem reaktorju tipa tokamak (takšen bo npr. ITER) so potrebna močna magnetna polja za stabilizacijo plazme.

B025. Kakšna je velikost tabletk uranovega oksida v JE, kakšna je njihova masa, ter specifična masa uranovega oksida? Kakšno kurilno vrednost ima 1 tabletka v Jedrski elektrarni?

Gorivna tabletka je valjček velikosti približno 1 cm (ni enaka v vseh reaktorjih).
Gostota uranovega dioksida je približno 11 g/cm³.
Iz ene tabletke se sprosti v reaktorju približno toliko toplote kot pri zgorevanju 1500 litrov nafte.

F025. Ali se alternativni viri energije lahko primerjajo z JE, v “pridelavi” energije?

Med alternativnimi viri energije sta najpogosteje uporabljena energija vetra in sonca. Izkoriščanje teh virov je mogoče le ob primernih vremenskih razmerah. Njihova proizvedena električna energija (“pridelana” energija) je odvisna od instalirane moči elektrarne in od časa obratovanja. Instalirana moč vetrnic ali sončnih celic je lahko precej visoka, vendar pa je čas obratovanja nepredvidljiv in včasih zelo kratek, tako da je proizvedena energija mnogo manjša, kot bi lahko sklepali iz instalirane moči. Nepredvidljivost obratovanja je precejšnja težava za elektroenergetski sistem, v katerem je zahtevana precej enakomerna dobava energije. Jedrske elektrarne delujejo veliko večino časa s svojo največjo močjo in so zato eden od najbolj predvidljivih virov v elektroenergetskem sistemu.

D025. Kaj je skladiščenje jedrskih odpadkov?

Če se držimo veljavne strokovne terminologije, pomeni “skladiščenje jedrskih odpadkov” začasno shranjevanje izrabljenega goriva. Npr. v Jedrski elektrarni Krško je temu namenjen bazen za izrabljeno gorivo, kamor po vsaki menjavi goriva shranijo izrabljene gorivne elemente. V tem bazenu ne bodo ostali za večno, ampak jih bodo kasneje (približno čez nekaj desetletij) odložili v odlagališče izrabljenega goriva. Odlaganje pa pomeni dokončno rešitev.

V terminologiji jedrske stroke se izraz “jedrski” nanaša na snovi (materiale) in dejavnosti, ki omogočajo jedrsko cepitev in verižno reakcijo. V pogovornem jeziku pa je ta izraz pogosto napačno uporabljen kot izraz za “radioaktivno”. Radioaktivnih snovi pa je zelo veliko, vendar jih je le malo med njimi uporabnih za jedrsko cepitev. Nekatere snovi, npr. težka voda, sploh niso radioaktivne, vendar jih tudi štejemo med jedrske materiale, ker so neobhodno potrebne za delovanje nekaterih jedrskih reaktorjev.

Radioaktivne odpadke, ki nastajajo ob delovanju vsake jedrske elektrarne, pogosto napačno imenujejo s skupnim imenom “jedrski odpadki”. Jedrski odpadki so izključno izrabljeno gorivo oz. ostanki njegove predelave in jih pogosto imenujemo tudi visoko radioaktivni odpadki. Ti se skladiščijo in odlagajo vedno ločeno od nizko radioaktivnih odpadkov. Slednja tudi odlagamo v posebna odlagališča, ki pa so mnogo manj zahtevna zaradi manjše radioaktivnosti.

Tudi izraz “skladiščenje” je pogosto napačno uporabljen, čeprav je dejansko mišljena trajna rešitev – odlaganje. Skladiščenje radioaktivnih snovi vedno pomeni začasen umik iz človekovega bivalnega okolja. Odlaganje pa pomeni trajen umik.

Več na to temo si lahko preberete v Mali enciklopediji jedrske energije, zadnje poglavje.

G025. Kaj je Kjotski sporazum?

Kjotski sporazum je mednarodni dogovor o zmanjšanju izpustov toplogrednih plinov v ozračje. Sprejelo ga je 141 držav v svetu, tudi Slovenija. Države so se izpogajale in zavezale, da bodo do določenega datuma zmanjšale izpuste (dogovor se nanaša predvsem na ogljikov dioksid).

Slovenija je podpisala Kjotski protokol leta 1998 in ga leta 2002 ratificirala. Slovenija se je s tem obvezala za 8 odstotkov zmanjšati izpuste toplogrednih plinov v prvem ciljnem obdobju (2008-2012) glede na izhodiščno leto 1986, ko so bili izpusti CO2 največji.

A026. Katere so tehnološke ovire pri fuzijski reakciji?

Tehnološke težave pri fuziji so:

  • obvladovanje visokih temperatur v plazmi,
  • materiali, ki vzdržijo visoke temperature,
  • ustvarjanje zelo močnih magnetnih polj za stabilizacijo plazme,
  • supraprevodni vodniki in naprave za vzdrževanje zelo nizkih temperatur,
  • materiali, ki bodo vzdržali visoke doze sevanja nevtronov, ki nastanejo ob fuzijski reakciji.

E026. Iz česa je sestavljena voda?

Molekulo vode sestavljata dva atoma vodika in en atom kisika.

B026. Kakšen % urana 235 oziroma 238 se nahaja v eni tabletki uranovega oksida za proizvajanje toplote v JE?

V svežem gorivu sodobnih elektrarn je 4 do 5 % urana-235 in 96 do 95 % urana-238.

F026. V čem je slabše in v čem je boljše, da imajo američani frekvenco 60 Hz?

Tehnično in ekonomsko med obema frekvencama (Evropa 50 Hz, Amerika 60 Hz) ni razlike. Frekvenci sta rezultat zgodovinske izbire.

D026. Način prevoza radioaktivnih odpadkov iz Krškega?

Vsi radioaktivni odpadki, ki nastajajo ob obratovanju NEK, so v skladišču znotraj elektrarne in zaenkrat ni potreben nikakršen prevoz.

Slovenija bo morala v prej kot desetih letih zgraditi odlagališče nizko in srednje radioaktivnih odpadkov. Takrat bo potrebno te odpadke prepeljati do odlagališča. Transportna sredstva bodo običajna (tovornjak, morda vlak) in nezahtevna, ker ne gre za prevoz visoko radioaktivnih odpadkov. (glej tudi Radioaktivni odpadki v Sloveniji, pdf, 230 KB)

G026. Ali jedrska elektrarna izpušča toplogredne pline?

Jedrska elektrarna ne izpušča toplogrednih plinov, ker za svoje delovanje ne potrebuje goriv (npr. premoga), kjer ob gorenju (reakciji s kisikom iz zraka), nastane ogljikov dioksid (glavni toplogredni plin).

A027. Kako pridobivamo elektriko s pomočjo fuzije, kjer pri jedrski reakciji nastane ogromno toplote?

Zaenkrat še noben fuzijski reaktor ni bil narejen za pridobivanje elektrike, tudi ITER bo samo preizkusni fuzijski reaktor in ne elektrarna. Elektrarna s fuzijskim reaktorjem, ki je še daleč od uresničitve, bo delovala kot termoelektrarna: sproščena toplotna energija bo uparjala vodo, para bo poganjala parno turbino, ta pa bo gnala električni generator.

E027. Zakaj ima voda relativno veliko težo, ko pa je sestavljena iz vodika in kisika? Kaj ji daje težo?

Gostota določene snovi je odvisna od masnega števila (skupnega števila protonov in nevtronov) kemičnih elementov, ki jo sestavljajo, ter razporeditve atomov oziroma molekul v snovi. Molekulo vode sestavljajo atom kisika (8 protonov + 8 nevtronov) in dva atoma vodika (2 protona), skupno torej 10 protonov in 8 nevtronov. Voda ima kot kapljevina gostoto 1000 kg na kubični meter (okrogla številka je posledica prvotne definicije kilograma).

V ledu so molekule vode urejene v kristalno strukturo tako, da jih je manj kot v enakem volumnu kapljevine. Gostota ledu je zato manjša (917 kg na kubični meter). Za primerjavo lahko pogledamo še železo. Atom najpogostejšega izotopa železa vsebuje 26 protonov in 30 nevtronov, ki so tudi razporejeni v kristalni strukturi. Gostota železa je približno 7800 kg na kubični meter.

B027. Ali obstajajo jedrske elektrarne z več jedrskimi reaktorjemi v isti zgradbi? Kakšna je postavitev le teh?

Zaradi tehničnih, predvsem pa varnostnih razlogov ima vsak reaktor jedrske elektrarne lastno zgradbo.

F027. Katera so najvažnejša kapljevita goriva?

Glavna kapljevita goriva so proizvedena iz surove nafte (zemeljskega olja): bencin, dizelsko in kurilno olje ter mazut (včasih imenovan tudi težko olje).

D027. Kje NEK skladišči RAO oz. kam jih izvaža?

Zgorelo gorivo in radioaktivni odpadki, ki nastajajo ob obratovanju NEK, so vsi spravljeni v bazenu za zgorelo gorivo in v skladišču za nizko in srednje radioaktivne odpadke znotraj elektrarne. NEK jih nikamor ne izvaža. (glej tudi Radioaktivni odpadki v Sloveniji, pdf, 230 KB)

A028. Iz katerih razlogov so izpeljali dve izvedbi fuzijske tehnologije?

Obe glavni razvojni smeri fuzijske tehnologije sta fuzijski reaktor tipa ITER z magnetnim zadrževanjem plazme in reaktor na osnovi vztrajnostnega zadrževanja s pomočjo laserjev. To sta najbolj obetavna principa, kateri pa bo končno uspešnejši oziroma prej razvit je sedaj težko napovedati.

E028. Razloži toplotni tok!

Toplotni tok je količina toplote, ki v časovni enoti preide s toplega na hladno telo. Toploto merimo v džulih (J), toplotni tok pa v džulih na sekundo (J/s), kar so vati (W).

B028. Kakšna je razlika med jedrskimi elektrarnami glede na število zank primarnega sistema? Kolikšno je maksimalno število zank, in od česa je število odvisno?

Zanke (uparjalnik + črpalka + cevovodi) so značilnost jedrske elektrarne s tlačnovodnim reaktorjem. Ti deli so približno standardne velikosti, tako da se s številom zank povečuje moč.

Sodobne jedrske elektrarne imajo tipično 3 ali 4 zanke in moč 900 do 1400 MWe.

Jedrska elektrarna Krško, ki spada med starejše, ima 2 zanki in moč 700 MWe.

F028. Kateri so sestavni deli termoelektrarne?

Glavni sestavni deli termoelektrarne so:

  • kurišče ali zgorevalni prostor, v katerem ob zgorevanju goriva (najpogosteje premoga, nafte ali plina) pridobimo toploto,
  • kotel (dejansko so to cevi, ki obdajajo zgorevalni prostor), v katerem iz vode nastane para,
  •  parna turbina, ki toplotno energijo pare pretvori v mehansko energijo (vrtenje),
  •  električni generator, ki mehansko energijo turbine pretvori v električno energijo,
  • kondenzator, ki izrabljeno paro pretvori v vodo za ponovno napajanje kotla.

D028. Kaj je značilno za odpadke, ki nastanejo v jedrski elektrarni?

Za odpadke, ki nastanejo ob delovanju jedrske elektrarne, je značilno, da so radioaktivni. Glede na aktivnost jih razvrščamo na nizko-, srednje-, in visoko-radioaktivne odpadke. Ti so podrobneje opisani v odgovorih na vprašanja št. D001D021D022D023D024, D025, B071.

A029. Kakšne vrste jedrskih pogonov poznamo na trgovski in vojni mornarici (jedrska energija v pomorstvu)? Kako je potekal razvoj jedrskih pogonov ladij trgovske mornarice?

Leta 1954 so v ZDA splovili jedrsko podmornico Nautilus, ki je imela tlačnovodni reaktor. Tlačnovodni reaktor daje toploto za uparjanje vode, para poganja parno turbino, ta pa preko prenosnega mehanizma vodni propeler.
Ta princip se je obdržal in se uporablja še danes za podmornice in površinske vojne ladje.
Približno ob istem času so v ZDA zgradili tudi prvo jedrsko tovorno ladjo Savannah s pogonom na tlačnovodni reaktor, ki pa kot trgovska ladja iz ekonomskih razlogov ni preživela in so jo razmeroma kmalu predelali na konvencionalni pogon.
V Nemčiji so zgradili tovorno ladjo Otto Hahn na jedrski pogon, ki je plula od leta 1968 do 1979, potem pa so jo predelali na konvencionalni pogon.
Japonska je zgradila svojo tovorno ladjo na jedrski pogon, ki je zaplula leta 1974, potem pa so jo preizkušali in modificirali do leta 1991, leta 1992 pa že ustavili. Ladja je zaradi protestov javnosti imela težave z dovoljenji za vplutje v pristanišča in nikoli ni vozila komercialnega tovora.
Vse te civilne ladje na jedrski pogon so imele težave z ekonomičnostjo in družbeno sprejemljivostjo.
Edina civilna ladja na jedrski pogon, ki še vedno pluje, je sovjetski Sevmorput, ki ima tudi sposobnosti ledolomilca. Dokončana je bila leta 1988.

E029. Katera voda bolje prevaja električni tok, slana, sladka ali mineralna?

Mineralna voda za pitje prevaja električni tok bolje od navadne (čiste) vode. V mineralni vodi so raztopljeni minerali v obliki ionov (nabitih delcev), ki omogočajo dobro prevodnost. Zelo čista (destilirana) voda ima zelo nizko prevodnost (je skoraj izolator), prevodnost morske vode, ki ima raztopljenih mnogo mineralov, pa je približno milijonkrat večja.

B029. Kaj poganja jedrsko elektrarno?

Jedrsko elektrarno poganja toplotna energija, ki nastane v jedrskem reaktorju ob cepitvi urana.

F029. Kakšna je prednost pridobivanja toplote v toplarni glede na lokalna kurišča?

V toplarni lahko pridobimo dragoceno električno energijo in toploto za ogrevanje stanovanj. Zaradi ogrevalne toplote proizvodnja elektrike ni bistveno manjša. V lokalnem kurišču pridobimo samo toploto, pa še zgorevanje je običajno manj učinkovito kot v toplarni.

D029. Kaj so visoko reaktivni odpadki jedrske elektrarne krško in kje so trenutno shranjeni?

Visoko radioaktivni odpadki jedrske elektrarne Krško so izrabljeni gorivni elementi. Shranjeni so pod vodo v posebnem bazenu, ki je del elektrarne.

A030. Kakšna je razlika med JE elektrarnami glede na različno število enot oz. reaktorjev?

Jedrsko elektrarno kot enoto sestavljajo reaktor, turbogenerator in varnostna oprema v ločenih posebnih zgradbah. Lahko pa je na isti lokaciji več jedrskih elektrarn, torej več enot.

E030. Zakaj je voda najbolj gosta pri 4 stopinjah Celzija?

Posebnost vode, da doseže največjo gostoto pri temperaturi 4 stopinje Celzija (ob nadaljnjem hlajenju pa se gostota zmanjšuje) je posledica molekularne zgradbe vode. Molekulo vode sestavljata dva atoma vodika in en atom kisika, ki jih druži vodikova vez.

B030. Kateri so sestavni deli JE?

Jedrsko elektrarno lahko v grobem razdelimo na dva velika sestavna dela, ki ju imenujemo jedrski otok in turbinski otok.

Jedrski otok sestavljajo naprave in stroji, ki jedrsko energijo pretvorijo v toploto za uparjanje vode (jedrski reaktor, uparjalniki, črpalke, cevovodi itd.).

Turbinski otok sestavljajo naprave in stroji, ki energijo pare pretvorijo v električno energijo (parna turbina, kondenzator, črpalke, toplotni menjalniki, cevovodi itd.) in jo oddajo v omrežje. Turbinski otok ima enako vlogo kot termoelektrarna.

F030. Katero gorivo odda največ energije na kg goriva in ali ga najdemo v naravi?

Med primarnimi viri energije (viri, ki so dostopni v naravi) odda največ energije na kg urana. Med fosilnimi viri so to črni premog (trdno gorivo), surova nafta (tekoče gorivo) in zemeljski plin (plinasto gorivo). V zadnjem času goriv ne presojamo samo po kalorični vrednosti, temveč tudi po količini ogljikovega dioksida, ki nastane pri zgorevanju. S tega vidika je najboljši zemeljski plin.

A031. Razlika med uranom 235 in uranom 236?

Izotop uran-236 (236U) v naravi ne obstaja. V naravi obstajata dva izotopa urana v mešanici, ki jo imenujemo naravni uran. Urana-235 je 0,7% in ima razpolovno dobo približno 0,7 milijarde let, urana-238 pa je 99,3% in ima razpolovno dobo 4,5 milijarde let.

 Cepitev v jedrskem reaktorju poteka tako, da jedro urana-235 zajame nevtron in nastane uran-236. Približno 85 % takšnih jeder se razcepi, pri čemer se sprosti energija. Preostanek jeder urana-236 izseva žarek gama in ostane v gorivu. Ta uran-236 je radioaktiven (razpolovni čas je 24 milijonov let) in seva žarke alfa. V izrabljenem jedrskem gorivu je tako masa urana-236 približno enaka masi urana-235, pri čemer je začetni delež urana-235 med izdelavo goriva povečan z 0,7 % na 4 – 5 % (postopek obogatitve), med obratovanjem pa se troši in ga je na koncu le približno 0,5 %.

B031. Kolikšna je možnost, da eksplodira jedrska elektrarna?

Jedrske elektrarne takega tipa, kot sedaj obratujejo po svetu in tudi v Sloveniji, ne morejo eksplodirati, ker to ni mogoče zaradi fizikalne zasnove reaktorja. Reaktor v Černobilu je eksplodiral zaradi napačne fizikalne zasnove (ki je izvirala celo iz vojaške tehnologije) in slabe varnostne kulture pri vodenju elektrarne. Tudi reaktorji enakega tipa, ki še obratujejo na področju bivše Sovjetske zveze, ne morejo več eksplodirati, ker so s spremembami jedrskega goriva popravili fizikalno zasnovo reaktorja (nenadzorovano povečanje moči reaktorja ni več mogoče).

E031. Zakaj je led iz morske vode “sladek”?

Morska voda začne zmrzovati pri temperaturi približno -3 stopinje Celzija. Zmrzovanje vode je ureditev vodnih molekul v kristalno strukturo, v katero pa se molekule soli ne morejo vgraditi. Zato se sol izloči, led pa sestavljajo samo molekule vode. Če tak led stalimo, postane “sladka voda”.

F031. Iz katerih delov je sestavljena sončna elektrarna in vetrna elektrarna?

Glavni sestavni del sončne elektrarne so fotovoltaične celice, ki energijo sončnega sevanja neposredno pretvarjajo v električno energijo. Zraven spadajo še montažna ogrodja in elektronika, ki omogoča prenos pridobljene energije v elektroenergetski sistem.

Glavni sestavni del vetrne elektrarne je vetrna turbina, ki gibalno energijo vetra spremeni v mehansko energijo (vrtenje) za pogon električnega generatorja. Pomembni sestavni deli so še zobniški prenosi, električni generator, elektronika in nosilni stolp.

A032. Ali je uran nevaren?

Uran ni nevaren, še posebno ne v koncentracijah, ki so prisotne v naravi. Je šibko alfa-radioaktiven, produkti njegovega radioaktivnega razpada (predvsem žlahtni plin radon) pa znatno prispevajo k radioaktivnosti naravnega okolja.

B032. Katere so prednosti in slabosti jedrske elektrarne?

Prednosti jedrske energije za pridobivanje elektrike so nizka cena kWh, zelo majhen vpliv na okolje in velika varnost obratovanja. Še posebej pomembno je, da jedrske elektrarne ne sproščajo v ozračje nobenih toplogrednih plinov. 

Med glavne slabosti jedrske energije lahko štejemo slabo družbeno sprejemljivost, dolgotrajno gradnjo in visoko ceno investicije.

E032. Kdaj morje zamrzne?

Morska voda zmrzne pri temperaturi približno -2 stopinji Celzija.

F032. Katere so prednosti in slabosti energijskih virov, kot so npr. sonce, voda, veter, oceanski valovi, biomasa?

Prednost naštetih virov so obnovljivost. Vodno energijo je razmeroma lahko izkoriščati, ker je koncentrirana in hidroelektrarna ni predraga. To približno velja tudi za biomaso. Energija Sonca, vetra in valovanja pa je precej razpršena in so zato elektrarne za njihovo izkoriščanje zelo drage.

A033. Kaj in iz česa je uran in kako se ga pridobi?

Uran je naraven kemičen element, ki je dokaj pogost. Uran ima v jedru 92 protonov in je med naravnimi kemičnimi elementi čisto zadnji po vrsti. V naravi obstajata dva izotopa: uran-235 in uran-238 (številki pomenita skupno število protonov in nevtronov v jedru oz. masno število). Uran je v naravi prisoten v oksidni obliki v rudi, ki je zelo revna. Postopki pridobivanja obsegajo rudarjenje in predelavo rude v uranov koncentrat. Za uporabo v jedrski elektrarni kot gorivo je potrebno uran še obogatiti (povečati koncentracijo urana-235 od 0,7% v naravnem uranu na približno 5%), kar je precej zahteven tehnološki postopek.

B033. Kolikšna je verjetnost, da eksplodira jedrska elektrarna Krško in kakšno škodo bi povzročila?

Eksplozija jedrske elektrarne Krško fizikalno ni mogoča. Jedrska elektrarna Krško ima reaktor tlačnovodnega tipa, katerega fizikalne lastnosti ne omogočajo pojavov, ki bi lahko vodili do eksplozije.

E033. Iz česa je pepel?

Pepel sestavljajo negorljivi ostanki po zgorevanju goriva. To so večinoma mineralne snovi (ostanki kamenin), ki niso bili izločeni ob rudarjenju. Pepel lahko vsebuje tudi toksične snovi, npr. težke kovine.

F033. Koliko nafte porabi avto na leto?

Sodoben avto z dizelskim motorjem, ki prevozi letno 20.000 km, porabi približno 1.200 litrov dizelskega olja (“nafte”), avto z bencinskim motorjem pa 1.500 litrov bencina. To gorivo vsebuje približno toliko energije, kot je oddajo 3 tabletke uranovega goriva.

A034. Koliko jedrskih elektrarn imamo v Sloveniji? Kaj pa na svetu?

V Sloveniji imamo eno jedrsko elektrarno v Krškem. Na svetu obratuje 440 jedrskih elektrarn.
(opomba: podatek za april 2013)

B034. Kakšna je jedrska energija v Krškem?

Jedrska energija, ki se sprošča v reaktorju jedrske elektrarne Krško, je posledica cepitve jedra urana-235. To je cepljivi izotop urana, ki ga je v naravnem uranu 0,7 %. Ostalih 99,3 % je necepljivi izotop uran-238. Gorivo v jedrski elektrarni Krško je obogaten uran, ki ga sestavlja približno 4 % urana-235 in 96 % urana-238.

E034. Od česa je odvisno vrelišče tekočine?

Vrelišče tekočine je odvisno od tlaka tekočine. Npr. vrelišče vode pri normalnem zračnem tlaku (1 fizikalna atmosfera, definirana kot tlak 760 mm visokega stolpca živega srebra) je 100 stopinj Celzija. Pri nižjem tlaku je tudi vrelišče nižje. Tako voda na vrhu Triglava, kjer je zračni tlak približno 3/4 normalnega, zavre približno pri 90 stopinjah Celzija. Pri visokih tlakih se vrelišče poviša, npr. pri tlaku, ki je stokrat višji od normalnega, je vrelišče vode nekoliko nad 300 stopinj Celzija.

Zgoraj povedano velja za vodo. Druge kapljevine imajo lahko drugačna vrelišča, kar je odvisno od njihove atomske in molekularne zgradbe.

F034. Kakšna goriva poznamo?

Goriva lahko glede na izvor delimo na fosilna, jedrska in bio-goriva. Fosilna (premog, nafta, zemeljski plin, šota) so v geološki zgodovini nastala iz organskih materialov, ki so bili prej na površju. Njihova energija se sprosti ob gorenju (oksidaciji). Jedrska goriva (uran, plutonij, torij) so snovi iz zemeljske skorje, ki v jedrski reakciji cepitve lahko sprostijo velike količine energije ali pa jih v jedrskem reaktorju spremenimo v jedrsko gorivo. Bio-goriva pa so organske snovi (npr.: les, slama, rastlinska olja), ki jih uporabimo kot gorivo kmalu po njihovem nastanku.

A035. Zakaj za fuzijo potrebujemo visoko temperaturo?

Če hočemo doseči zlitje jedra devterija in tritija (oba sta izotopa vodika, ki imata v jedru poleg protona še en oz. dva nevtrona), ju je potrebno spraviti zelo blizu skupaj. Ker pa imata jedri pozitiven naboj, se močno odbijata. Potrebna je zelo velika hitrost, da se jedri dovolj približata.
Temperatura je v bistvu zunanji (vidni) izraz hitrosti molekul v plinu ali plazmi. Če je temperatura visoka, je hitrost visoka. Pri temperaturi več kot 100 milijonov stopinj Celzija je hitrost jeder dovolj velika, da se lahko približata in zlijeta.

 V zvezdah in na Soncu poteka fuzija že pri nižjih temperaturah, ker je zaradi močne gravitacije v središču Sonca plazma tako stisnjena, da so jedra dovolj blizu skupaj za zlivanje.

B035. Kdaj je začela obratovati Jedrska elektrarna Krško?

Jedrska elektrarna Krško je začela redno obratovati leta 1983.

E035. Zakaj je v gorah malo vode?

Zdi se nam, da je v gorah malo vode, ker ta hitro odteče v doline. Seveda pa je v gorah lahko ogromno vode v obliki snega in ledu.

F035. Koliko hidroelektrarn je ob reki Savi?

Na Savi so hidroelektrarne Moste, Mavčiče, Medvode, Vrhovo, Boštanj, Blanca in Krško.

A036. Kaj je bogatenje urana?

V naravnem uranu je 0,7 % urana-235 (cepljivega izotopa) in 99,3 % urana-238, ki ni cepljiv (ne sodeluje v procesu verižne reakcije in ne daje energije).

Bogatenje urana je postopek, pri katerem s posebnimi napravami (plinskimi centrifugami) povečamo delež urana-235 (cepljivega izotopa urana) na približno 4 % do 5 %. Vsi sodobni reaktorji delujejo na obogaten uran.

B036. Koliko gorivnih elementov je v reaktorju?

V reaktorju jedrske elektrarne Krško je 121 gorivnih elementov. To število ni enako v vseh jedrskih elektrarnah, odvisno je od moči reaktorja.

E036. Zakaj je v tabeli za vrelišče naveden atmosferski tlak?

Vrelišče vode je odvisno od tlaka in je fizikalna veličina, s katero je definirana Celzijeva temperaturna lestvica. 100 stopinj Celzija je vrelišče vode pri normalnem atmosferskem tlaku, ki je definiran kot tlak 760 mm visokega stolpca živega srebra.

F036. Koliko velikih hidroelektrarn imamo v Sloveniji?

V Sloveniji je na Dravi 8 elektrarn, na Savi 5 elektrarn in na Soči 3 elektrarne. Moč teh elektrarn je med 10 in 140 MW.

A037. Koliko tabletk bi zadostovalo za enoletno ogrevanje hiše?

Energija, ki jo v reaktorju jedrske elektrarne sprostijo 3 tabletke urana, bi zadoščala za enoletno ogrevanje hiše.

B037. Koliko časa lahko elektrarna še obratuje po zamenjavi uparjalnika?

Jedrska elektrarna Krško lahko po zamenjavi uparjalnikov v letu 2000 deluje do leta 2023 (do konca svoje načrtovane življenjske dobe). Glede na odlično stanje sedanjih uparjalnikov in druge pomembne opreme, ki jo tudi sproti obnavljajo, pa vse kaže, da bo lahko obratovala tudi še 20 let po koncu svoje načrtovane življenjske dobe.

E037. Kako težki so oblaki?

Kar vidimo kot oblak, je velikansko število drobnih vodnih kapljic ali ledenih kristalčkov, ki lebdijo v zraku. Gostota snovi v oblaku je enaka gostoti okoliškega zraka, saj bi sicer oblak “padel” na Zemljo. Pade seveda le dež, kar so vodne kapljice, ki so prevelike, da bi lahko še lebdele v zraku. Maso oblaka lahko ocenimo tako, da upoštevamo gostoto zraka, ki je na morski gladini 1,2 kg na kubični meter, z višino pa se zmanjšuje. Kubični kilometer oblaka bi imel maso približno milijon ton (toliko, kot kubični kilometer zraka). Oblak z velikostjo 1 km pa bi bil samo majhen poletni oblaček.

F037. Pri katerem premogu ostane največ pepela?

Največ pepela običajno ostane pri zgorevanju lignita (10 do 20 %).

A038. Kakšen je odnos slovenskih političnih strank do jedrske energije?

Sedanje parlamentarne stranke niso izrazile nasprotovanja uporabi jedrske energije, vladajoča koalicija pa namerava pred morebitno odločitvijo o gradnji nove jedrske elektrarne preveriti stališče državljanov na referendumu.
Glede odnosa slovenskih političnih strank do jedrske energije pa je potrebno vprašati stranke same.

B038. Katera so reaktorska goriva?

Velika večina energetskih reaktorjev uporablja kot gorivo obogaten uran, manjše število pa tudi naravni uran. V zadnjem času nekaj reaktorjev uporablja kot gorivo tudi plutonij, ki ga primešajo uranu.

E038. Kje je vrelišče vode pri 0,5 bara zračnem tlaku?

Vrelišče vode pri 0,5 bara je 81,3 °C. Tak zračni tlak in vrelišče vode bi imeli na višini približno 5500 metrov nad morjem.

F038. Ali elektrarne na obnovljive vire energije predstavljajo kakršno koli nevarnost?

Vsak vir energije, tudi če je obnovljiv, je lahko nevaren. Pri vodnih elektrarnah predstavlja npr. znatno nevarnost porušitev jezov. Takih nesreč je bilo v Evropi in v svetu že precej in so bile tipično prave katastrofe.

A039. Ali mi lahko na kratko opišete 10 dejstev o elektriki iz jedrske energije?

  • Približno 16% elektrike na svetu je pridobljene v JE.
  • Predstavlja velik vir zelo čiste energije, ob proizvodnji pri kateri se ne sprošča ogljikov dioksid.
  • Nizka cena kWh, v katero so vračunani tudi stroški radioaktivnih odpadkov in razgradnje elektrarne.
  • Gorivo za jedrske elektrarne - uran je na razpolago v politično stabilnih državah.
  • Stroški goriva so nizki in zelo malo vplivajo na ceno kWh.
  • Od odločitve za gradnjo JE do začetka obratovanja traja precej časa - običajno okrog 10 let.
  • Načrtovanje in obratovanje JE zahteva visoko usposobljene strokovnjake.
  • Ob obratovanju JE nastajajo radioaktivni odpadki, katerih količina pa je majhna in tehnološko obladljiva.
  • Varnost jedrskih elektrarn je zelo dobra, nadzor strožji kot pri drugih industrijah.
  • Glavna ovira za večjo uporabo jedrske energije je javno mnenje, kar je v veliki meri posledica slabe informiranosti in vojaških vidikov uporabe jedrske energije.

 

B039. Čemu so namenjeni reaktorji?

Jedrski reaktorji so lahko namenjeni za proizvodnjo električne energije (delujejo kot elektrarne), za proizvodnjo medicinskih in industrijskih radioaktivnih izotopov, lahko pa so tudi namenjeni samo za fizikalne raziskave.

E039. Kako ločimo stroje in naprave glede na pretvorbo energije v elektrotehniki?

Glede na pretvorbo energije ločimo v elektrotehniki predvsem tri vrste strojev in naprav:

  • Motorji prejemajo električno energijo iz omrežja in jo s pomočjo magnetnega polja pretvorijo v mehansko delo.
  • Generatorji s pomočjo magnetnega polja spremenijo mehansko delo v električno energijo, ki jo oddajo v omrežje.
  • Transformatorji električno energijo s pomočjo magnetnega polja spremenijo v električno energijo drugačne napetosti, pri čemer pa je količina dovedene energije enaka količini odvedene energije.

F039. Kaj bomo ljudje naredili, ko bo zmanjkalo nafte, premoga itd. in kdaj približno se bo to zgodilo?

Zaloge nafte niso tako zanesljivo znane, da bi se dalo napovedati, kdaj je bo zmanjkalo. Napovedi so se vedno izkazale kot napačne, saj so bila pogosto nepričakovano najdena nova ležišča. Premoga še dolgo ne bo zmanjkalo, zaloge so dobro raziskane. Bolj važno, kot napovedati, kdaj bo zmanjkalo fosilnih goriv, pa je že sedaj ukrepati proti sproščanju ogljikovega dioksida v ozračje. Ta namreč povzroča učinek tople grede in že sedaj zaznavno ogrevanje ozračja ter klimatskih pogojev na Zemlji.

A040. Kako se prevaža gorivo do elektrarne? Zanima me predvsem pomorski del (če obstaja)?

Prevoz svežega goriva do elektrarne je lahko pomorski, zračni in cestni.
Prevoz ni problematičen, ker je sveže gorivo zelo malo radioaktivno.

B040. Zakaj je potrebno hladiti reaktor? Čemu so namenjeni reaktorji? Glavni deli reaktorja?

Pri raziskovalnem reaktorju takega tipa kot je TRIGA so glavni deli:

  • Gorivni elementi: skupaj z moderatorjem (snovjo, ki upočasnjuje nevtrone, da lahko vzdržujejo verižno reakcijo) tvorijo sredico reaktorja. Posebnost reaktorja TRIGA je, da je moderator vgrajen v gorivne elemente, kar reaktorju zagotavlja izredno dobre varnostne in obratovalne lastnosti.
  • Regulacijske (kontrolne) palice: vsebujejo snovi, ki so močni absorberji nevtronov (npr. bor) in lahko z njimi uravnavamo moč reaktorja tako, da vplivamo na število nevtronov.
  • Hladilni sistem: ob cepitvi urana se sprošča toplota, ki jo je potrebno odvajati. Sredica reaktorja TRIGA je na dnu cisterne v vodi, ki ima istočasno vlogo hladila in ščita pred sevanjem. Temperatura hladilne vode v reaktorju TRIGA je približno sobna temperatura.

Sevanje reaktorja je najmočnejše, kadar je moč reaktorja največja. Tudi ob največji moči je možen dostop na ploščad reaktorja (ob vrh cisterne).
Reaktor TRIGA v okolje ob svojem delovanju ne sprošča radioaktivnih delcev.
Tudi njegovo sevanje je tako majhno, da ne predstavlja nikakršne nevarnosti za operaterje v komandni sobi ali za delavce v bližnjih laboratorijih in pisarnah.

Energetski reaktor takega tipa, kot je v Krškem, ima sledeče glavne dele:

  • Gorivni elementi
  • Primarno hladilo je istočasno moderator. Hladilo je navadna voda.
  • Regulacijske palice, ki vsebujejo absorberje nevtronov Vsi našteti deli so znotraj reaktorske posode, skozi katero se cirkulira hladilo (temperatura nekaj čez 300 stopinj C), ki prenaša toploto do uparjalnikov. V uparjalnikih se ta toplota porabi za uparjanje sekundarne vode.

Tudi reaktor jedrske elektrarne Krško ne sprošča v okolje nikakršnih radioaktivnih delcev, njegovo sevanje v okolje pa je zanemarljivo v primerjavi s sevanjem naravnega okolja.

E042. Kaj je zrak?

Zrak je mešanica plinov, približno 78 % dušika, 21 % kisika, manj kot 1 % argona in sledi drugih plinov. Zanimivo je, da je v zraku samo 0,04 % ogljikovega dioksida, vendar kljub svojemu majhnemu deležu povzroča učinek tople grede, od katerega je odvisno življenje na Zemlji. V zraku je v povprečju še približno 1 % vodne pare, kar pa je krajevno in časovno odvisno od vremena.

F040. Kateri viri energije (odnovljivi ali nuklearni) proizvedejo več energije?

Gledano v celoti je na svetu več električne energije proizvedene iz jedrske energije (približno 15 %) kot iz obnovljivih virov energije (približno 10 %).

V posameznih državah sveta pa je to razmerje lahko zelo različno: Francija npr. 80 % svoje električne energije dobi iz jedrskih elektrarn, Norveška pa skoraj vso iz vodnih elektrarn. Obe državi sta visoko razviti in sta se prilagodili svojim naravnim danostim. V Sloveniji je približno 40 % elektrike iz jedrske elektrarne Krško, 35 % iz termoelektrarn in 25 % iz vodnih elektrarn. Razmerje energetskih virov v Sloveniji je po splošnem mnenju energetikov zelo primerno, ker zagotavlja precej enakomerno porazdelitev proizvodnje med razne vire, kar je dobro za zanesljivost elektroenergetskega sistema.

A041. Kaj je težka voda?

Molekulo navadne vode H2O sestavljata dva atoma navadnega vodika in en atom kisika. Navadni vodik ima v jedru samo en proton (delec s pozitivnim nabojem). Molekulo težke vode D2O pa sestavljata dva atoma težkega vodika in en atom kisika. Težki vodik, ki ga imenujemo devterij (označujemo z D) ima v jedru poleg protona še en nevtron.

E040. Kaj najprej zavre voda, mleko ali slana voda?

Če voda vsebuje primesi (npr. sol, maščobe, proteine, beljakovine itd.) se vrelišče mešanice malo zviša. Zato ob segrevanju čista voda zavre prej kot mleko ali slana voda.

B041. Kaj so naloge stikališča?

Stikališče je električna naprava, ki omogoča, da električno energijo, pridobljeno v elektrarni, prenesemo na daljnovodno omrežje.
(glej tudi Turbina in generator, pdf, 197 KB)

F041. Zakaj ljudje ne uporabljamo samo elektrarne z obnovljivimi viri?

Obnovljivih virov enostavno ni dovolj, ali so neekonomični za pokrivanje vseh energetskih potreb, ali ne zagotavljajo neprekinjene stabilne dobave električne energije. Vsaka država si želi zagotoviti stabilno, ekonomično in neprekinjeno dobavo energije. Nekatere države, npr. Norveška, lahko svoje potrebe skoraj v celoti krijejo iz vodne energije, ki je imajo v izobilju. Finska, ki je prav tako zelo okoljevarstvena država, nima dovolj vodne energije in glede na svoj geografski položaj malo sončne energije. Zato je za Finsko zelo pomembna jedrska energija. V Sloveniji je vodna energija že zelo izkoriščena. V gradnji je še nekaj vodnih elektrarn, ki pa ne bodo bistveno spremenile naše elektroenergetske bilance, temveč le prispevale k ekonomičnosti in stabilnosti sistema. V Sloveniji nimamo kaj dosti lokacij za gradnjo vetrnih elektrarn, ki so izkazale tudi kot ekološko sporne.

Izkoriščanje sončne energije je drago, poleg tega tudi ne zagotavlja neprekinjene dobave. Zato v Sloveniji pokrivamo našo porabo z mešanico električne energije iz jedrske, fosilne in vodne energije.

A042. Zanimajo me vse slabosti jedrske energije ter kakšne so možnosti nesreče, ki jo lahko povzroči jedrska energija? Zanima pa me tudi slabost jedrskih odpadkov?

Med glavne slabosti jedrske energije lahko štejemo slabo družbeno sprejemljivost, dolgotrajno gradnjo in visoko ceno investicije. Ob tem pa je potrebno poudariti, da je cena električne energije iz jedrskih elektrarn med najnižjimi ter da jedrske elektrarne ne sproščajo v okolje toplogrednih plinov, ki povzročajo globalno segrevanje okolja.
Možnost jedrskih nesreč s hudimi posledicami v sodobnih jedrskih elektrarna je zelo majhna (Černobil ob tem ni merilo, ker je šlo za poseben tip reaktorja).
Radioaktivni odpadki ob pravilnem odlaganju niso nevarni in jih je količinsko zelo malo: za celo življenjsko dobo take elektrarne, kot jo imamo v Krškem, bi jih lahko spravili v odlagališče, ki ima prostornino kot nekaj plavalnih bazenov. Njihova slabost pa je seveda spet slaba družbena sprejemljivost.

E041. Kakšne temperaturne lestvice poznamo in kdaj izmerimo najvišjo?

V največjem delu sveta je v vsakdanjem življenju v uporabi Celzijeva temperaturna lestvica, katere osnovi sta ledišče vode (0 °C) in vrelišče vode (100 °C) pri normalnem zračnem tlaku. V znanosti praviloma uporabljamo Kelvinovo temperaturno lestvico, ki ima za izhodišče absolutno ničlo (°K) kar ustreza temperaturi – 273,15 °C. Velikost stopinje je pri obeh lestvicah enaka.

V Združenih državah Amerike in še nekaterih državah sveta uporabljajo Fahrenheitovo temperaturno lestvico.

Temperatura teoretično navzgor ni omejena, merilne metode za različna temperaturna področja pa so različne.

B042. Kakšne so posledice segrevanja reke Save zaradi delovanja NEK?

Nuklearna elektrarna Krško upošteva predpis, po katerem Save ne sme segreti za več kot 3 stopinje. Za toliko se Sava segreje, kadar je njen pretok približno 100 kubičnih metrov na sekundo. Večinoma je pretok večji. V dosedanjih več kot 25 letih obratovanja se je izkazalo, da pri tej temperaturni razliki niso nastale škodljive posledice niti na živalstvu niti na rastlinstvu v reki Savi.
(glej tudi Turbina in generator, pdf, 197 KB)

F042. Kaj so slabosti in prednosti za pridobivanje električne energije iz obnovljivih virov in kakšen je njihov vpliv?

Med obnovljive vire energije štejemo tiste, ki izvirajo iz energije Sonca (energija vode, vetra, morskih valov, sončnega sevanja in biomase) ter gibanja nebesnih teles (plimovanje). Prednost pridobivanja električne energije iz obnovljivih virov je, da so praktično neizčrpni in ne povzročajo težav z odpadki ali izpusti ogljikovega dioksida v ozračje. Njihova splošna pomanjkljivost (razen pri vodni energiji) pa je razpršenost. To pomeni, da potrebujemo za njihovo izkoriščanje velike količine dragih naprav (npr. velike površine fotovoltaičnih sončnih celic, veliko število velikih vetrnic itd.). Te naprave že same s svojo prisotnostjo pomenijo določeno obremenitev (spremembo) naravnega okolja, pa tudi pridobivanje materialov za njihovo gradnjo obremenjuje okolje in povzroča sproščanje nezaželenih izpustov v okolje (npr. ogljikovega dioksida). Izkoriščanje vodne energije v hidroelektrarnah je razmeroma enostavno, vsekakor pa njihova gradnja povzroči znatne spremembe naravnega okolja (potopitev dolin in naravnih življenjskih okolij, sprememba naravnih režimov pretoka vode, nevarnost porušitev jezov itd.).

A043. Ali reaktor TRIGA deluje tudi ponoči?

Reaktor TRIGA lahko deluje tudi ponoči, če je potrebno kakšno dolgotrajno obsevanje.

E043. Elektromagnetna valovanja v vsakdanjem življenju so?

Elektromagnetna valovanja (sevanja) v vsakdanjem življenju in okolju so n.pr. svetloba, mikrovalovno sevanje (radar, mikrovalovna pečica), radijsko sevanje (mobilna in druga komunikacijska omrežja, radio, televizija), sevanje vodnikov in naprav, skozi katere teče izmenični električni tok, kozmično sevanje (delno) in radioaktivno sevanje mineralov.

B043. Kako in kje pridobivamo uran za pogon jedrske elektrarne?

Največ uranove rude nakopljejo v Avstraliji, Kanadi, Afriki in Kazahstanu.

Rudo že na lokaciji rudnika predelajo v uranov koncentrat, ki ga pošljejo v tovarne za obogatitev. Take tovarne so v npr. v ZDA, Franciji, Angliji in Rusiji. Iz obogatenega urana (ta vsebuje več cepljivega izotopa U-235, kot ga je v naravnem uranu) nato izdelajo gorivne elemente.

F043. Katerim snovem rečemo gorivo?

V jedrski tehnologiji imenujemo gorivo snovi (naravne ali umetne izotope), ki lahko doživijo jedrsko cepitev. Najpogosteje uporabljano gorivo je obogaten uran, ki ga sestavlja približno 5 % urana-235 in 95 % urana-238. Kot gorivo je mogoče uporabiti tudi plutonij-239 (cepljiv izotop, pridobljen v reaktorju).

A044. Fuzijski reaktor – prednosti in slabosti?

Prednost fuzijskega reaktorja je gorivo, ki je na Zemlji lahko dostopno: devterij in litij.

Pomanjkljivost je izredno zahtevna tehnologija, tako da bo verjetno potrebno več desetletij obratovanja eksperimentalnega reaktorja ITER (v kratkem ga bodo začeli graditi v Franciji) za zbiranje iskušenj, na osnovi katerih bo mogoče graditi eksperimentalno fuzijsko elektrarno.

Med prednosti štejemo tudi dejstvo, da ob obratovanju fuzijskega reaktorja ne nastajajo dolgoživi visoko radioaktivni odpadki, ampak le aktivacijski produkti – relativno kratkožive radioaktivne snovi, ki so nastale v konstrukcijskih delih reaktorja zaradi obsevanja z nevtroni.

(glej tudi Fuzija ali zlivanje jeder, pdf, 180 KB in ITER – eksperimentalni fuzijski reaktor, pdf, 2513 KB)

E044. Kakšno je vrelišče soljene vode?

Vrelišče slane vode je višje od vrelišča sladke vode, ledišče pa nižje.

Morska voda, ki vsebuje 30 g soli na liter, zavre pri temperaturi približno 100,5 stopinj Celzija, zmrzne pa pri temperaturi -2 stopinji Celzija.

B044. V kakšni obliki je uranovo gorivo?

Gorivo v jedrskem reaktorju je obogaten uran. To pomeni, da vsebuje precej več (4 – 5 %) cepljivega izotopa uran-235, kot ga je v naravnem uranu (0,7 %). Iz obogatenega urana so izdelane gorivne tabletke (valjčki velikosti približno 1 cm), v katerih pa je uran v kemični obliki uranovega dioksida, ki je zelo odporen proti visokim temperaturam in kemičnim vplivom.

Tabletke so nepredušno zaprte v kovinsko cev, ki jo imenujemo gorivna palica. Iz gorivnih palic je sestavljen gorivni element (ta ima v jedrski elektrarni Krško 235 gorivnih palic). V reaktorju jedrske elektrarne Krško pa je skupno 121 gorivnih elementov. Ob menjavi goriva na vsakih 18 mesecev zamenjajo dobro tretjino izrabljenih gorivnih elementov s svežimi.

F044. Kakšno je pridobivanje električne energije iz obnovljenih virov?

Med obnovljive vire energije štejemo tiste, ki izvirajo iz energije Sonca in kroženja Lune okrog Zemlje:

  • vodna energija, ki jo izkoriščamo v hidroelektrarnah z vodnimi turbinami, ki poganjajo električne generatorje,
  • energija vetra,  ki jo izkoriščamo z vetrnicami, ki poganjajo električne generatorje,
  • energija sončnega sevanja, ki jo fotovoltaične sončne celice pretvarjajo neposredno v električno energijo,
  • energija biomase (gorljivega rastlinskega materiala), ki jo izkoristimo s kurjenjem v termoelektrarnah,
  •  energija morskih valov (ta je nastala iz energije vetra), ki jo izkoristimo s posebnimi turbinami ali mehaničnimi stroji,
  •  energijo plimovanja izkoriščamo kot vodno energijo v posebnih  hidroelektrarnah.

Geotermalna energija je marsikje na razpolago v znatnih količinah, vendar ne spada med obnovljive vire, ker z njenim izkoriščanjem ohlajamo del Zemljine notranjosti.

A045. Kakšne možnosti so, da v Sloveniji zgradijo novo jedrsko elektrarno oz. nov reaktorski blok v Krškem?

V Krškem bi bilo z vidika naravnih danosti in družbene sprejemljivosti, ki se je v zadnjih letih izboljšala, najbrž možno zgraditi novo jedrsko elektrarno. Odločitev za gradnjo takega objekta pa je vedno tudi politična in ekonomska. Moderna jedrska elektrarna, ki so jo začeli graditi na Finskem (Evropski tlačnovodni reaktor) stane več milijard evrov, kar je velik zalogaj tudi za bogato državo.

B045. Čemu služijo moderatorji in katere snovi so to?

Moderator je del sredice reaktorja, ki je potreben za upočasnjevanje hitrih nevtronov, ki nastanejo ob cepitvi jedra urana. Nevtroni se upočasnjujejo ob trkih z lahkimi jedri. Dobri in tehnično uporabljivi moderatorji so težka voda (D2O), navadna voda (H2O) ter ogljik (običajno je v obliki grafita).

E045. Kako se imenuje največja črpalka, ki poganja vodo v naravi?

Največja črpalka, ki poganja vodo v naravi, je vreme. Energijo za pogon te črpalke daje Sonce.

F045. Koliko hidroelektrarn imamo v Sloveniji?

V Sloveniji obratujejo 4 termoelektrarne, 18 hidroelektrarn in ena jedrska elektrarna (NE Krško). V zadnjem času je bilo zgrajenih nekaj fotovoltaičnih sončnih elektrarn, katerih prispevek v elektroenergetsko bilanco Slovenije pa je zanemarljiv. V Sloveniji ni vetrnih elektrarn in elektrarn, ki bi izkoriščale energijo morskih valov

E046. Koliko je na svetu spojin?

Med 92 kemičnimi elementi, ki obstajajo v naravi, je mogoče izjemno veliko število spojin. Že število “naravnih” spojin je velikansko, zelo veliko pa jih je ustvaril tudi človek.

B046. Koliko je tebletk v reaktorju?

V reaktorju jedrske elektrarne Krško je približno 11 milijonov tabletk.

F046. Kateri premog oddaja največ enerjije: lignit, rjavi ali črni premog?

Sestavina premoga, ki ob zgorevanju oddaja največ energije, je ogljik. Črni premog je skoraj sam ogljik in zato odda največ energije (pravimo tudi, da ima največjo kalorično vrednost). Rjavi premog vsebuje manj ogljika in odda manj energije, še manj pa lignit.

A047. Ali je Slovenija najmanjša država, ki ima jedrsko elektrarno?

Res je. Slovenija je najmanjša država na svetu, ki ima jedrsko elektrarno.

E047. Ali je res, da hladna voda zavre prej kot topla?

Topla voda ob enakem dovajanju toplote vsekakor zavre prej kot hladna, ker je potrebno dovesti manj toplote. Spraševalec pa je najbrž postavil to vprašanje, ker je verjetno slišal za pojav, da topla ali vroča voda v nekaterih okoliščinah zmrzne prej kot hladna voda. Temu pojavu po afriškem študentu, ki ga je odkril, pravimo Mpemba efekt. Pojasniti ga je mogoče z znanimi fizikalnimi dejstvi (drugačna konvekcija ob ohlajevanju, vroča voda vsebuje manj raztopljenih plinov itd.). Podrobnejši opis pojava lahko najdete tudi na Wikipediji.

B047. Kako iz jedrske energije proizvedemo elektriko?

Jedrska elektrarna deluje podobno kot termoelektrarna, pri kateri pa toploto za uparjanje vode namesto iz zgorevanja premoga (oz. nafte ali plina) dobimo iz jedrskega reaktorja. Jedrska elektrarna ima dva glavna dela. “Jedrski” del elektrarne je izoliran sistem, podoben centralni kurjavi, v katerem kroži voda in prenaša toploto iz reaktorja v uparjalnika. To sta toplotna menjalnika – parna kotla, v katerih toplota reaktorske vode (primarne vode) greje in uparja sekundarno vodo. Para enako kot pri termoelektrarni poganja turbino z generatorjem. Izrabljena para se po izhodu iz turbine v kondenzatorju, ki ga hladi voda iz Save, vtekočini (kondenzira) ter s pomočjo črpalk teče spet v uparjalnika.

F047. Iz česa nastane zemeljski plin?

Zemeljski plin nastane pri anareobnem razkroju (brez prisotnosti kisika) fosilnih materialov (npr. rastlin). Glavna sestavina zemeljskega plina je metan, ki je z vidika globalnega ogrevanja primerno gorivo, ker ob gorenju nastaja zelo malo ogljikovega dioksida.

A048. Bi bilo odpadkov jedrskih elektrarn, ki bi temeljile na fuziji, občutno manj, kot jih proizvedejo današnje jedrske elektrarne?

Ob delovanju fuzijskega reaktorja nastane bistveno manj radioaktivnih odpadkov. Stranski proizvod zlivanja jeder devterija (“težkega” vodika) so nevtroni. Kjerkoli so nevtroni, obstaja možnost aktivacije stabilnih izotopov v gradbenih materialih reaktorja. Na ta način tudi v fuzijskem reaktorju nastane nekaj radioaktivnih odpadkov. Pomembna prednost fuzijska reaktorja pa je, da v njem ni urana, iz katerega bi ob obstreljevanju z nevtroni lahko nastali plutonij in drugi izotopi, ki v fisijskih (cepitvenih reaktorjih) predstavljajo nevarne visoko radioaktivne odpadke. (glej tudi ITER – eksperimentalni fuzijski reaktor, pdf, 2513 KB)

E048. Iz česa je zgrajena celotna narava?

Narava je zgrajena iz raznih vrst atomov. Atom sestavlja jedro, v katerem so protoni (osnovni delci s pozitivnim nabojem) in nevtroni (osnovni delci brez naboja) ter elektroni (zelo lahki osnovni delci z negativnim nabojem).

Osnovni gradniki narave so torej protoni, nevtroni in elektroni.

B048. Kakšne so slabosti jedrskih elektrarn?

Odgovor je že bil obravnavan pri vprašanjih B032 in F059.

F048. Primerjava plinskih turbin in parnih elektrarn

Elektrarna na plinsko turbino je mnogo enostavnejša od parne elektrarne, ker ne potrebuje parnih kotlov. Poganja jo namreč plinska turbina, kar je podoben stroj, kot ga imajo za svoj pogon reakcijska letala. Tudi gradnja je hitra in nabavna cena relativno nizka. Njena obratovalna prednost je hiter start, velika pomanjkljivost pa višja cena elektrike zaradi dražjega goriva.

Parna elektrarna lahko kuri vse vrste goriv (tudi cenena, npr. lignit), kar pomeni nizko ceno elektrike.

E049. Zanima me, kolikšna je bila največja temperatura, ki so jo dosegli znanstveniki v laboratorijih?

V eksperimentih zlivanja jeder (fuziji) dosegajo znanstveniki že rutinsko temperature več kot 100 milijonov stopinj celzija. Leta 2006 pa so v ZDA, Sandia National Laboratory, ustvarili okoli 2 miljardi stopinj celzija tako, da so z močnim magnetnim poljem stisnili visokotemperaturno plazmo, ki je potem sevala rentgensko sevanje.

B049. Pogosti problemi jedrskih elektrarn?

Jedrske elektrarne nimajo pogostejših tehničnih problemov kot druge vrste elektrarn. Moč jedrskih elektrarn je tipično zelo velika, tako da bi lahko rekli, da je teh problemov manj glede na enoto proizvedene energije.

Problem jedrskih elektrarn, ki ovira njihovo širšo uporabo (v svetu proizvedejo 16 % vse električne energije), pa je njihova slaba družbena sprejemljivost, ki izvira predvsem iz vojaške uporabe jedrske energije, deloma pa je posledica Černobilske nesreče.

A049. Zanima me število nesreč s prekomernim sevanjem v TRIGI. Zanima me število dogodkov z izpustom radioaktivnih ali strupenih snovi in/ali snovi v okolje in število nesreč znotraj laboratorija. Prav tako me zanima koliko ljudi je bilo s tem prizadetih in kako? Zanima me tudi ali obstajo dokumentacije o dogajanjih s strani inštituta in/ali neodvisnih intitucij? Prav tako me zanima kateri veleum se je spomnil postaviti najnevarnejši objekt v državi na rob najbolj poseljenega predela naše majhne države? Prav tako me zanima kdo bo odgovarjal za vse posledice takšnih dejanj?

V reaktorju TRIGA ni bilo nikoli nobenega dogodka z nedovoljenimi izpusti radioaktivnih snovi v okolje. Sevalne delovne nesreče v prostorih reaktorja doslej ni bilo. O prejetih dozah radioaktivnega sevanja zaposlenih se od samega začetka obratovanja reaktorja TRIGA vodi evidenca.

Maksimalna prejeta doza nikoli ne presega 10% dovoljene letne doze. Nobena oseba na Reaktorskem centru ali izven njega ni bila prizadeta zaradi sevanja ali na kakšen drug način zaradi dejavnosti, ki potekajo na Reaktorskem centru. Podrobna dokumentacija o obratovanju reaktorja obstaja od leta 1966.

O vseh dejavnostih, ki potekajo na reaktorju TRIGA, dobiva Uprava Republike Slovenije za jedrsko varnost (URSJV) izčrpna poročila v skladu z zakoni in predpisi. Vsi podatki so vključeni v letno poročilo o jedrski in sevalni varnosti, ki ga obravnava in sprejme parlament in je na voljo na spletnih straneh URSJV.

Zanimivo je, da stoji enak reaktor TRIGA v središču Dunaja v Pratru (300 m od znamenitega kolesa), čeprav je Avstrija ena od držav, ki najbolj nasprotuje uporabi jedrske energije. Reaktor TRIGA stoji tudi v Paviji v Italiji v sklopu univerze tik ob klinični bolnici. Reaktor TRIGA v Brinju še daleč ni najnevarnejši objekt v Sloveniji. Tudi v primeru najhujše nesreče (namerno uničenje s strani teroristov ali v vojni), bi bile radiološke posledice opazne samo znotraj ograje Reaktorskega centra. V bližini reaktorja TRIGA sta vsaj dva objekta, ki sta za okoličane bolj nevarna: tovarna Belinka (peroksid) in stikališče Dol (transformatorska olja).

Vse objekte na Reaktorskem centru vključno z reaktorjem TRIGA si je mogoče vsako leto ogledati na dan odprtih vrat (običajno v drugi polovici marca).
Reaktor med letom pogosto razkažemo tudi šolarjem, ki se jim lahko pridužijo tudi drugi obiskovalci.

F049. Kakšne elektrarne poznamo?

Elektrarne ločimo glede na primarni vir energije, ki jih poganja, na sledeče vrste:

  • hidroelektrarne izkoriščajo energijo vode,
  •  termoelektrarne izkoriščajo toploto, ki se sprosti ob zgorevanju goriv (najbolj pogostopremoga, nafte in plina),
  • termoelektrarne izkoriščajo toploto, ki se sprosti ob zgorevanju goriv (najbolj pogostopremoga, nafte in plina),
  •  jedrske elektrarne izkoriščajo toploto, ki se sprosti ob cepitvi urana (sicer pa so precej podobne termoelektrarnam),
  • vetrne elektrarne izkoristijo kinetično (gibalno) energijo vetra,
  • geotermalne elektrarne izkorišajo toploto vroče vode, ki priteče iz zemeljske notranjosti,
  •  fotovoltaične elektrarne pretvarjajo energijo sončnega sevanja neposredno v elektriko s pomočjo sončnih celic,
  • sončne toplotne elektrarne izkoriščajo toploto sončnega sevanja, ki jo pretvorijo v elektriko kot v termoelektrarni,
  •  elektrarne na morske valove posredno izkoriščajo energijo vetra, v elektriko pa jo pretvarjajo s pomočjo precej komplicirane tehnologije in so še v poskusni fazi.

E050. Ali slana voda zavre prej ali kasneje, kot navadna?

Slana voda zavre pri višji temperaturi kot navadna (čista) voda. Vrelišče morske vode je pri normalnem zračnem tlaku 100,6 stopinj Celzija, vrelišče navadne vode pa 100 stopinj Celzija. Če bomo torej segrevali morsko in navadno vodo pod enakimi pogoji, bo prej zavrela navadna voda.

B050. Ali je res, da je v jedrskih elektrarnah manj delovnih mest kot v drugih elektrarnah?

V jedrskih elektrarnah je število zaposlenih primerljivo s številom zaposlenim v termoelektrarnah (v hidroelektrarnah je število zaposlenih mnogo manjše). Moč jedrskih elektrarn pa je običajno zelo velika, tako da bi lahko rekli, da je število zaposlenih glede na enoto moči ali pa na enoto proizvedene energije res manjše.

A050. Kako deluje atomska bomba?

Atomsko bombo imenujemo jedrsko orožje, pri katerem se energija sprosti ob jedrski cepitvi nadkritične mase urana-235 ali plutonija-239. Kritična masa pomeni najmanjšo količino cepljivega materiala, da lahko v njem poteče samovzdrževalna verižna reakcija. Tipično uranovo bombo sprožijo tako, da s pomočjo konvencionalnega eksploziva združijo v nadkritično maso dva kosa urana-235, od  katerih ima vsak podkritično maso. Tipično plutonijevo bombo sprožijo tako, da s pomočjo konvencionalnega eksploziva, ki je nameščen okrog podkritične krogle plutonija, povzročijo implozijo plutonija. Ob tem se gostota plutonija močno poveča, tako da postane stisnjena krogla nadkritična. Učinek eksplozije takih bomb ustreza učinku od nekaj ton do nekaj stotisoč ton eksploziva trinitrotoluol.

F050. Ali je premog nevaren?

Premog ni nevaren. Vendar pa se je od začetka industrijske dobe do danes, predvsem zaradi zgorevanja premoga, ki je bil dolgo časa eden glavnih virov energije v industrijskih državah, sprostilo zelo veliko ogljikovega dioksida. Ta vpliva na izsevanje toplote Zemlje nazaj v vesolje, tako da se ravnotežje med prejeto toplote s Sonca in oddano nazaj v vesolje vzpostavlja pri višji temperaturi. Temu rečemo učinek tople grede, ki povzroča globalno segrevanje, kar je eden največjih izzivov človeštvu v sedanjem času.

E051. Kje voda prej zavre? Ob morju ali v hribih?

Ob enakih pogojih ogrevanja voda prej zavre v hribih, ker je temperatura vrelišča vode nižja kot ob morju. Npr.: voda zavre na Kredarici pri temperaturi malo nad 90 stopinj Celzija, ob morju pa pri 100 stopinjah Celzija.

A051. Kolikšno temperaturo doseže jedrska bomba na prostem?

Temperatura v jedrski bombi znaša ob eksploziji več milijonov stopinj Celzija.

B051. Kaj je jedrska elektrarna?

Jedrska elektrarna je taka vrsta elektrarne, ki uporablja kot vir energije jedrsko energijo. Dandanes so to izključno elektrarne, ki imajo kot vir energije jedrski reaktor, v katerem poteka cepitev urana ali/in plutonija. V prihodnosti (kdaj, je težko napovedati) se jim bodo pridružile tudi elektrarne, kjer bo vir energije zlivanje lahkih jeder v fuzijskem reaktorju.

F051. Zakaj potrebujemo premog?

Premog je od začetkov industrializacije najpomembnejši vir energije. Izkoriščamo jo tako, da ob kurjenju premoga dobimo toploto, ki jo lahko uporabimo za ogrevanje, industrijske procese in pretvorbo v električno energijo.

E052. Pri koliko stopinjah zavre voda na Mount Everestu?

Vrh Mount Everesta je na višini 8848 m. Atmosferski zračni tlak na vrhu je samo tretjina normalnega tlaka, voda pa zavre približno pri 70 stopinjah Celzija (glej tudi vprašanji E050 in E051).

A052. Koliko jedrskih konic ima Francija, Kitajska, Severna Koreja, Pakistan?

Podatki o številu jedrskih konic raznih držav javno niso znani. Domneva se, da Severna Koreja še nima jedrske konice (t. j. uporabnega jedrskega orožja, ki ga lahko namesti na raketo dolgega dosega).

B052. Na kratko mi opišite “delovanje urana”?

Uran je kemični element, ki ga v naravi sestavljata dva izotopa (dve različici z istimi kemičnimi lastnostmi): uran-235 (v naravi ga je 0,7 %) in uran-238 (99,3 %). Jedro urana-235 je s pomočjo nevtronov možno cepiti v lažji jedri (ta proces poteka v reaktorju), ob tem pa se sprosti zelo velika količina energije, ki jo v jedrski elektrarni uporabimo za pretvorbo v elektriko.

F052. Kako je nastal premog?

Premog je nastal iz rastlinskih ostankov, ki so prišli in milijone let ostali v geoloških plasteh pod velikih pritiskom brez prisotnosti zraka.

E053. Kaj je nevtron?

Nevtroni so osnovni delci brez električnega naboja in so poleg protonov (ki imajo pozitiven naboj) sestavni del atomskih jeder.

B053. Ali poteka cepitev urana neprestano, ves čas?

V jedrskem reaktorju poteka cepitev urana 235, dokler traja verižna reakcija (dokler reaktor deluje). To pomeni, da nevtroni, ki nastanejo ob cepitvi uranovega jedra, prožijo cepitev nadaljnjih jeder urana 235. Ko ni več nevtronov, ni več cepitev. Reaktorji v jedrskih elektrarnah običajno delujejo neprekinjeno daljša obdobja (12 do 18 mesecev) na polni moči.

F053. Kje je največja termoelektrarna na svetu? In kje v Evropi?

Med najmočnejše termoelektrarne v svetu spada taiwanska Taichung s 5830 MW električne moči, ki spada s svojim izpustom CO2 v okolje med prav tako največje onesnaževalce okolja.

V Evropi velja za najmočnejšo poljska termoelektrarna Belchatow s 4440 MW električne moči.

Poudariti je potrebno, da so zgornje enote sestavljene iz večjega števila posameznih enot (n.pr. v taiwanskem primeru, iz 8 enot po dobrih 730 MW). Nikjer v svetu ne srečamo enote, ki bi bila recimo močnejša od 1700MW, ker tako močnih generatorjev električne energije enostavno ni. Najmočnejšega bo imela finska jedrska elekrarna Olkiluoto III, z močjo 1650MW električne energije.

A053. Koliko tehtajo podmornice?

Tipične podmornice na dizelski pogon iz časa II. svetovne vojne so potopljene izpodrivale (“tehtale”) približno 2500 ton. Sodobne jedrske podmornice potopljene izpodrivajo okrog 7000 ton, jedrska podmornica Tajfun, zgrajena v času Sovjetske zveze, pa je izpodrivala več kot 30000 ton.

E054. Kakšni so produkti pri izgorevanju? Kaj je oksidacija?

Oksidacija je spajanje nekega kemijskega elementa s kisikom. Zgorevanje je oksidacija. Produkti zgorevanja pa so pri fosilnih gorivih (premog, nafta, zemeljski plin) ogljikov dioksid (CO2) in voda.

B054. Kaj je TRIGA?

TRIGA je zelo uspešen tip raziskovalnega reaktorja, ime samo pa je kratica:

T = Training (šolanje),

R = Research (raziskave),

I = Isotope production (proizvodnja izotopov),

GA = General Atomics (ime izdelovalca tega tipa reaktorja v ZDA).

Tak reaktor od leta 1966 deluje na Reaktorskem centru na Brinju v okviru Instituta Jožef Stefan
(glej tudi Raziskovalni reaktor TRIGA, pdf, 252 KB in Zasnova reaktorja TRIGA, pdf, 544 KB)

F054. Kakšne so prednosti oskrbe z energijo, ki jo pridobimo v termoelektrarni glede na okolje?

Taka termoelektrarna, ki je istočasno tudi toplarna, ima z vidika okolja pomembno prednost, da lahko za ogrevanje hiš izkoristi toploto zgorevanja (premoga, nafte, plina), ki je ni mogoče v celoti pretvoriti v električno energijo. Temu pravimo soproizvodnja električne in toplotne energije.

A054. Katera država ima največ jedrskih elektrarn?

Največ jedrskih elektrarn je v ZDA (104). Proizvedejo skoraj 20 % vse električne enrgije.

E055. Kaj je jedrska magnetna resonanca?

Odgovor lahko najdete na spletišču Kvarkadabra: www.kvarkadabra.net

B055. Kakšno površino zavzema Nuklearna elektrarna Krško? Zakaj je bila izbrana ta lokacija?

Površina (prostor znotraj ograje), ki jo zavzema NEK, je okrog 10 hektarov.

Tipična termoelektrarna enake moči bi potrebovala bistveno več prostora, ker bi imela še deponije premoga in pepela.

Razlogi, da je NEK v Krškem, so:

  • bližina večjih centrov porabe energije,
  • dovolje hladilne vode (v primeru NEK je to Sava),
  • zadostna oddaljenost od večjih urbanih centrov,
  • razpoložljiv in primeren prostor za tak velik industrijski objekt,
  • dostopnost transportnih poti za težko opremo,
  • v času projekta je veljalo tudi priporočilo Mednarodne agencije za atomsko energijo, naj bo jedrska elektrarna v neki državi oddaljena vsaj 80 km od državne meje. Krško je eden od redkih krajev v Sloveniji, ki izpolnjuje ta pogoj (oddaljenost od Avstrije in Italije),
  • itd.

F055. Iz česa nastane nafta?

Nafta in naravni plin sta nastala v geoloških plasteh po mnogih milijonih let segrevanja in stiskanja prazgodovinskega planktona in alg, ki so se vsedale na morsko dno. Premog je nastal iz rastlinskih ostankov, ki so prišli in milijone let ostali v geoloških plasteh pod velikih pritiskom brez prisotnosti zraka.

A055. Od česa je odvisna moč sonca?

Sonce “deluje” kot velikanski fuzijski reaktor, v katerem se jedra vodika zlivajo v jedra helija. Moč Sonca je torej odvisna od količine vodika, ki se pretvori v helij in je praktično konstantna.

E056. Kako je najlažje narediti svoj generator?

Skoraj vsako dvokolo ima svoj “generator” – dinamo. Tega je mogoče predelati tudi za drugačen pogon, npr. z vodnim kolesom (to so npr. počeli taborniki). Mogoče pa ga je izdelati tudi “od začetka”, pri čemer bi si dalo pomagati z elektrotehničnim paketom “Mehano”, ki vsebuje dele elektromotorja. Tega se da predelati v generator.
(glej tudi www.mehano.si)

B056. Kaj bi se zgodilo v primeru, da bi se na območju oziroma v bližini JEK pripetil (močan) potres?

Jedrska elektrarna Krško je projektirana za izjemno močan potres. Vse pomembne zgradbe in naprave lahko vzdržijo potresne sunke, ki bi povzročili 30 % pospeška zemeljske težnosti v vodoravni smeri. Enostavneje rečeno to pomeni, da bi zgradbe lahko vzdržale dinamične (spremenljive) sile v vodoravni smeri, ki bi znašale 30 % njihove lastne teže. Projektiranje za tako močne potresne sunke v Sloveniji ni običajno in je posledica tega, da so imeli že podatki, ki so bili projektantu v Ameriki poslani iz Slovenije, izredno veliko varnostno rezervo. Ameriška projektantska firma je to rezervo še povečala, tako je je bil končni projektni horizontalni pospešek 0,3 g (30 % pospeška zemeljske težnosti).

Za primerjavo naj navedemo, da so bili v rušilnem potresu, ki je 17. januarja 1995 opustošil mesti Kobe in Osaka na Japonskem, horizontalni pospeški v veliki večini manjši od 0,3 g. Magnituda potresa po Richterju (to je lestvica, ki označuje sproščeno energijo) je bila 7.2, potres pa je bil dokaj plitvo pod površjem in je bil zato njegov učinek na površju zelo močan. Dve najbližji jedrski elektrarni, oddaljeni okrog 100 km od nadžarišča potresa, sta med potresom normalno obratovali in nista utrpeli nikakršne škode.

“Ljubljanski potres” leta 1895 je imel magnitudo 6,1, najmočnejši v bližini Krškega pa je bil potres v Brežicah leta 1917 z magnitudo 5,7. Vedeti moramo, da povečanje magnitude za 1 po Richterjevi lestvici pomeni povečanje potresne energeije za faktor 30. Jedrska elektrarna Krško v primeru močnega potresa ne bi bila nevarno poškodovana, zelo verjetno bi ga preživela brez posledic. Zanesljivo pa bi njeno obratovanje takoj zaustavili operaterji v komandni sobi, kjer je tudi seizmograf, katerega podatke morajo v obratovalnih procedurah upoštevati podobno kot podatke drugih naprav.

F056. Kakšna je razlika med termo in plinsko termoelektrarno?

Tudi plinska elektrarna je termoelektrarna, le da je delovni stroj plinska turbina namesto parne turbine. Plinska elektrarna ne potrebuje parnega kotla, ker poteka zgorevanje v zgorevalnih celicah v samem stroju, ki deluje enako kot reakcijski motorji letal.

A056. Katera država v EU ima največ jedrskih elektrarn?

Največ jedrskih elektrarn (58) v Evropi ima Francija, ki iz njih pridobi 77 % vse električne energije.

F057. Katere so prednosti in slabosti termoelektrarn?

Prednost termoelektrarn je, da jih je možno zgraditi razmerom poceni in hitro (še posebno, če gre za termoelektrarno na plin ali nafto). Velika pomanjkljivost pa je izpust ogljikovega dioksida (približno 1 kg/kWh električne energije) in vedno višja cena goriva ter posledično tudi cena pridobljene električne energije.

B057. Katere vrste jedrskih reaktorjev obstajajo ter kako delujejo? Kakšna je prihodnost pri sodobnih reaktorjih?

Odgovor se nanaša na energetske reaktorje.

Sedanje jedrske elektrarne v svetu uporabljajo pet tipov jedrskih reaktorjev, katerim je skupno, da poteka cepitev uranovih jeder v verižni reakciji s pomočjo počasnih nevtronov.

Ob cepitvi jedra urana-235 se sprosti nekaj nevtronov, ki so prehitri, da bi lahko cepili nadaljnja jedra urana in tako vzdrževali verižno reakcijo. To se sliši čudno, vendar se moramo zavedati, da se jedro urana ne cepi zato, ker bi ga zadel nevtron z veliko hitrostjo. Cepi se, ker jedro ob absorbciji (ujetju) nevtrona postane nestabilno. Jedro pa težko ujame nevtron, ki ima veliko hitrost. Hitrost nevtronov je potrebno zmanjšati. Zmanjšamo jo tako, da hitri nevtroni trčijo z lahkimi jedri, ob čemer izgubijo velik del svoje energije. Najprimernejša lahka jedra so jedra vodika, težkega vodika (devterija) in čistega ogljika. Jedra vodika so v atomih vodika, ki je sestavina navadne vode, jedra devterija pa so v težki vodi. Čisti ogljik uporabljamo v obliki grafita. Vsem tem snovem pravimo moderator.

Največ reaktorjev v svetu uporablja kot moderator navadno vodo in jim pravimo vodni reaktorji. V tej skupini so najenostavnejši vrelni reaktorji, ki imajo v sredici kot moderator navadno vodo, ki ima obenem tudi vlogo prejemnika toplote in pogonskega sredstva turbine.
(glej tudi Vrste jedrskih elektrarn I., pdf, 319 KB in Vrste jedrskih elektrarn II., pdf, 351 KB)

Para, ki nastane ob vrenju vode v reaktorju, neposredno poganja parno turbino. Lahko si predstavljamo, da je reaktor parni kotel.

Največ jedrskih elektrarn v svetu (približno dve tretjini) pa ima tlačnovodne reaktorje. Voda, ki se pretaka skozi tak reaktor, je istočasno moderator in sredstvo za prenos toplote. Voda v reaktorju namreč zaradi visokega tlaka ne vre, temveč le prenaša toploto v toplotni menjalnik, ki mu pravimo uparjalnik. V bistvu je uparjalnik parni kotel, ki ga greje hladilna voda reaktorja (primarna voda). V uparjalniku se uparja sekundarna voda, ki potem poganja turbino.
(glej tudi Od jedrske elektrarne do elektrike, pdf, 266 KB)

Obe gornji skupini reaktorjev potrebujeta zaradi fizikalnih lastnosti moderatorja (navadne vode) obogaten uran, t.j. mešanico približno 4 % urana-235 in 96 % urana-238.

V svetu je tudi nekaj deset elektrarn s težkovodnim reaktorjem, ki je v bistvu tlačnovodni reaktor, v katerem je namesto navadne vode težka voda (D2O – spojina težkega vodika in kisika). Ta reaktor lahko kot gorivo uporablja tudi naravni uran.

Naravni uran lahko kot gorivo uporabljajo tudi reaktorji, ki imajo za moderator grafit (čisti ogljik).

V bivši Sovjetski zvezi so razvili in gradili jedrski reaktor, ki ga moderira grafit, hladi pa navadna voda, ki vre kar v reaktorju. Je torej vrsta vrelnega reaktorja. Ta reaktor je v svoji prvotni različici uporabljal naravni uran. Znan je postal predvsem po nesreči v Černobilu, ki se je zgodila v veliki meri zaradi posebnih fizikalnih lastnostih tega tipa reaktorja.

V Veliki Britaniji so že pred 40 leti začeli obratovati reaktorji, moderirani z grafitom in hlajeni s plinom (ogljikovim dioksidom). Plin, ki se ogreje v reaktorju, uparja v uparjalniku vodo za pogon turbine.

V razvoju je nova različica plinsko hlajenih reaktorjev, ki bodo hlajeni s helijem, ta pa bo poganjal plinsko turbino brez vmesnega uparjalnika. Velika večina reaktorjev, ki bodo grajeni v bližnji prihodnosti bodo zelo podobni sedanjim, le da bodo imeli zelo izboljšanje varnostne lastnosti.

E057. Zakaj vroča voda prej zmrzne kot hladna?

Spraševalec je najbrž postavil to vprašanje, ker je slišal za pojav, ki je znan kot Mpemba efekt (poimenovan po afriškem študentu, ki ga je odkril).
Razlaga pojava ni dokončna in enostavna, pojasniti pa ga je mogoče z znanimi fizikalnimi dejstvi (drugačna konvekcija ob ohlajevanju, vroča voda vsebuje manj raztopljenih plinov itd.. Podrobnejši opis pojava lahko najdete tudi na Wikipedii.

A057. Za hlajenje gorivnih palic uporabljate težko vodo. Ali devterij nastane zato ker je v prisotnosti gorivnih palic. Ali se ga pripravi vnaprej, ker je morda kot tak bolj efektiven? Kam se spusti težko vodo, ko je opravila svoje delo? Ali težka voda kaj seva? Ali devterij v naravi razpade in če, kako hitro?

Težka voda (D2O) se uporablja kot hladilo samo v posebni vrsti reaktorjev, v katerih je gorivo naravni uran. Ta tip reaktorjev uporabljajo predvsem v Kanadi in so znani pod imenom CANDU.

Težka voda je spojina kisika in devterija – izotopa vodika, ki ima v jedru poleg protona še en nevtron. Devterij je stabilen izotop (ni radioaktiven in torej ne razpada) in je v zelo majhnih količinah prisoten v naravi (na približno 6000 molekul H2O najdemo eno molekulo D2O). Pomembna lastnost težke vode je, da ne absorbira nevtronov, ki jih potrebuje reaktor za vzdrževanje verižne reakcije. Brez te lastnosti reaktor na naravni uran ne more delovati. Težko vodo pridobimo iz navadne vode s fizikalnimi in kemičnimi postopki « obogatitve », ki so skoraj tako zahtevni, kot obogatitev urana. Težka voda je zelo draga (liter stane več sto eurov) in je neprestano v reaktorju (je ne izpuščajo), zaradi čistosti pa del te vode ves čas kroži tudi skozi filtrske sisteme.

Skoraj vsi drugi reaktorji na svetu, tudi v jedrski elektrarni Krško,  uporabljajo kot hladilo navadno vodo H2O in kot gorivo obogaten uran. Navadna voda v reaktorju ne postane radioaktivna in je ni potrebno menjati, ampak samo filtrirati, da iz nje izločimo korozijske in erozijske produkte, ki v reaktorju lahko postanejo radioaktivni.

F058. Kakšna je razlika med termoelektrarno in jedrsko elektrarno?

Termoelektrarna dobi energijo za svoje delovanje (toploto) iz zgorevanja, torej kemične reakcije med gorivom (npr. ogljikom, ki je v premogu) in kisikom iz zraka. Jedrska elektrarna pridobi toploto iz jedrske reakcije – cepitve uranovega jedra. Toploto pa obe elektrarni pretvorita v električno energijo s pomočjo pare, ki poganja parno turbino, ta pa generator.

B058. Lahko opišete nesrečo v Krškem?

V Jedrski elektrarni Krško ni bilo nikoli nobene nesreče ali dogodka, ob katerem bi prišlo do sproščanja radioaktivnih snovi v okolje.

E058. Kdaj je električna napetost nevarna za ljudi?

V električnih napeljavah imamo običajno dva vodnika, med katerima je izmenična napetost 230 V. Eden izmed vodnikov je “pod napetostjo”, drugi je pa “brez napetosti”, običajno rečemo nevtralen. Vlogo tega drugega vodnika lahko prevzamejo tudi vlažna tla, voda, ali vodovodna napeljava, ali kakšna kovinska konstrukcija. Ko med vodnik, ki je “pod napetostjo” in drugi, nevtralni vodnik vežemo neko napravo (npr. fen, ali grelec, ali računalnik) bo skozi napravo stekel električni tok in naprava bo začela delovati. Torej je dejansko električni tok tisto, kar povzroči učinek. Koliko toka steče med vodnikoma, je odvisno od upornosti naprave.

Podobno velja tudi v primeru ko se (po nesreči) dotaknemo vodnika, ki je pod napetostjo, kar se lahko zgodi tudi, če se dotikamo notranjosti naprave, ki je priključena na vtičnico oz. električno omrežje. Skozi naše telo (in tudi po površini telesa) bo stekel tok do drugega vodnika, ki je lahko drugi vodnik v isti napravi, ali kar tla pod nami, ali kovinski del iste, ali druge naprave. Učinek je odvisen od tega, kje in koliko toka steče. Že manjši tokovi (nekaj miliamperov) lahko povzročijo krče v mišicah, večji tokovi (nekaj sto miliamperov ali več) pa tudi opekline in poškodbe, ki so lahko tudi smrtno nevarne. Posledice so vedno močno odvisne od tega, kje tok teče. Tako nekaj deset miliamperov, ki tečejo med rokama in skozi srce, lahko povzročijo tudi smrt. Če smo potni, bo pri isti napetosti tok skozi kožo večji, in bodo tudi posledice večje.

Tokovi pod 50 miliamperov običajno niso nevarni (ne povzročajo trajnih poškodb), tokovi nad 100 miliamperov pa so lahko že smrtno nevarni. Pri običajni vlažnosti kože (pot toka se vedno začne skozi kožo) lahko rečemo, da napetosti do 50 V niso nevarne, nad 100 V pa smrtno nevarne.

Večina električnih naprav deluje pri napetosti 230 V, kar je zelo nevarna napetost in so posegi v takšne naprave med tem, ko so priključene na omrežje, smrtno nevarni. Nestrokovni posegi in popravila naprav lahko povzročijo hude nesreče. Zato je nujno, da pri uporabi upoštevamo navodila proizvajalcev, vse posege pa prepustimo strokovnjakom.

F059. Kakšna je razlika med termo in jedrsko elektrarno in katere so slabosti jedrske?

Pri obeh elektrarnah pridobimo elektriko na ta način, da toploto izkoristimo za uparjanje vode, para poganja parno turbino, ta pa generator. Razlika med jedrsko in termo elektrarno pa je v tem, da pri jedrski elektrarni toploto za uparjanje vode dobimo v jedrskem reaktorju, v katerem poteka cepitev uranovih jeder (jedrska reakcija), pri termoelektrarni pa daje toploto zgorevanje (kemična reakcija).

Glavna slabost jedrskih elektrarn je, da je v mnogih državah šibka njena družbena sprejemljivost, ker mnogi ljudje dojemajo jedrsko energijo kot nekaj nevarnega.

B059. Lahko opišete, zakaj uporabljate uran?

Uran je edini element v naravi, s katerim je mogoče na razmeroma enostaven način doseči in vzdrževati verižno reakcijo, v kateri se cepijo jedra urana-235, ob tem pa se sproščajo velike količine energije.

Naravni uran sestavljata izotopa uran-235, katerega delež je približno 0,7 % in uran-238, katerega delež je 99,3 %. Cepljiv, kar pomeni, da je uporaben kot jedrsko gorivo, je samo uran-235. Nekateri jedrski reaktorji lahko delujejo na naravni uran, velika večina reaktorjev za jedrske elektrarne pa deluje na obogaten uran, v katerem je delež urana-235 približno 4 %.

E059. Koliko energije ima voda?

Energija vode, ki jo uporabljamo kot medij za prenos toplote, je sorazmerna temperaturi. V primeru, da uporabljamo kot medij za prenos toplote ali medij v toplotnem stroju vodno paro, pa je njena energija sorazmerna temperaturi in tlaku. Natančne podatke najdemo v posebnih tabelah in diagramih, ki navajajo lastnosti vode in vodne pare.

B060. Kakšen tip elektrarne je nuklearna elektrarna Krško (tlačnovodna, vrelna, vodno hlajena)?

Jedrska elektrarna Krško (NEK) ima tlačnovodni reaktor, kar je najpogostejši tip reaktorja na svetu. Značilnost tega tipa je, da sta hladilo in moderator ista voda, ki je v reaktorju pod tako visokim tlakom, da ne vre. Naloga hladila je, da toploto prenaša z goriva v uparjalnike, ki so del ločenega sekundarnega sistema (to so v bistvu parni kotli, ki dobavljajo paro za pogon turbine z generatorjem). Naloga moderatorja je, da upočasnjuje

(moderira) hitre nevtrone, ki nastanejo pri cepitvi urana-235. Počasni nevtroni nato povzročajo nadaljnje cepitve jeder urana-235, tako da lahko poteka verižna reakcija.

Soroden tip je elektrarna z vrelnim reaktorjem, kjer sta hladilo in moderator voda, ki v reaktorju vre. Nastala para neposredno poganja parno turbino z generatorjem.
(glej tudi Shema jedrske elektrarne Krško, pdf, 190 KB)

F060. Koliko energije porabimo za kuhanje kosila?

Pri kuhanju kosila za 4 osebe porabimo približno eno kilovatno uro električne energije.

E060. Koliko stopinj je 311 K?

Pretvorba med stopinjami kelvina in stopinjami celzija poteka po enostavni enačbi:
T(K) = T(C) + 273,15 oziroma T(C) = T(K) – 273,15
311 K je torej 38 C.

B061. Koliko je vredna v celoti jedrska elektrarna Krško?

Stroški za gradnjo jedrske elektrarne Krško so bili ob upoštevanju obresti za kredite blizu ene milijarde dolarjev. Prava vrednost jedrske elektrarne Krško pa je v veliki količini energije, ki jo lahko proizvede do konca svoje življenjske dobe ob razmeroma majhnih stroških. Vrednost dnevne proizvodnje električne energije je približno pol milijona eurov, kar pomeni približno 200 milijonov eurov na leto (kar je tudi približno 200 milijonov US dolarjev). Od sedaj do konca njene projektne življenjske dobe leta 2023 je proizvedena energija vredna približno 4 milijarde eurov.

Jedrska elektrarna Krško ima za Slovenijo veliko vrednost tudi zaradi dejstva, da proizvede dobrih 20 % vse električne energije, ki jo porabimo v Sloveniji – približno toliko, kot vse hidroelektrarne skupaj.

E061. Koliko tehta voda pri štirih stopinjah?

1 liter vode pri temperaturi 4 stopinje celzija ima maso 1 kg.

F061. Koliko elektrike proizvede Slovenija?

Skupna letna proizvodnja vseh elektrarn v Sloveniji (HE, TE in NEK) je približno 15 TWh (1 TWh = 1000 000 kWh).

B062. Kaj nastane pri jedrski reakciji v JEK in kakšne radioaktivne lastnosti imajo produkti?

V jedrskem reaktorju poteka cepitev uranovih jeder. Ob tem nastajajo razcepni produkti, ki so radioaktivni izotopi, kar pomeni, da radioaktivno razpadajo. Nekateri hitro (kratkoživi), drugi pa počasneje (dolgoživi). Slednji imajo razpolovne dobe celo tisočletja, tako da jih je potrebno varno odložiti za zelo dolga obdobja.

Med temi izotopi so nekateri tudi nevarni, kot je npr. jod-131, ki pa je na srečo kratkoživ z razpolovno dobo 8 dni.

E062. Koliko energije potrebujemo, da segrejemo 1 kg vode za 1 stopinjo?

Za segrevanje 1 kg vode za 1 stopinjo celzija je potrebna energija 4186 J.

F062. Kolikšen delež električne energije v Sloveniji uvažamo?

V Sloveniji uvažamo okrog 15 % električne energije.

B063. Katere so dobre in katere so slabe strani pridobivanja električne energije s pomočjo jedrske elektrarne?

Največja prednost jedrskih elektrarn je, da proizvajajo velike količine električne energije po nizki ceni, ob tem pa v ozračje ne izpuščajo ogljikovega dioksida ali drugih toplogrednih plinov, ki povzročajo globalno ogrevanje. Slaba stran so radioaktivni odpadki. Količina je v primerjavi s proizvedeno energijo izredno majhna, vendar v večih državah javnost zaradi njih zavrača jedrsko energijo.
(glej tudi Energija, pdf, 224 KB in Učinek tople grede, pdf, 642 KB)

E063. Koliko stopinj je 72 F?

Stopinje Fahrenheita preračunamo v stopinje Celzija po enačbi:

C = (F – 32)*5÷9

72 stopinj Fahrenheita je torej približno 22,2 stopinj Celzija.

Fahrenheitovo temperaturno lestvico uporabljajo v ZDA.

F063. Kateri premog sprosti največ toplote in zakaj?

Ob zgorevanju sprosti največ toplote črni premog, ker ga sestavlja skoraj samo ogljik.

B064. Kakšen je postopek, če pride do nesreče v jedrski elektrarni?

Za primere vseh nenormalnih situacij (stanj) v jedrski elektrarni (ni nujno, da so to že nesreče) obstajajo vnaprej pripravljeni postopki ukrepanja. Ti postopki so oblikovani tako, da jih lahko začnejo izvajati, čeprav še ni ugotovljen vzrok dogodka. Za jedrsko varnost elektrarne morajo biti izpolnjeni v vseh stanjih izpolnjeni določeni pogoji. Najpomembnejši so: reaktor mora ostati podkritičen, zagotovljeno mora biti njegovo hlajenje, preprečevati je potrebno sproščanje radioaktvnih  snovi.
(glej tudi Varnostni sistemi, pdf, 314 KB)

E064. Koliko je vseh snovi na svetu?

V naravi obstoja 98 kemičnih elementov, nekateri od teh le v izjemno majhnih količinah. Med temi je že v naravi možnih ogromno število kemičnih spojin, izredno veliko je tudi število umetnih, sintetičnih kemičnih spojin. V znanstveni literaturI je podatek, da je znanih približno 60 milijonov kemičnih spojin.

F064. Kako poteka proces pridobivanja energije s pomočjo premoga?

Premog zgori v kurišču parnega kotla, v katerem nastane visokotlačna para, ki poganja parno turbino, ta pa električni generator.

B065. S kolikšno močjo dela jedrska elektrarna?

Imenska (nominalna) moč Jedrske elektrarne Krško je 676 MWe (“e” za MW pomeni, da je to električna moč), moč jedrskega reaktorja pa je približno 3x večja. Jedrska elektrarna Krško je po moči v svetu že med manjšimi. Večinoma imajo moč okrog 1000 MWe, novejše sedanje tudi 1400 MWe.
(glej tudi Jedrska elektrarna Krško, pdf, 344 KB)

E065. Iz česa je sonce?

Sonce je tipična zvezda. Večina mase Sonca je vodik. Jedra vodika se v središču Sonca pri visokih temperaturah in tlaku zlivajo v jedra helija (temu procesu pravimo fuzija), pri tem pa se sproščajo velikanske količine energije.

F065. Zakaj je potrebna energija?

Energijo potrebujemo za življenje, delovanje strojev, tehnološke procese, ogrevanje itd. Takšen je človekov vsakdanji pogled na energijo. Energija pa je sicer sestavni del vesolja in se ne moremo vprašati, zakaj jo potrebujemo. Skušamo razumeti, kakšno vlogo ima v vesolju.

B066. Koliko je zaposlenih v jedrski elektrarni?

V jedrski elektrarni Krško je zaposlenih 615 ljudi. (podatek za april 2013)
(osveženi podatki na spletni strani NEK)

E066. Koliko tehta 1 liter zraka?

Masa 1 litra zraka pri normalnem zračnem tlaku je približno 1,3 grama.

F066. Koliko stane proces pridobivanja zemeljskega plina?

Zemeljski plin sestavlja skoraj v celoti metan. Da je možno zemeljski plin komercialno izkoriščati, ga je treba skoraj vedno na črpališčih, ki so običajno daleč od centrov potrošnje, najprej vtekočiniti. Vtekočinjen plin nato posebni tankerji prepeljejo do terminalov, ki so že bližje centrom potrošnje. Tam tekoči plin vplinijo in ga s plinovodi pošljejo do potrošnikov. Vsak od naštetih korakov ima svojo ceno. Končna cena energije, ki jo plača potrošnik, pa je približno enaka ceni plinskega olja (nafte).

B067. Kako poteka jedrska cepitev?

Cepitev jedra urana 235 se začne z absorbcijo nevtrona. Novo nastalo jedro urana 236 je zaradi porušenega ravnotežja sil znotraj jedra v vzbujenem stanju. Lahko si ga predstavljamo kot kapljico, ki močno valovi, na koncu pa se razleti v dve jedri. Ta dogodek imenujemo cepitev jedra, pri čemer se sprosti veliko energije. Ob tem se sprosti tudi nekaj nevtronov, ki lahko cepijo nadaljnja jedra urana 235, kar imenujemo verižna reakcija.
(glej tudi Jedrska cepitev, pdf, 365 KB in Jedrska verižna reakcija, pdf, 490 KB)

E067. Kako se imenuje naprava, ki meri zračni tlak?

Naprava (instrument) za merjenje zračnega tlaka se imenuje barometer.

F067. Koliko stane tona črnega premoga?

Tona črnega premoga stane približno 150 €.

B068. V kolikšni meri onesnažuje jedrska elektrarna okolje med normalnim obratovanjem?

Jedrska elektrarna vpliva na okolje med normalnim obratovanjem na dva načina:

  • človek, ki bi stalno živel ob ograji elektrarne (približno 100 m od reaktorske zgradbe) bi prejel dodatno dozo radioaktivnega sevanja v velikosti manj od ene stotinke doze, ki jo v istem času prejme iz naravnega okolja;
  • če je elektrarna ob reki, ki jo uporablja za hlajenje kondenzatorja (kot npr. JE Krško), se rečna voda segreje za nekaj stopinj Celzija. Ta vpliv je enak, kot bi ga imela termoelektrarna enake moči na istem mestu.

(glej tudi Jedrska elektrarna Krško in okolje, pdf, 215 KB)

E068. Kako se imenuje del celice, kjer poteka izgorevanje organskih snovi, pri tem pa se sprošča energija?

Deli celice, v katerih poteka zgorevanje organskih snovi in pretvorba v energijo, se imenujejo mitohondriji.

F068. Koliko elektrike proizvajajo sončne elektrarne v kw?

V Sloveniji imamo precej manjših sončnih elektrarn, katerih skupna instalirana moč je približno 200 MW, njihova skupna letna proizvodnja pa približno 200 GWh (200 000 MWh). V povprečju sončne elektrarne v Sloveniji (podobno velja za druge evropske države) torej delujejo samo z desetino instalirane moči. Za primerjavo je zanimivo, da imajo hidroelektrarne na Savi skoraj enako skupno instalirano moč, proizvedejo pa v povprečju trikrat do štirikrat toliko električne energije kot vse sončne elektrarne.

B069. Od kod dobiva (kupuje) jedrska elektrarna Krško uran (gorivne elemente)?

Westinghouse (ZDA), ki je tudi dobavitelj same elektrarne.

E069. Kaj je učinek tople grede?

Učinek tople grede imenujemo sledeč pojav: kratkovalovno Sončevo sevanje predre ozračje ter ogreje površje Zemlje, ki zato oddaja dolgovalovno toplotno sevanje. Če se v ozračju povečuje količina ogljikovega dioksida, postane ozračje manj prozorno za dolgovalovno sevanje in se začne površje Zemlje segrevati.

F069. Katera so fosilna goriva in zakaj se tako imenujejo?

Fosilna goriva so tista, ki jih pridobimo z izkopavanjem ali črpanjem iz zemeljske skorje: premog, nafta, zemeljski plin in šota. Ime izvira iz latinščine in pomeni nekaj, kar izkopljemo.

B070. Kakšna je zgodovina Nuklearne elektrarne Krško?

Zgodovina Nuklearne elektrarne Krško:
  • 1970 Začetek priprav na gradnjo, sporazum o gradnji med Slovenijo in Hrvaško
  • April 1971 Razpis mednarodnega natečaja za gradnjo NEK
  • Avgust 1974 Podpis glavne pogodbe z družbo Westinghouse
  • Februar 1975 Začetek izkopov in gradbenih del na gradbišču
  • Oktober 1976 Zaključek montaže reaktorske zgradbe
  • April 1978 Zaključek montaže uparjalnikov in reaktorske posode
  • November 1979 Zaključek glavnega dela tlačnih preizkusov
  • Oktober 1980 Zaključena dobava goriva
  • November 1980 Prvič doseženi nominalni parametri tlaka in temperature v primarnem krogu
  • Maj 1981 Gorivo vloženo v reaktorsko posodo
  • September 1981 Prvič dosežena samovzdrževalna verižna reakcija
  • Oktober 1981 Sinhronizacija generatorja na omrežje – NEK odda prve kilovate
  • Februar 1982 100% moč elektrarne
  • Avgust 1982 Začetek obratovanja s polno močjo
  • Februar 1984 Izdaja dovoljenja za začetek rednega obratovanja
  • Pomlad 2000 Zamenjava uparjalnikov in posodobljenje NEK

E070. Kako sprožijo nuklearno reakcijo v jedrski elektrarni?

Verižno reakcijo v jedrskem reaktorju vzdržujejo nevtroni, ki nastanejo ob cepitvi jedra urana-235. Za zagon reaktorja so zato potrebni nevtroni. V sredici reaktorja se med obratovanjem naberejo cepitveni produkti, ki pri svojem radioaktivnem razpadu sproščajo nevtrone. Reaktor s sredico, ki vsebuje rabljeno gorivo, lahko zato zaženejo z nevtroni, ki izvirajo iz radioaktivnega razpada v gorivu. Reaktor, ki pa vsebuje samo sveže gorivo, zaženejo s pomočjo zunanjega vira nevtronov.

F070. Katera goriva uporabljajo termoelektrarne?

Termoelektrarne so stroji, ki toplotno energijo pretvarjajo v električno energijo. Kot vir toplote lahko uporabljajo premog, nafto, plin, les, šoto, pa tudi toplotno energijo Sonca ter geotermalno energijo.

B071. Kako so shranjeni izrabljeni gorivni elementi?

Izrabljeni gorivni elementi (včasih imenovani tudi izrabljeno jedrsko gorivo ali visoko radioaktivni odpadki) so shranjeni v bazenu za izrabljeno gorivo. V bazenu so stojala iz nerjavnega jekla, v katera so vloženi izrabljeni gorivni elementi. Med stojali so nameščene plošče iz zlitine nerjavnega jekla in bora (približno 2 %), v vodi v bazenu pa je raztopljena borova kislina (približno 2500 ppm bora). Bor je zelo močan absorber nevtronov in zagotavlja, da v bazenu ni mogoč pojav kritičnosti. Nerjavna stojala in plošče iz boriranega nerjavnega jekla imajo praktično neomejeno življenjsko dobo (bistveno daljšo od življenjske dobe elektrarne).

(glej tudi Remont v jedrski elektrarni Krško, pdf, 435 KB in Ravnanje z visoko radioaktivnimi odpadki, pdf, 301 KB)

E071. Kaj pomeni enota SWU?

SWU je kratica za Separative Work Unit. Enota izvira iz tehnologije bogatenja urana (povečevanja koncentracije urana-235). Dobeseden prevod bi pomenil “enota separacijskega dela” in je merilo za delo, opravljeno pri bogatenju urana. SWU je primerjalna enota in NE pomeni porabljene energije.

Energija, porabljena pri bogatenju urana, je odvisna od tehnologije bogatenja. Bogatenje s plinskimi centrifugami porabi mnogo manj energije kot bogatenje s plinsko difuzijo.

F071. Katera država ima največ hidroelektrarn?

Bolj kot samo število hidroelektrarn je pomembno, kolikšen delež električne energije določena država pridobi iz vodne energije. Norveška, ki je leta 2008 proizvedla 98,5 % vse elektrike v hidroelektrarnah, je vodilna država na tem področju.

B072. Kako deluje jedrski reaktor v Krškem?

Jedrski reaktor v Krškem spada med tlačnovodne reaktorje, ki so v svetu najpogostejši (ima ga več kot polovica od 441 jedrskih elektrarn v svetu). Ime reaktorja pomeni, da ga hladi voda, ki je pod tako visokim tlakom, da v reaktorju ne zavre. Voda ima poleg hlajenja istočasno še vlogo moderatorja, to je snovi, ki je potrebna za upočasnjevanje (moderiranje) nevtronov. Verižno reakcijo, ki poteka v reaktorju (cepitev jeder urana 235, ob kateri se sprostijo nevtroni, ki spet cepijo nova jedra urana 235) lahko namreč vzdržujejo le počasni nevtroni. Nevtroni, ki se sprostijo ob cepitvi, so zelo hitri (imajo visoko energijo), upočasnijo pa se s trki ob jedra vodikovih atomov (protone) v vodi. Reaktor je del zaprtega sistema, ki je podoben centralni kurjavi. Skozi reaktor (peč centralne kurjave) kroži voda, ki prenaša toploto v toplotna menjalnika (uparjalnika), ohlajena voda pa se vrača v reaktor.

(glej tudi vprašanje B074 – Kako deluje jedrska elektrarna Krško? in Shema jedrske elektrarne Krško, pdf, 1MB)

E072. Kdaj zmrzne alkohol/žganje?

Poenostavljeno rečeno je žganje mešanica približno 30 % do 40 % etilnega alkohola in vode. Čisti etilni alcohol zmrzne pri -114 stopinjah celzija, voda pri 0 stopinjah celzija. Zmrzišče žganja je približno -10 stopinj celzija.

F072. Kakšno moč ima človek npr. kolesar?

Človek lahko dalj časa, npr. kot fizični delavec, dela z močjo kvečjemu 100 do 200 W. Kolesar, ki vozi z zmerno hitrostjo po ravni cesti, razvija moč 50 do 100 W, dober kolesar, npr. tekmovalec lahko razvije za krajši čas tudi moč okrog 500 W.

B073. Iz česa so lupine v zadrževalnem hramu?

Zadrževalni hram je kupolasta zgradba, v kateri je celoten “jedrski” del jedrske elektrarne. V bistvu sta to dve kupolasti zgradbi – “lupini”, ena znotraj druge. Notranja lupina je zvarjena iz jeklenih plošč debeline skoraj 4 cm, visoka okrog 70 m in ima premer okrog 40 m. Namen notranje lupine je, da brez puščanja vzdrži povišanje tlaka znotraj lupine zaradi morebitne poškodbe na jedrskem delu elektrarne. Tesnost te lupine občasno preverjajo tako, da v njej s kompresorji povečajo tlak zraka in merijo, če pušča. Zunanja lupina je izdelana iz železo-betona debeline okrog 0,75 m. To pomeni, da so v betonu zalite gosto razporejene jeklene palice, ki dajejo konstrukciji izredno trdnost. Namen betonske lupine je, da ščiti notranjo, jekleno lupino pred vremenskimi vplivi in zunanjimi dogodki. Prostor med obema lupinama je mogoče med nesrečo vzdrževati na tlaku, ki je nižji od atmosferskega. S tem bi preprečili sproščanje radioaktivnih snovi, ki bi jih morebiti prepuščala jeklena lupina, v okolje.

(glej tudi vprašanje  B075 – Kaj so pregrade v jedrski elektrarni? in Shema jedrske elektrarne Krško, pdf, 190 KB)

E073. Ali bo bazen zamrznil, če damo vanj morsko sol?

Če damo v bazen morsko sol, voda ne bo zamrznila. Sol v vodi zniža zmrzišče (tališče vode), tako da voda zmrzne šele pri nižji temperaturi.

F073. Ali veš, kolikšna je moč kakšnega gospodinjskega aparata?

Moč večine večjih gospodinjskih aparatov (pralnega stroja, pomivalnega stroja, sesalnika, pečice) je okrog 1 kW.

B074. Kako deluje Jedrska elektrarna Krško?

Jedrska elektrarna Krško je po svojem načinu delovanja podobna termoelektrarni, pri kateri pa toploto za uparjanje vode namesto iz zgorevanja premoga (oz. nafte ali plina) dobimo iz jedrskega reaktorja. V bistvu sestavljata jedrsko elektrarno dva glavna dela. “Jedrski” del elektrarne je izoliran sistem, podoben centralni kurjavi, v katerem kroži voda in prenaša toploto iz reaktorja v uparjalnika. To sta toplotna menjalnika, v katerih toplota reaktorske vode (primarne vode) greje in uparja sekundarno vodo. Uparjalnika sta torej parna kotla, ki dajeta paro za delovanje “klasičnega” dela elektrarne. Ta je enak kot pri termoelektrarni: para poganja turbino z generatorjem, izrabljena para se po izhodu iz turbine v kondenzatorju, ki ga hladi voda iz Save, vtekočini (kondenzira) ter s pomočjo črpalk teče spet v uparjalnika.

(glej tudi Shema jedrske elektrarne Krško, pdf, 1MB)

E074. Koliko prihranimo, če temperaturo znižamo za 1 stopinjo?

Večino toplotnih izgub hiše ali stanovanja predstavlja prevod toplote skozi stene, ki je sorazmeren temperaturni razliki. Če je znotraj hiše temperatura 20 stopinj, zunaj pa -5 stopinj celzija, bi znižanje temperature za 1 stopinjo pomenilo približno 1/25 temperaturne razlike in 4 % prihranka energije.

F074. Primerjava prednosti in slabosti proizvodnje energije iz HE in JE?

Prednost proizvodnje elektrike v HE je izkoriščanje obnovljivega vira energije. Vendar pa so HE popolnoma odvisne od naravnih danosti, predvsem od padavin, tako da ne delujejo vedno z močjo, za katero so projektirane. Velik pomen HE je tudi v tem, da so edini način za “shranjevanje energije”. Prednost JE je njihova velika moč in sposobnost dolgotrajnega neprekinjenega obratovanja na projektni moči. Prednost je tudi relativno nizka cena proizvedene elektrike. Pomanjkljivost je visoka cena investicije, dolgotrajna gradnja in težavna pridobitev lokacije.

B075. Kaj so pregrade v jedrski elektrarni?

S pregradami (običajno navajamo 3) mislimo na fizične pregrade, ki bi jih morale radioaktivne snovi po vrsti “premagati”, da bi iz jedrskega goriva prodrle v okolje:

  1. Srajčke gorivnih elementov so cevke iz zelo odporne kovine (zlitine cirkonija), v katerih so neprodušno zavarjene tabletke jedrskega goriva (obogatenega urana v obliki uranovega dioksida).
  2. Hladilni sistem reaktorja je izoliran in nadzorovan sistem (v celoti izdelan iz nerjavnega jekla), v katerem kroži hladilna voda pod tlakom.
  3. Zadrževalni hram je neprodušna zgradba okrog celega jedrskega dela elektrarne, ki ostane tesna tudi ob morebitni poškodbi na jedrskem delu elektrarne.

(glej tudi Jedrska varnost, pdf, 254 KB)

E075. Pri kateri temperaturi zamrzne morje?

Morska voda povprečne slanosti (35 gramov soli v litru) zmrzne pri približno dveh stopinjah Celzija pod ničlo.

F075. Zakaj sploh uporabljamo elektrarne? Katere vrste elektrarn poznamo?

Elektrarne so “tovarne”, v katerih energijo, ki jo dobimo v naravi (primarno energijo) pretvorijo v električno energijo. Ta je temelj sodobnega sveta. Vrste elektrarn so: termoelektrarne (kemično energijo premoga z zgorevanjem pretvorijo v elektriko), hidroelektrarne (energijo vodnega toka spremenijo v elektriko), jedrske elektarne (jedrsko energijo pretvorijo v električno), sončne elektrarne (energijo sončnega sevanja pretvorijo v elektriko), vetrne elektrarne (energijo vetra – gibanja zraka pretvorijo v elektriko).

B076. Ali se v jedrski elektrarni v Krškem lahko zgodi podobna nesreča kot v Černobilu?

V černobilskem reaktorju se je zaradi posebnosti njegove zasnove lahko nenadzorovano povečala moč. Jedrske elektrarna v Krškem ima drugačen tip reaktorja, zato podobna nesreča ni mogoča. Poleg tega elektrarna v Černobilu ni imela zadrževalnega hrama, ki v primeru nesreče preprečuje uhajanje radioaktivnih snovi v okolje.
več o Jedrski nesreči v Černobilu
(glej tudi Černobil, pdf, 235 KB)

E076. Zakaj se količina ogljikovega dioksida v zraku ne spreminja?

Količina ogljikovega dioksida v zraku se od začetka industrializacije ves čas povečuje predvsem zaradi kurjenja fosilnih goriv. Od leta 1960, ko se je začelo natančno merjenje, se je koncentracija ogljikovega dioksida v zraku povečala od približno 310 ppm (kar pomeni 310 delov CO2 na milijon delov zraka) na približno 400 ppm.

F076. Ali se pri vseh termoelektrarnah sprošča toplota?

Vse elektrarne, ki delujejo kot toplotni stroj, potrebujejo vir toplote in ponor toplote. To so vse vrste termoelektrarn (na premog, nafto, plin in geotermalne) ter tudi jedrske elektrarne. Vse te sproščajo v okolje tisti del toplotne energije, ki je ni mogoče spremeniti v delo oz. električno energijo.

B077. Primerjava: PWR in BWR?

PWR je kratica za tlačnovodni reaktor, BWR pa za vrelni reaktor.

To pomeni, da v tlačnovodnem reaktorju primarna voda, ki je sredstvo za prenos toplote, ne vre, temveč le prenaša toploto v uparjalnik (“parni kotel”), v katerem se sekundarna voda uparja, para pa poganja turbino. Primarna in sekundarna voda sta popolnoma ločeni.

V vrelnem reaktorju voda vre ter v njem nastaja para, ki poganja turbino.

Prednost tlačnovodnega reaktorja je ločenost primarnega (radioaktivnega) sistema od sistema turbine. Prednost vrelnega reaktorja je enostavnost – potrebnih je manj dragih delov naprave.

E077. Zakaj ima ogljikov dioksid pomembno vlogo v naravi?

Ogljikov dioksid v atmosferi vpliva na propustnost infrardečega sevanja in s tem na klimo Zemlje (učinek tople grede). Ogljik je ena od osnovnih sestavin živali in rastlin. Rastline črpajo ogljikov dioksid iz ozračja. Ogljikov dioksid se raztaplja v morski vodi, kjer ga akumulirajo živa bitja, ta pa potonejo na dno oceanov in tvorijo sediment. Sedimenti z geološkimi procesi postanejo del zemeljske skorje in se z vulkanizmom nato ogljikov dioksid spet vrača v ozračje. Ogljkov ciklus je primarnega pomena za življenje na Zemlji.

F077. Koliko je jedrskih elektrarn po celem svetu?

Po celem svetu je trenutno 442 delujočih jedrskih elektrarn.

B078. Kakšna je razlika predvsem glede varnosti med ameriškim in ruskim tipom jedrske elektrarne? (npr.: Krško-Černobil)

V bivši Sovjetski zvezi so gradili predvsem dva tipa jedrskih elektrarn.

Njihovi tlačnovodni reaktorji, poimenovani VVER, ki so jih zgradili največ in izvažali tudi v takratne države Vzhodnega bloka, so po svojih fizikalnih zasnovah enaki tlačnovodnim reaktorjem, ki so jih razvili Američani (tudi Jedrska elektrarna Krško je tega tipa). S temi reaktorji ni bilo varnostnih problemov. Černobilski tip reaktorjev pa je fizikalno zasnovan bistveno drugače zato, da je lahko prvotno obratoval na gorivo iz neobogatenega urana (kasneje, v času černobilske nesreče, so ti reaktorji obratovalni na nizko obogaten uran). Iz teh fizikalnih zasnov pa je izvirala lastnost reaktorja, da se je v nekaterih okoliščinah lahko neobvladljivo povečala njegova moč, kar je privedlo do černobilske nesreče. Po nesreči so povečali obogatitev goriva in odpravili to veliko pomanjkljivost projekta. Poleg fizikalnih razlik pa obstajajo tudi velike razlike v izvedbi varnostnih sistemov.

Černobilski tip reaktorja npr. nima zadrževalnega hrama – posebne zelo odporne zgradbe, v kateri je nameščen jedrski del elektrarne in preprečuje sproščanje radioaktivnih snovi v okolje.

E078. Koliko energije porabimo, če želimo 80 litrov vode segreti za 20 stopinj?

Potrebno količino energije izračunamo tako, da pomnožimo med seboj maso vode (80 kg), specifično toploto vode (4,2 kJ/kgK) in temperaturno razliko (20 K).

Rezultat je 6720 kJ, kar preračunamo v kilovatne ure tako, da delimo količino v kJ s pretvornim faktorjem 3600.

Rezultat je torej 1,87 kWh.

F078. Z mojim laičnim znanjem znanstvenih ved, se mi zdi, da je iz fuzije nemogoče pridobiti energijo oz. vsaj ne na način, da upamo, da bo fuzija oddala toploto. To pa zato, ker se energije med seboj privlačijo (zato žarek kljub temu, da nima mase, ne pobegne energiji črne luknje) in toplota, s takim pristopom ne bo pobegnila od energije fuzije.

V fuzijskem reaktorju ITER, ki je sedaj v gradnji v Cadarachu v Franciji, se bodo zlivala jedra devterija in tritija v jedra helija. Ob zlitju se sprostijo visoko energijski nevtroni, katerih kinetična energija se v vodi, ki je v plašču fuzijske komore, spremeni v toploto. V delujočem eksperimentalnem fuzijskem reaktorju JET v Culhamu je ta proces že preizkušen.

Fuzija (zlivanje jeder) nima nič s črnimi luknjami.

B079. Kako deluje parna turbina?

Parna turbina je kolo z lopaticami, na katere pihajo zelo hitri curki pare, ki vrtijo kolo. Ti curki nastanejo v odprtini posebne oblike, ki ji pravimo šoba, v kateri se energija pare spreminja v hitrostno energijo – nastane curek pare. Parna turbina je po načinu delovanja podobna vodni turbini.

E079. Koliko tehta en liter vode?

En liter vode, ki ima temperaturo 4 stopinje celzija, tehta en kilogram.

F079. Kolikšen delež električne energije v Sloveniji uvažamo?

Povprečen uvoz električne energije je okrog 10 %.

B080. Kam teče para, ki nastane v uparjalniku jedrske elektrarne?

Para teče iz uparjalnika v parno turbino, kjer se razpenja, opravlja delo in vrti turbino, ki poganja generator.

E080. Koliko tehta en liter vode pri 0 stopinjah?

Pri 0 stopinjah celzija je voda lahko v agregatnem stanju kapljevine ali ledu. V stanju kapljevine tehta en liter vode pri 0 °C skoraj točno 1 kg, liter ledu pa 0,917 kg.

B081. Koliko gorivnih elementov je v reaktorju?

V reaktorju jedrske elektrarne Krško je 121 gorivnih elementov. Pri jedrski elektrarni z večjo močjo je to število večje.

E081. Zanima me koliko tehta 1 liter zraka če ga stisnemo na 100 barov?

Masa 1 litra zraka pod tlakom 100 barov je približno 0,13 kg.

B082. Zakaj se skozi jedrski reaktor pretaka voda?

Voda hladi gorivo in prenaša toploto, ki je potrebna za uparjanje vode, ki poganja turbine.

E082. Zakaj se ne da shranjevati energije? Zakaj se ne da toplote pretvoriti v elektriko?

Nekatere vrste energije lahko shranjujemo, npr potencialno (energijo vode za jezom), kinetično (energijo gibajočega se telesa), nekaterih pa ne, npr. toplote in električne energije. Toploto se da pretvoriti v električno energijo, vendar ob izgubah, ki jih določajo zakoni termodinamike. Praktično to pomeni, da je mogoče spremeniti v električno energijo 30 % do 40 % vložene toplotne energije.

B083. Zakaj ima jedrska elektrarna Krško zadrževalni hram?

Zadrževalni hram ob morebitni poškodbi reaktorskega sistema zadrži radioaktivne snovi pred pobegom v okolje.

E083. Je infrardeče sevanje nevarno?

Infrardeče sevanje ni ionizirajoče in ni nevarno na tak način kot radioaktivno sevanje. Je pa lahko zelo nevarno, če izvira s telesa visoke temperature, ki smo se mu preveč približali. Takrat nas lahko hudo opeče.

B084. Kaj poganja generator v jedrski elektrarni?

Generator jedrske elektrarne poganja parna turbina.

E084. Zakaj določeni predmeti v sladki vodi potonejo v slani pa lebdijo?

Najprej kratka razlaga za odrasle, za otroke pa je najbolje napraviti enostaven eksperiment.

Predmeti plavajo v vodi (ali pa kakšni drugi tekočini), če je njihova teža manjša od teže tekočine, ki jo izpodrinejo. Tole je učena razlaga, ki se imenuje Arhimedov zakon in pojasnjuje vzgon potopljenega telesa.

Predlagam, da s svojimi otroki naredite eksperiment. Vzemite češnjev paradižnik (seveda lahko tudi večjega, samo potem boste rabili večji kozarec in več soli) in ga postavite na dno praznega kozarčka. Natočite toliko vode iz pipe, da bo segala kakšna 2 centimetra nad paradižnik. Opazili boste, da bo paradižnik ostal na dnu. Paradižnik je skoraj sama »voda«, ampak kožica in semena so nekolika težja. Zato ostane paradižnik potopljen. Nato vzemite paradižnik iz vode. V kozarec vsujte nekaj žličk kuhinjske soli in jo dobro zmešajte, da se čisto raztopi. Paradižnik spet spustite v kozarec. Opazili boste, da paradižnik sedaj v slani vodi plava. Slana voda je gostejša od sladke in ima zato paradižnik večji vzgon. Izpodrinjena slana voda je težja od paradižnika.

Podoben, mogoče za otroke še bolj zabaven poskus lahko naredite z otroškimi balončki. Če sami napihnete balonček, je v njem zrak, ki je enako »gost«, oz. tehta toliko kot okoliški zrak. Zrak v zraku ne pade. Vendar balonček pade, ker je opna balončka težja od zraka. Ob prvi priliki si dajte napolniti otroški balonček s helijem (to počnejo v nekaterih trgovinah). Takoj ga privežite, sicer bo jok, ko ga boste izpustili in bo izginil v nebo. Balonček se namreč dviga, ker je plin v njem precej lažji od zraka.

B085. Kakšna je prednost jedrske elektrarne pred termoelektrarno?

Glavna prednost jedrske elektrarne je, da ob njenem delovanju ne nastaja ogljikov dioksid, ki je glavni povzročitelj učinka tople grede oz. klimatskih sprememb.

E085. Kako shranjujemo električno energijo?

Električne energije ni mogoče shraniti. Mogoče jo je pretvoriti v druge vrste energije, ki jo lahko shranimo in potem ponovno pretvorimo v električno.

Primer je črpalna elektrarna, kjer električno energijo porabimo za pogon črpalk, ki prečrpajo vodo v akumulacijsko jezero. Energijo shranimo v obliki potencialne energije vode. Ko spet potrebujemo elektriko, vodo spustimo iz jezera skozi turbino (ta je bila prej črpalka).

S pomočjo električne energije lahko tudi razgradimo vodo v vodik in kisik. Ko potrebujemo električno energijo npr. za pogon avtomobila, jo lahko pridobimo z reakciijo vodika in kisika v gorivni celici.

Vsakdajen primer je tudi delovanje električnega akumulatorja v avtomobilu, ki ga potrebujemo za zagon motorja. Del energije, ki jo daje avtomobilski motor, porabimo za pogon alternatorja. Električno energijo napeljemo v akumulator, v katerem se shrani kot kemična energijo.

Za vse te primere velja, da ob pretvorbah izgubimo znaten del energije. Tipična pretvorba elektrika –  potencialna energija vode – elektrika ima izkoristek med 60% in 70%. Kljub slabemu izkoristku je shranjevanje ekonomsko smotrno.

B086. Koliko jederskih elektrarn je v Sloveniji?

V Sloveniji imamo samo eno jedrsko elektrarno – Jedrsko elektrarno Krško, ki proizvede približno 40% vse električne energije.

E086. Kateri od obeh izotopov, ki sestavljata naravni uran, je cepljiv?

Naravni uran sestavljata izotopa uran-238 (99,3%) in uran-235 (0,7%). Cepljiv je samo uran-235.

B087. Zakaj pride do nesreče v jederski elektrarni?

Vsaka jedrska elektrarna je zelo kompleksna naprava, v kateri imajo veliko vlogo tudi ljudje, podobno kot v nekaterih drugih kompleksnih napravah (npr. letalih). Jedrska elektrarna je projektirana in zgrajena tako, da razni dogodki, ki jih je mogoče vsaj približno predvideti (okvare opreme, zunanji dogodki, npr. potresi) sami ne povzročijo nesreče. Kot nesrečo smatramo zelo resen dogodek, ki je vplival na zdravje in življenje ljudi v elektrarni in celo izven nje. Analiza nesreč v kompleksnih napravah praviloma pokaže, da gre za kombinacijo večih dogodkov, med katerimi je vedno tudi človeških faktor, ki ga tu razumemo kot vpliv človekovega (npr. operaterja elektrarne ali pilota) ravnanja med razvojem oz. potekom nesreče. V jedrskih elektrarnah sveta so se zgodile tri nesreče (nesreča na Otoku treh milj v ZDA l. 1979, Černobilska nesreča l. 1986 in nesreča v Fukušimi l. 2011. Pri vseh je šlo za kombinacijo, pri kateri je sodeloval tudi človeški faktor.

E087. Kaj je energija? V kakšnih enotah jo merimo?

Energija je osnovna fizikalna veličina, ki pomeni sposobnost opravljanja dela. Osnovno merska enota je 1 J (džul). V vsakdanjem življenju uporabljamo kot enoto 1 kWh (kilovatna ura).

B088. Se načrtuje gradnja nove jedrske elektrarne, in če se, kje?

Podjetje GEN energija, ki je lastnik polovice jedrske elektrarne Krško, ima kot dolgoročni strateški cilj gradnjo nove jedrske elektrarne ob sedanji elektrarni.

E088. Koliko energije potrebujemo za odstranitev vode iz lesa ki ima vlažnost 50 %, da dosežemo končno vlažnost 12 %. Teža mokrega lesa je 1000 kg/m3.

Iz 1000 kg lesa je potrebno odstraniti 380 kg vode (50 % – 12 % = 38 %). Izparilna toplota vode pri normalnem zračnem tlaku je 2257 kJ/kg. Za sušenje (izparjanje)  380 kg vode je potrebno 380 kg x 2257 kJ/kg = 857 660 kJ oz. 238 KWh (857 660 : 3600) toplotne energije.

B089. Ali jedrska elektrarna prispeva k globalnemu ogrevanju ozračja?

Jedrska elektrarna ne prispeva k globalnemu ogrevanju ozračja, ker ob njenem delovanju ne nastaja ogljikov dioksid. V bistvu s svojim delovanjem zmanjšuje globalno ogrevanje, saj lahko nadomešča električno energijo, ki jo termoelektrarne proizvajajo iz premoga, nafte ali plina.

E089. Zanima me, s katerimi dodatki bi zmanjšal zmrzišče vode (npr. do – 50 °C)?

Hladilne tekočine za motorje z notranjim zgorevanjem so mešanice vode in alkoholov. Najbolj običajna, komercialno dostopna mešanica (na črpalkah jo dobimo, če vprašamo za “anti-freeze”), ima zmrzišče pri približno – 40 °C. Mešanice z nižjim zmrziščem so že skoraj v celoti razni alkoholi, v katerih je le še malo ali nič vode (npr. glikol, ki ga uporabljajo za hlajenje letalskih motorjev).

B090. Kakšno vlogo ima v jedrski elektrarni uparjalnik?

Jedrska elektrarna je po načinu delovanja termoelektrarna. Uparjalnik ima vlogo parnega kotla, ki daje paro za pogon parne turbine.

E090. Katere načine prenosa toplote poznamo in kje se pojavlajo?

Toplota se prenaša s prevodom, konvekcijo in sevanjem.
Prevod toplote poteka na atomskem nivoju tako, da atomi npr. v kovini neposredno svojim “sosedom” predajajo energijo z gibanjem. Primer je, da kovinsko palico z enim koncem vtaknemo v ogenj in kmalu začutimo povečanje temperature na drugem koncu palice, ki ga držimo v roki.
Konvekcija je prenos toplote, pri katerem se premika snov, ki prenaša toploto. Primer je ogrevanje prostorov v večini hiš. Zrak, ki se je ogrel v stiku s toplo površino radiatorja, se premika in prenaša toploto po celem prostoru. V naravi na ta način prenaša toploto veter.
Sevanje je prenos toplote z elektromagnetnim valovanjem. Sevanje lahko potuje tudi skozi prostor, v katerem ni snovi. Na ta način dobiva toploto Zemlja od Sonca.

C002. Kako nastane radioaktivno sevanje?

Snov radioaktivno seva pri razpadu jedra ali pri sproščanju njegove notranje energije.

(glej tudi Vrste sevanja, pdf, 268 KB)

C003. Kaj je radioaktivni razpad? Kje vse uporabljamo izotope?

Radioaktivni razpad je naraven pojav, ki se dogaja v jedrih atomov. Jedra atomov doživljajo 3 vrste sprememb, ki jih imenujemo alfa, beta in gama razpad, ob kateri se sprošča radioaktivno sevanje alfa, beta in gama.

C004. Ali je radioaktivnost mogoče “uničiti”?

Radioaktivnosti ni mogoče preprečiti (uničiti). Radiaktivna jedra se spreminjajo zaradi naravnih zakonov in svojih lastnosti. Po nekem času, ki je lahko tudi več tisoč let, se radioaktivno jedro samo spremeni (“razpade”) v novo jedro. To novo jedro je lahko stabilno, ali pa tudi ne. Možno pa je potek pospešiti tako, da tista radioaktivna jedra, ki razpadajo počasi, pretvorimo v druga radioaktivna jedra, ki razpadajo hitreje. To možnost so znanstveniki obravnavali zelo resno, predvsem zaradi visoko radioaktivnih odpadkov (izrabljenega jedrskega goriva). Razvili so več možnih postopkov, vendar uporaba takšne tehnologije zaradi zapletenosti in obsežnosti zaenkrat še ne pride v poštev. (glej tudi Merjenje radioaktivnosti, pdf, 307 KB)

C005. Uporaba radioaktivnosti – na katerih različnih področjih?

Radioaktivne snovi in radioaktivna sevanja imajo zelo široko uporabo v medicini, industriji in raziskovalni dejavnosti.

C006. Zanima me vaše stališče do radioaktivnih vod v nekaterih zdraviliščih. Ali je ta voda lahko zdravilna ali morda celo škodljiva?

Aktivnost vode v nekaterih zdraviliščih je lahko večja od aktivnosti običajne vodovodne vode, vendar tako malo, da zdravju ne more biti škodljiva. Lahko je tudi zdravilna ali blagodejna, vendar ne zaradi svoje aktivnosti, temveč zaradi mineralnih snovi, ki jih vsebuje.

C007. Ambulantni bolnik – kolikšna je maksimalna dovoljena doza radioaktivnega joda?

Pri medicinski uporabi virov ionizirajočih sevanj je potrebno razlikovati paciente, ki so podvrženi preiskavi ali terapiji, delavce (medicinsko osebje), ki te posege izvajajo, ter prebivalstvo, vključno z osebami, ki pomagajo pri oskrbi in negi bolnika. Za drugo in tretjo skupino so določene mejne doze (izpostavljenost sevanju), ki se morajo upoštevati pri izvajanju medicinskih posegov.

Pri pacientih tega ni. Vloga zdravnika, ki je odgovoren za radiološki poseg, je zagotoviti optimalno uporabo ionizirajočega sevanja tako, da bo imel bolnik od uporabe virov ionizirajočega sevanja čim večjo korist ob čim manjši škodi. Zato se tudi količine (aktivnosti) radiofarmakov (radioaktivnih zdravil) pri preiskavah določijo (optimizirajo) za vsakega pacienta posebej, pri čemer ne obstajajo “maksimalne dovoljene” količine.
Zdravniki so usposobljeni za to, da določijo “primerno” količino, ki je odvisna od več faktorjev. Dolžni pa so svetovati pacientu o potrebnih ukrepih za omejevanje izpostavljenosti sevanju domačih in ostalega prebivalstva.

Čeprav “maksimalne dovoljene” količine ne obstajajo, upoštevajo zdravniki pri določanju diagnostičnih in terapevtskih količin neke vrednosti, ki jih imenujemo diagnostični referenčni nivoji. Gre za vrednosti (npr. količino radiofarmaka) določene za standardne preiskave pri “standardnih” pacientih, ki naj bi omogočale uspešno izvedbo preiskave. Nenehno preseganje teh nivojev v nekem okolju (ustanovi) je opozorilo, da so ali oprema ali postopki neprimerni ali zastareli.

C008. Kako se reče sondi za merjenje radioaktivnosti?

Obstaja več različnih naprav (sond) za merjenje radioaktivnega sevanja. Zelo uporaben je Geiger-Muellerjev števec, ki ga pri demonstracijah uporabljamo v Izobraževalnem centru za jedrsko tehnologijo (prikaz je tudi na naši spletni strani).

C009. Kolikšno dozo prejme v povprečju človek v Sloveniji?

V povprečju prejmemo približno 2,5 – 2,8 mSv na leto. Delež naravne doze je zelo odvisen od okolja, v katerem živimo. (glej tudi Sevanje okolja, pdf, 337 KB)

C010. Ali so izdelki svetleči v temi radioaktivni (svetleče zvezdice, črke, igračke…)?

Igračke (zvezdice, črke, figurice itd.), ki se svetijo v temi, niso radioaktivne. Izdelane so iz posebnega materiala, ki po močni osvetlitvi še nekaj časa oddaja svetlobo.

C011. Ali je 224 Ra izotop stabilen?

Radij nima nobenega stabilnega izotopa. Najdaljšo razpolovno dobo ima radij-226 (1600 let).

C012. Kaj je radon?

Radon spada med žlahtne pline. Nastane ob razpadu urana in torija v zemeljski skorji in se pojavi tudi na zemeljskem površju. Ker je težji od zraka, ga je več v rudnikih, kraških jamah, kleteh itd.

C013. Kakšna je razpolovna doba urana 235?

Razpolovna doba urana 235 je približno 700 milijonov let, urana 238 pa 4 milijarde let.

C014. Kako se koristno uporabi sevanje v medicini, industriji in znanosti?

V sodobni medicini se uporabljajo radioaktivni izotopi pogosto za odkrivanje tumorjev in drugih rakavih obolenj (diagnostiko) in tudi za zdravljenje – obsevanje tumorjev (terapijo). V industriji se viri radioaktivnega sevanja uporabljajo v merilnih napravah ter za odkrivanje napak v materialih. V znanosti je ogromno postopkov na osnovi radioaktivnosti in sevanja, npr.: za označevanje snovi, odkrivanje onesnaževalcev (polutantov, npr. težkih kovin), določanje starosti bioloških vzorcev, itd.

C015. Kateri materiali zdržijo najvišje temperature in jih uporabimo za toplotno izolacijo v fuzijskem reaktorju?

V fuzijskem reaktorju tipa tokamak je bolj od izolacijske sposobnosti pomembna odpornost proti visokim temperaturam. Najbolj obremenjeni deli so izdelani iz posebnih spojin ogljika ali iz volframa, pa tudi berilij, silicijev karbid in posebne vrste jekel.

C016. Kaj je radioaktivni razpad?

Radioaktivni razpad je proces, v katerem jedro nestabilnega atoma izgublja energijo tako, da seva delce alfa, beta ali gama. Proces je poponoma spontan in nanj ni mogoče vplivati.

C017. Cepiti se pustijo le nekateri izotopi, kateri so naravni in kateri umetni?

Edini naravni cepljivi izotop je uran-235. Umetni cepljivi izotopi so plutonij-239, plutonij-241 (nastaneta v reaktorju iz urana-238) in uran-233 (nastane v reaktorju iz torija-232, ki je prisoten v naravi).

C018. Koliko izotopov ima element jod?

V tabelah najdemo 37 izotopov joda, vendar v naravi obstaja samo stabilni jod-127 (127I).

Med verižno reakcijo v jedrskem reaktorju nastaja direktno iz cepitev ali z radioaktivnimi razpadi razcepkov približno 18 izotopov joda, vendar običajno omenjamo samo izotope jod-131, jod-133 in jod-135, ker jih je največ in predstavljajo največje tveganje v primeru nesreče. To velja predvsem za jod-131, ki ima razpolovni čas 8,02 dni (ostala dva imata krajši razpolovni čas in hitreje »izgineta«).

V medicini in industriji se uporabljajo jod-123, jod-124, jod-125, jod-129, jod-131, jod-132 in jod-133.

C019. Kako deluje Müllerjev aparat?

Glavni del Geiger-Müllerjevega števca je cev, napolnjena s plinom. Po sredini cevi, ki ima kovinsko steno, je napeljana žica. Med žico in cevjo je električna napetost, vendar električni tok med njima ne more teči, ker je plin izolator. Kadar pa cev zadane radioaktivno sevanje, iz molekul plina izbije elektrone. Plin sedaj vsebuje negativne (elektrone) in pozitivne ione (molekule, ki jim manjka kakšen elektron). Električna napetost jih pospeši proti žici in steni cevi, na svoji poti pa iz molekul plina spet izbijajo elektrone. Sproži se plaz elektronov, kar pomeni, da skozi detektor steče sunek električnega toka, ki ga zazna merilna naprava. V napravi je običajno tudi zvočnik in tokovni sunek slišimo kot pok.

C020. Kaj je izotop?

Izotopi so različice istega kemičnega elementa, ki imajo v jedru ob istem številu protonov različna števila nevtronov. Mnogi izotopi (tudi v naravi) so radioaktivni. Umetne radioaktivne izotope pogosto uporabljamo v medicini, znanosti in industriji.

C021. Katero radioaktivno sevanje je najmanj prodorno in katero je najbolj prodorno?

Najmanj prodorno je sevanje alfa, najbolj prodorno pa sevanje gama. Nevarnosti posamezne vrste sevanja pa nikakor ne smemo presojati samo po njegovi prodornosti.

C022. Kako so sestavljeni in kakšne naboje imajo alfa, beta in gama?

Delec alfa je jedro helija-4 ter vsebuje dva protona in dva nevtrona (ima torej pozitiven naboj). Delec beta je elektron (ima torej negativen naboj). Žarek gama je elektromagnetno valovanje zelo kratke valovne dolžine. Včasih mu pravimo tudi foton gama (kot da je delec, vendar nima mase). Foton gama nima naboja.

C023. Pomen izotopov v industriji?

Vprašanje se verjetno nanaša na radioaktivne izotope (»radioizotope«) – obstaja namreč še mnogo stabilnih izotopov.

Radioaktivni izotopi se v industriji uporabljajo predvsem za različne meritve. Gre za vire žarkov beta, gama ter nevtronov, pri čemer se meri slabitev sevanja po prehodu skozi neko snov, ali količina (in značilnosti) odbitih žarkov ter se iz meritev sklepa o npr. debelini pločevine, papirja, količine rude oz. premoga na tekočem traku, itd. Možno je tudi izmeriti višino materiala (tekočine, rude, klinkerja v industriji cementa ali kakšnega drugega razsutega materiala) v rezervarju ali silosu in to kar skozi stene, ali pa višino pijače (npr. Coca Cole ali piva) v zaprti pločevinki. Opisane načine merjenja dostikrat opišemo kot »brezkontaktne«.

Meritve z radioaktivnimi izotopi so relativno enostavne (potrebujemo samo vir in merilnik, ne posegamo v sam proces), dovolj natančne in zelo zanesljive, hkrati pa s primerno izbiro radioaktivnega izotopa in jakostjo vira lahko merilni sistem optimiziramo za določen namen oz. merilno mesto. V zadnjem času pri nekaterih izmed opisanih meritev, namesto radioaktivnih izotopov, uvajajo rentgenske cevi, ki pa so zahtevnejše glede začetne investicije in potreb po vzdrževanju, hkrati pa manj zanesljive. Njihova osnovna prednost je, da nehajo sevati ko izklopimo napajanje in so posegi v njihovi bližini možni brez strahu pred sevanjem. Postopek je podoben rentgenskem slikanju v bolnišnicah, le da tukaj z žarki gama ali rentgenskim sevanjem presvetlijo zvar ali kovinski odlitek. Metoda je zelo pomembna za odkrivanje napak in zagotavljanje kakovosti.

Ena izmed uporab , ki se pri nas ni »prijela« je sterilizacija, za katero so potrebne obsevalne naprave z zelo močnimi viri žarkov gama. Sterilizirati je možno različne izdelke, od sanitetnega materiala do hrane, pri čemer se izognemo uporabi visokih temperatur ali strupenih snovi. Sterilizacija se opravi kar v embalaži, je zelo učinkovita in ne spreminja lastnosti izdelkov.

C024. Kaj je radioaktivni jod in zakaj se uporablja?

Radioaktivni jod 131 je izotop kemičnega elementa joda, ki ima razpolovno dobo 8 dni. V medicini ga pogosto uporabljajo za odkrivanje in zdravljenje raka na ščitnici.

C025. Ali je žarek gama isto oz. podobno kot alfa sevanje?

Gama žarki so podobni alfa sevanju, ker spadajo tudi pod ionizirajoče sevanje, sicer pa je gama sevanje elektromagnetno valovanje, alfa sevanje pa so delci (jedra atoma helija).

C026. Kaj je sevalna bolezen?

Sevalno bolezen imenujemo skupek simptomov in učinkov, ki ga ima na človekovo telo ionizirajoče sevanje (alfa, beta in gama sevanje ter rentgensko sevanje). Ionizirajoče sevanje poškoduje celice v človekovem telesu. Če je poškodovanih preveč celic (zaradi prevelikih količin sevanja) se telo odzove z bolezenskimi simptomi: pordečitev kože in celo opekline, bruhanje, odpoved imunskega sistema. To pa je možno le pri velikih količinah prejetega ionizirajočega sevanja.

Sevalne bolezni se nikakor ni mogoče nalesti. Osebe, ki so prejele velike količine ionizirajočega sevanja (tako, da so lahko celo v smrtni nevarnosti), same niso radioaktivne.

C027. Ali lahko stena iz svinca (Pb) prepreči uhajanje vseh treh žarkov (alfa, beta, gama)?

Sevanji alfa in beta nista prodorni. To so v bistvu nabiti delci (alfa delci so helijeva jedra, beta delci pa elektroni), ki se popolnoma ustavijo že v tenkih plasteh, alfa delci že v listu papirja, beta delci v manj kot 1 cm trdne snovi. Sevanje gama pa je elektromagnetno valovanje, ki se pravzaprav nikoli popolnoma ne absorbira, ampak ga določena plast svinca oslabi (npr.: 4 cm debela plast svinca oslabi sevanje gama, ki ga oddaja kobalt-60, za faktor 10).

Tako lahko rečemo, da stena iz svinca zadrži vse tri vrste sevanja, če je le dovolj debela (pri tem pa je merodajno sevanje gama).

C028. Kaj je alfa razpad?

Alfa razpad je dogodek, ob katerem zaradi nestabilnosti določenega jedra iz njega odleti delček, ki ga sestavljata dva protona in dva nevtrona (jedro kemičnega elementa helija). Novo jedro je stabilnejše od prejšnjega (delci novega jedra so med seboj povezani močneje kot delci prejšnjega jedra).

Primer alfa razpada je npr. razpad radija-226, iz katerega po izsevanju delca alfa nastane radioaktivni žlahtni plin radon-222.

(glej tudi Vrste sevanja, pdf, 307 KB)

C029. Kaj je pozitron, kaj je žarek gama, kaj je becquerel (Bq)?

  • Pozitron je osnovni delec, ki je po svojih lastnostih enak elektronu, ima pa za razliko od elektrona pozitiven naboj.
  • Žarek gama je "paket" visoko energijskega elektromagnetnega valovanja (strokovno ga imenujemo foton gama), ki nastane ob radioaktivnem razpadu gama.
  • Becquerel (izgovorimo "bekerel") je enota za aktivnost in pomeni 1 razpad na sekundo.

(glej tudi Merjenje radioaktivnosti, pdf, 307 KB in Vrste sevanja, pdf, 268 KB)

C030. Kaj je doza sevanja?

Doza sevanja je merilo za škodo, ki jo človek ali snov utrpi zaradi sevanja. Merimo jo v sievertih (Sv) ali milisievertih (mSv).

(glej tudi Merjenje radioaktivnosti, pdf, 307 KB)

C031. Kateri so koristni učinki radioaktivnega sevanja v gradbeništvu?

V gradbeništvu se uporabljajo jedrske metode za raziskavo materiala (npr. merjenje vlažnosti betona). Pomembno je tudi preprečiti oziroma zmanjšati vdiranje radona v bivalne prostore. Poznavanje te tematike pride v poštev ob načrtovanju hiš in morebitni kasnejši sanaciji.

C032. Kaj je osnovna zahteva za varnost vsake jedrske elektrarne?

Osnovna zahteva za varnost jedrske elektrarne je preprečevanje nenadzorovanega sproščanja radioaktivnih snovi.

na vrh

Najbolj sveža vprašanja Pogosta vprašanja - kategorije Pogosta vprašanja - vsa