Otázku, jak co nejbezpečněji uložit jaderný odpad, si už desítky let kladou vědci po celém světě. Radionuklidy obsažené ve vyhořelém palivu mohou být nebezpečné ještě po sto tisících let. Odpad je tedy nutné uschovat tak, aby minimálně po tuto dobu nepředstavoval žádnou hrozbu ani pro zdraví lidí, ani pro životní prostředí.
První zemí, která se snažila najít na tuto otázku odpověď, bylo v polovině 70. let Švédsko. Tamní vědci přišli s plánem, který je dnes odbornou veřejností uznávaný jako nejbezpečnější řešení - uschování odpadu v úložišti ukrytém hluboko pod zemí. "Švédové to všechno vymysleli. Od té doby se jen vychází z jejich konceptu," vysvětluje vedoucí úseku přípravy české Správy úložišť radioaktivních odpadů Lukáš Vondrovic.
Zda bude hlubinné úložiště fungovat, zkoumají vědci už od poloviny 90. let v laboratoři Äspö v neprostupných lesích jižního Švédska. Připravují se tak na provoz skutečného úložiště u vesnice Forsmark, které plánují začít stavět v roce 2030 a zprovoznit o pět let později. Pokud se jim to povede, budou jednou z prvních zemí na světě, která takto začne ukládat radioaktivní odpad.
Oproti Česku, které teprve hledá lokalitu, kde úložiště postaví, je Švédsko v této technologii o několik desítek let napřed. "Dívat se na dnešní švédské laboratoře je pro nás jako výlet do budoucnosti," uznává Vondrovic.
Laboratoř se nachází v krystalinické hornině zhruba pět set metrů pod zemí, podobně jako budoucí hlubinné uložiště. Právě hloubka je klíčová, hornina v ní zůstává stabilní i v případě zemětřesení nebo jiných přírodních katastrof. A i kdyby přišla další doba ledová, tak by bentonit, který je důležitým materiálem pro izolaci odpadu, nezamrzl.
"V současné době zde běží pět experimentů, dříve jsme jich tu ale měli až padesát," říká zdejší pracovník Mathias Karlsson. Vědci zde testují vlastnosti horniny nebo podzemní vody, jíž z pěti kilometrů zdejších tunelů odvedou hektolitry za minutu.
Několik chodeb je v laboratoři vytvořeno tak, aby odpovídaly rozměrům budoucího úložiště. Vědci zde dnes testují samotný závěr procesu, tedy ukládání měděného kontejneru do ukládacího vrtu vyhloubeného v zemi. S tím rozdílem, že kontejnery v laboratoři neobsahují žádné skutečné použité palivo - s tím se bude pracovat až na konečné lokalitě.
Kontejnery do země zanáší speciální auto. To je na dálkové ovládaní, řídit jej bude pracovník z povrchu. Kontejner se po uložení utěsní bentonitem, mimořádně silným izolačním materiálem, který se mimo jiné používá i jako stelivo v kočičích záchodcích, a přiklopí se těžkým víkem. "Celý proces uložení trvá asi dvě hodiny," vysvětluje Karlsson.
Odolat musí vzduchu i mořské vodě
Zda je připravený model kontejneru opravdu bezpečný, zkoumají vědci v jiné laboratoři v přístavním městě Oskarshamn nedaleko místní jaderné elektrárny. Stojí zde také sklad, ve kterém Švédové dočasně skladují vyhořelé palivo.
Nyní se vědci zaměřují například na to, jak dva obrovské kusy mědi, tedy plášť a víko kontejneru, svařit dohromady. Švédové k tomu využívají vrták, který pohybem vyvolává teplo o zhruba 850 stupních Celsia, při kterém měď změkne. Během padesáti minut vrták obtočí celý spoj a víko se napojí na plášť. Kvalitu pak vědci ověří rentgenem.
Jeden kontejner váží asi 25 tun, vejde se do něj dvanáct palivových článků. Průměr má jeden metr, na výšku pak měří pět metrů. Plášť z mědi je silný pět centimetrů, vnitřek tvoří litinová vestavba pro palivo.
Švédové zvolili měď proto, že je mimořádně odolná vůči korozi, zejména té vyvolané slanou vodou. To je důležité - úložiště ve Forsmarku se bude nacházet přímo u moře, a ačkoli je hornina ve zdejším podzemí mimořádně suchá a téměř bez puklin, je třeba zajistit, aby případná přítomnost agresivní slané vody kontejnery neponičila.
Další starosti vědcům dělá možná koroze vzduchem. To by mohl být problém zejména v prvních desetiletích, kdy bude na úložišti probíhat většina prací, a kontejnery tak budou vystaveny alespoň nějakému množství kyslíku. Podle vědců by se ale měď díky umístění v podzemí a obklopení bentonitem neměla v příštích stovkách let dostat ani do bodu, kdy začne zelenat, jako se to v běžných podmínkách děje u střech nebo soch. "To se sice bude dít, ale extrémně pomalu. Kontejner odpad bezpečně udrží stovky tisíc let," říká Stefan Barigli z laboratoře v Oskarshamnu.
Souboj o úložiště
Svou finální lokalitu Švédové vybrali v roce 2009, na začátku letošního roku získali stavební povolení. Místo vědci vybírali na základě několika faktorů. Zásadní je, aby se úložiště nacházelo ve stabilním horninovém prostředí. Švédové tak hledali místo, pod kterým se nachází krychle krystalinické horniny, jež je velice pevná. Výhodou je pak blízkost jaderné elektrárny a poloha u moře, což usnadňuje převoz vyhořelého paliva.
Právě Oskarshamn se do poslední chvíle ucházel o to, aby bylo úložiště postaveno v jeho katastru. Nakonec ho získal Forsmark, vzdálený zhruba 350 kilometrů na sever, kde leží další ze tří aktivních jaderných elektráren ve Švédsku. Oproti Oskarshamnu má menší množství podzemní vody.
Zatímco v Česku tedy ve všech zvažovaných lokalitách vzbuzuje vidina jaderného úložiště odpor, ve Švédsku byla situace opačná. Oskarshamn i Forsmark chtěly, aby vědci vybrali právě je.
"Věděli, že to obcím přinese rozvoj. Více zaměstnaných lidí, lepší školy i silnice. Lidé se obávali, že klesne jejich cena domů. Zajistili jsme tedy, že SKB dům odkoupí, pokud lidé nenajdou kupce," vzpomíná Peter Wikberg, bývalý šéf výzkumu švédské organizace pro ukládání jaderného odpadu SKB, který v oblasti úložišť pracuje od konce 70. let.
K pozitivnímu vnímání mohlo podle něj přispět také to, že se obě města nacházejí v blízkosti jaderných elektráren, jejich obyvatelé tak mají z podobných projektů menší obavy. "Je ale pravda, že zprvu lidé obavy měli. Nejvíce ale pomohlo to, když jsme jim ukázali, že to není něco, co se udělá narychlo. Že musíme nejdříve detailně ověřit, zda je to bezpečné," říká švédský expert.
Jako náhrada v Oskarshamnu vznikne jiné důležité zařízení - překladiště, ve kterém se bude použité palivo dávat do kontejnerů. To pak do Forsmarku převeze loď.
Zelenou dá až soud
I přesto však Švédsko nebude první zemí, která zprovozní své úložiště. V příštím roce by se jí mělo stát Finsko, které stavbu toho svého už dokončuje. Právě s Finy Švédové dlouhou dobu spolupracovali a sdíleli s nimi svůj výzkum. Rychlejší postup přisuzují odlišnému schvalovacímu procesu v obou zemích.
"Ve Finsku to měli jednodušší, parlament řekl, že úložiště bude, a šli si za tím. V roce 2012 zažádali o licenci a dostali ji o tři roky později, mezitím už stihli postavit průzkumný tunel. Ve Švédsku byla větší diskuse, na licenci jsme čekali deset let," vysvětluje Wikberg.
Švédské úložiště ovšem ještě nemá definitivní zelenou. Za dva roky je čeká slyšení u soudu pro životní prostředí, na kterém přednesou připravené materiály. Soud už sice nemá právo stavbu zakázat, může ale pozměnit její podmínky.
O tom, že v sobě měděné kontejnery opravdu bezpečně udrží jaderný odpad po sto tisíc let, však nejsou přesvědčení všichni. Proti této metodě protestují některé ekologické organizace, podle kterých bude měď korodovat rychleji. Nejde ale jen o kontejnery, jednat se bude o celkovém dopadu na švédskou přírodu. "V oblasti, kde budeme stavět, jsou chráněné rostliny i žáby. Musíme se ujistit, že je stavba nijak neohrozí," říká Jessica Palmqvistová, šéfka oddělení výzkumu a vývoje SKB.
Český kontejner bude z oceli
Zatímco švédští vědci už se na svou finální lokalitu budou za pár let přesouvat, Češi ji od 90. let stále hledají. V roce 2020 správa úložišť a posléze vláda schválily zúžení zvažovaných míst na čtyři - Janoch u Temelína, Horka na Třebíčsku, Hrádek na Jihlavsku, či Březový potok na Klatovsku. Odborníci nyní zjišťují, kde jsou nejvhodnější podmínky.
Využívají při tom i data z laboratoře v Äspö - například pro potvrzení vlastních modelů o proudění podzemní vody. "Podobně jako Švédové máme úložiště lokalizováno v krystalických horninách, což jsou pevné horniny, nesmírně tvrdé, ve kterých voda teče malými puklinami," vysvětluje šéf českého projektu Vondrovic.
Mezi českým a švédským projektem jsou ale i rozdíly. Čechy nemusí trápit velké zalednění nebo přítomnost mořské vody, navíc pracují s teplejší horninou. "Pro naše podmínky je dostatečně bezpečný ocelový kontejner. Rozměrově ale budou podobné," vysvětluje Zdena Lahodová z české správy úložišť.
Doplňuje, že se bude lišit také výplň. Do českých kontejnerů se vejde méně paliva, a to proto, že tyče v českých elektrárnách nemají čtvercový, ale méně praktický šestiúhelníkový tvar. Také se liší velikostně podle toho, zda pochází z Temelína, nebo z Dukovan, bude tedy nutné vyrobit dva druhy výplně.
