Klávesové zkratky na tomto webu - základní­
Přeskočit hlavičku portálu


Vyřešíme jadernou energetiku a let k Marsu, říká šéf ruské jaderné firmy

aktualizováno 
V Rusku se chystá revoluce v jaderné energetice. Nové reaktory využívají jiný typ uranu, je z nich výrazně méně odpadu a mají vyšší účinnost. Naznačuje to rozhovor s Vjačeslavem Peršukovem, náměstkem pro vývoj ruské společnosti Rosatom, která provozuje všechny ruské jaderné reaktory.
Ilustrační fotografie

Ilustrační fotografie | foto: Profimedia.cz

Problém dnešních jaderných reaktorů je mimo jiné v tom, že jako palivo využívají v přírodě velmi vzácný uran 235. Takzvané reaktory na rychlých neutronech však umí využít uran 238, kterého je všude hojnost. Mají větší účinnost a vyprodukují výrazně méně jaderného odpadu, který navíc není tak nebezpečný jako ten stávající. 

"Rychlé" reaktory přitom nejsou nové. O této technologie se ví už desítky let a byla i experimentálně odzkoušena. Dokonce existuje i jeden fungující reaktor tohoto typu. na rychlých neutronech. Stojí v Rusku a provozuje ho společnost Rosatom, s jejímž náměstkem pro vývoj Vjačeslavem Peršukovem jsme pořídili následující rozhovor. Říká v něm, že je čas "pohádkovou" technologii začít převádět do praxe, podle ruského modelu.

Vladimír Peršukov

Narodil se v roce 1958 v Čeljabinské oblasti. Vystudoval fakultu mechaniky a matematiky Lomonosovovy Moskevské státní univerzity. Doktor technických věd, profesor, člen Akademie přírodních věd RF. Od ledna 2011 je zaměstnancem ruské státem vlastněné korporace Rosatom, která v Rusku na starosti dohled nad všemi aspekty jaderné problematiky: od dozoru až zároveň (trochu nepochopitelně) po zajištění provozu všech jaderných reaktorů v zemi. V dubnu 2011 byl V. Peršukov jmenován náměstkem generálního ředitele – ředitelem Správy vědecko- technického komplexu.

Vjačeslav Peršukov náměstek vývoje Rosatom

Vjačeslav Peršukov náměstek vývoje Rosatom

Jste v Rosatomu odpovědný za vývoj. Co tedy vývojáře v jaderné energetice zaměstnává dnes nejvíc?
Všichni jednoduše řečeno míříme k využití větší části energie v jaderném palivu a k vytváření menšímu množství odpadu. Říká se tomu technologie uzavření jaderného cyklu a její důležitost chápe celý svět.

Co je k tomu zapotřebí?
Uzavření jaderného cyklu je možné pouze v případě, že používáme reaktory na rychlých neutronech. (V dnešních reaktorech se neutrony vznikající při štěpné reakci zpomalují, tzv. moderují, protože pomalé neutrony s vyšší pravděpodobností způsobí rozpad dalšího jádra, a tak lépe udrží jadernou reakci v chodu, pozn. red.) Jde o naprosto zásadní změnu používaných technologií. Reaktory na rychlých neutronech mají jinou konstrukci. Používá se v nich místo vody například kov o vysoké teplotě (voda totiž nezvládá tak velké tepelné toky, jaké v takovém reaktoru vznikají, pozn. red.)

Zjednodušeně řečeno, používají jiné palivo a v podstatě jsou jakési perpetuum mobile, protože si během života vytváří vlastní palivo. Právě z tohoto důvodu jím odborníci přezdívají "breeder-reactor" - množivý reaktor. Ve výsledku mají být účinnější, při provozu bezpečnější a mají produkovat méně jaderného odpadu.  

Jaké palivo se využívá?
V reaktorech, které máme dnes, slouží jako palivo uran 235, který je v přírodě velmi vzácný. Navíc se ho využije jenom malá část v palivu a většina ho projde reaktorem nezměněná. V rámci jednoho palivového cyklu využijeme jen čtyři až pět procent uranu 235 z paliva.

V reaktorech na rychlých neutronech používáme různé druhy paliva, kde základem je uran a plutonium a k tomu se ještě přidává molybden, sodík nebo kyslík. A hlavní je to, že využíváme uran 238, který tvoří 98 procent v přírodě se vyskytujícího uranu. Tím pádem z paliva využijeme podstatně více energie.

Navíc během provozu reaktoru vzniká nové palivo: vypálíme uran, ale zároveň nám vznikne plutonium a to používáme zase dál. (Na plutonium se během provozu reaktoru mění uran 238. Poměr vytvořeného paliva vůči využitému bývá v množivých reaktorech (tj. s rychlými neutrony) o nějakou desetinu vyšší než 1:1. Mimochodem, palivo se "množí" i v běžných reaktorech dnešního typu, ale i v nejlepších případech maximálně v poměru zhruba 0,5:1 a obvykle méně, pozn. red.)

Jak má vypadat odpad z těchto reaktorů?
Využití velké části energie v palivu by mělo mít za následek i snížení množství radioaktivního odpadu. Palivové tyče z Dukovan, Temelína nebo jiné dnešní elektrárny se vyndají z reaktoru a musí se sedm let ochlazovat v bazénech. Pak se přepracují znovu na palivo, protože bylo použito jen pět procent uranu. Navíc nevíme, co dál s radioaktivními izotopy, které v reaktoru vznikly.

V rychlých reaktorech vystačíme s jedním rokem v bazénu. Pak už v palivu zbudou jenom látky – plutonium plus radioaktivní izotopy a uran 238 – které reaktor dokáže znovu využít. Ve výsledku je pak jaderného paliva potřeba pětkrát až desetkrát méně. Na druhou stranu musíme říct, že se bavíme zatím jen teoreticky. Komerční kapacity pro přepracování vyhořelého jaderného paliva pro reaktory na rychlých neutronech v tuto chvíli neexistují.

Zatím jen v Rusku

Jaké jsou naopak nevýhody tohoto systému?
Nedostatek zkušeností. Dnes používané reaktory, tedy tzv. lehkovodní (v podstatě všechny dnes komerčně využívané reaktory, včetně Temelína současného i uvažovaného, pozn. red.), jsou dobře známá, odzkoušená technologie. Máme k dispozici výrobní kapacity, a mohou tedy vznikat jako na běžícím pásu.

Jediné místo na světě, kde běží jediný reaktor na rychlých neutronech.

Budova reaktoru BN-600, dnes jediného fungujícího komerčně provozovaného jaderného reaktoru využívajícího rychlých neutronů (tj. množivého reaktoru) na světě.

Technologie rychlých reaktorů je sice také už prakticky vyzkoušená, je vyvinuta do kapacity 600 megawattů (u reaktoru BN-600 s tímto elektrickým výkonem, pozn. red.), ale jen na jednom jediném místě na světě, v Rusku. Nikdo jiný s ní zkušenosti nemá, na což jsme samozřejmě hrdí, ale z komerčního hlediska je to velmi limitující.

Pokud chcete postavit klasický lehkovodní reaktor, můžete udělat tendr jako vy (myšlena Česká republika, pozn. red.) s Temelínem. Už je to známá věc, takže je dopředu jasné, jaký bude asi rozsah investice, jaké nabídky přijdou a tak dále. A co máte v ruce v případě reaktoru na rychlé neutrony? Nic, můžeme jen říct: "Welcome to Russia".

Nejde o to, jestli to je dobrá nebo špatná technologie. Vždy, když se na trh zavádí něco nového, tak se řeší reference. V tomto případě jde navíc o poměrně zásadní přechod, na který musí být lidé připraveni. Místo vody bude například najednou v reaktoru tekutý kov. Ale my, Francouzi a odborníci z mnoha dalších zemí jsme přesvědčeni, že právě v reaktorech na rychlých neutronech je budoucnost jaderné energetiky. (Dodejme, že problémem "rychlých reaktorů" byla vždy i pořizovací cena. Má ji vynahradit vyšší efektivitou, ale při nízkých cenách uranové rudy v posledních desetiletích jsou v ekonomické nevýhodě, pozn. red.)

Takže budou zapotřebí ještě roky zkušebního provozu?
Za prvé se připravuje výstavba větších variant stávajících komerčních rychlých reaktorů, a to o výkonu 800 a 1 200 megawattů. Ale protože je technologie tak nová, klíčovou roli budou hrát ještě výzkumné reaktory upravené tak, aby se na nich dalo odzkoušet více věcí.

Dnes ve světě funguje de facto jeden jediný reaktor, který poskytuje možnost výzkumu, to je ruský Bor-60. Vědci ze zhruba deseti zemí jej využívají pro experimenty ve fyzice materiálů a ozařování terčů pro jadernou medicínu. Ale v roce 2020 má být odstaven z provozu. My proto plánujeme úplně nový typ reaktoru, navržený speciálně pro experimentální provoz. Má zhruba pětkrát vyšší hustotu toku neutronů (tato veličina ukazuje, kolik neutronů reaktor vytváří. Čím více jich je, tím rychleji se ničí materiál reaktoru, takže reaktory s vyšší hustotou toku neutronů zjednodušeně řečeno rychleji stárnou, pozn. red.). Navíc bude mít čtyři experimentální okruhy, na kterých se budou zkoušet systémy se čtyřmi různými chladivy: vodou, plynem, sodíkem a olovem. Díky němu budeme rychleji získávat reference, které jsou nutné pro potenciální zákazníky.

Tento reaktor má název MBIR, v překladu – mnohoúčelový výzkumný reaktor na rychlých neutronech. Je to mezinárodní projekt, svůj zájem o účast na něm nám už potvrdily Francie, Spojené státy a celá řada dalších zemí. Mimochodem, strojovnu tohoto reaktoru navrhovala firma z Uherského Brodu EGP Invest (Hodnota zakázky byla 2,5 milionů eur, tj. zhruba 60 milionů korun, pozn. red.)

Jak je příprava daleko?
V tomto roce skončíme projektové práce, v roce 2014 začíná stavba. A uvedení do provozu je plánováno na rok 2019.

Nikdy nevybuchne

Jak je to s bezpečností?
Chceme vytvořit reaktor, na kterém těžká havárie nebude ani teoreticky možná, s „fyzikálním“ zabezpečením. Všechny dosavadní havárie na jaderných elektrárnách souvisely s chladivem – vodou. Pokud ale chladíte tekutým kovem, například sodíkem nebo olovem, těžká havárie, při které by došlo k úniku radioaktivity, je vyloučena.

Ale neznamená to, že je to jednoduché. Třeba v případě reaktorů, ve kterých se používá jako nosiče tepla tekutý sodík (v jiných typech se používá např. olovo, pozn. red.) musíte mít zaručenou nesmírně vysokou kvalitu, aby za desítky let provozu nedošlo k porušení obalu. Jestli jste házeli někdy kousek sodíku do vody, tak jistě chápete proč. A tady budou tisíce tun sodíku. Na hledání takových materiálů potřebujeme výzkumný reaktor, zatím používám BOR a mezitím budujeme MBIR.

Jak by vypadal průběh havárie?

Na druhou stranu havárie reaktoru chlazeného kovem, ať je to olovo nebo sodík, skončí tak, že se kov ochladí a reakce se zastaví. Znamená to, že bude sice po reaktoru, ale zároveň i po problému. Radioaktivita se nedostane za hranice aktivní zóny (tj. nejvnitřnější části reaktoru, kde jsou umístěny palivové články, pozn. red.). Bude pohřbena v ní.

Po případné havárii bude nutné celou celou aktivní zónu vyměnit a nahradit za novou. Protože už bude studená, bude to trochu jako u svítilny: vyndáte baterku a zastrčíte novou. Samozřejmě to není tak levné, ale je to možné, protože aktivní zóna je malá (u BN-600 má aktivní zóna zhruba rozměry válce o výšce metr a průměru dva metry, pozn. red.).

Jaderný reaktor do vesmíru

Nechme nyní rychlé reaktory stranou. Rosatom má ve svém výzkumném programu i jeden neuvěřitelný program: reaktor pro vesmírné lodi.
Ano, v Rusku běží federální výzkumný program na vytvoření jaderného zdroje energie pro kosmický program s výkonem kolem jednoho megawattu. Pro představu: sluneční panely stanice ISS mají výkon asi 150 kilowattů, které sice vystačí na provoz stanice, ale nedají jí dost energie pro přechod z jedné oběžné dráhy na jinou.

Náš program má najít odpovědi na spoustu otázek. Například jak zajistit, aby zdroj nevyžadoval po co nejdelší dobu žádnou údržbu. Musí také pracovat se speciálním typem paliva, který je momentálně ve vývoji.

Musíme také vyřešit, jakou elektronikou ho osadit, aby vydržela vliv kosmického záření. Pak je otázka, jak se dá zajistit bezpečnost, pokud by došlo k havárii a reaktor by začal padat k zemi. A samozřejmě, jak zajistit jeho bezpečný vzlet.

Některé problémy už vyřešeny máme, jiné dopracováváme. Předpokládáme, že prototypy některých systémů by mohly být hotové v roce 2014. Vývojová část projektu má doběhnout v roce 2017 a v roce 2018 by už měly probíhat zkoušky celého zařízení.

Technologická podoba reaktoru je tedy již jasná?
Máme dvě představy, obě pracují s uranem. Ale zatím nepadlo definitivní rozhodnutí.

Je vyřešena ta bezpečnost?
To je ve vývoji. Je to jeden z klíčových bodů a usilovně na něm pracujeme, aby projekt splňoval požadavky na bezpečnost. Vzhledem k ohromným zkušenostem ruského vesmírného programu máme z čeho vycházet.

Už je jasné, jak má systém vypadat?
Když jsem mluvil s konstruktéry ruských raket, vysvětlili mi, že kvůli bezpečnosti budou reaktory asi na dlouhých tyčích, aby posádka byla pokud možno co nejvíce ochráněna. V takové podobě systém však nemůže startovat, takže do vesmíru by soustavu měl dostat klasický raketový pohon a až ve vesmíru se mají namontovat tyče a pak spustit samotný reaktor.

Existuje už raketa, která ho vynese?
To teď řeší Roskosmos (Ruská kosmická agentura, pozn. red.). Na programu pracuje více týmů, které musí dohromady vyřešit otázku, jak reaktor dostat do vesmíru a nastartovat ho, pro začátek řekněme pro let k Marsu.





Hlavní zprávy

Další z rubriky

Neexistují žádné důkazy o tom, že by káva s mlékem byla nebezpečná kombinace
Otázka dne: Jak na nás působí káva s mlékem?

Spojení kávy s mlékem se podle některých zdrojů může zdát jako nešťastný způsob, jak si jinak zdravé potraviny zkombinovat do nebezpečné směsi. Jde ovšem jen o...  celý článek

Laureáti Nobelovy ceny za fyziku 2017: Rainer Weiss, Barry Barish a Kip Thorne
Fyzika podle očekávání: Nobelovu cenu získali lovci gravitačních vln

Švédská královská akademie ocenila Nobelovou cenu za fyziku pro rok 2017 tři členy týmu, který jako první zachytili Einsteinem předpovězené gravitační vlny. Ze...  celý článek

Může jeden hlas něco rozhodnout?
Může jeden hlas něco změnit? Vědci hledají, co znamená „správně volit“

Máte pocit, že jediný hlas se ztratí v moři ostatních a nebude mít na výsledek žádný vliv? Možná budete překvapeni, jak těsné volby někdy bývají. Každý volební...  celý článek

Utýrala holčičku v pěstounské péči. Musíme teď zpřísnit zákony?
Utýrala holčičku v pěstounské péči. Musíme teď zpřísnit zákony?

Tragický případ z minulého týdne nejspíš pohne českými zákony o pěstounské péči.

Najdete na iDNES.cz



mobilní verze
© 1999–2017 MAFRA, a. s., a dodavatelé Profimedia, Reuters, ČTK, AP. Jakékoliv užití obsahu včetně převzetí, šíření či dalšího zpřístupňování článků a fotografií je bez souhlasu MAFRA, a. s., zakázáno. Provozovatelem serveru iDNES.cz je MAFRA, a. s., se sídlem
Karla Engliše 519/11, 150 00 Praha 5, IČ: 45313351, zapsaná v obchodním rejstříku vedeném Městským soudem v Praze, oddíl B, vložka 1328. Vydavatelství MAFRA, a. s., je členem koncernu AGROFERT.