Jaderná energetika není v pozici milovaného dítěte. Evropská veřejnost jí není nadšena. Odmítá ji 55 procent obyvatel Evropské unie a jen 37 procent proti ní nic nemá (zbytek dotazovaných neměl názor). Čísla citoval generální ředitel Společného výzkumného střediska Evropské unie Roland Schenkel na nedávné konferenci v Mnichově.
Šéf této čelné výzkumné instituce sám patří k menšině: je jednoznačným zastáncem jaderné energetiky. Vidí ji jako jediný energetický zdroj schopný vyrobit v příštích desetiletích dostatek finančně dostupné elektřiny, a přitom nezamořit ovzduší skleníkovým plynem oxidem uhličitým. Ten se podílí na rozehřívání planety a produkují jej uhelné, ropné i plynové elektrárny.
Řešení rozporu, kdy veřejnost nechce to, co podle něj nutně potřebuje, vidí Schenkel v přesvědčování lidí, že jaderná energetika není žádný strašák, a v konstrukci nových, podstatně lepších reaktorů. V mezinárodní spolupráci se do jejich vývoje dali také čeští vědci.
Kudy letěly neutrony?
Před hodinou tu ještě běžela jaderná reakce. Teď už je ovšem reaktor odstavený. Jeřáb z něj vytáhl pokusnou kazetu obsahující fluoridy. Váží asi metrák a je to šestihran o průřezu 26 centimetrů a s délkou 130 centimetrů. V kazetě jsou umístěny fólie ze speciálních materuálů, v nichž zůstávají stopy po dopadu neutronů.
"Teď budeme analyzovat, kolik neutronů tudy prošlo a ze kterého směru. Z toho pak určíme rozložení toku neutronů uvnitř reaktoru," popisuje inženýr Čeněk Svoboda.
Jsme v Řeži u Prahy, v Ústavu jaderného výzkumu. Právě tady čeští vědci pracují na projektech, které mají vést ke konstrukci reaktorů nové generace. Nebude to ovšem dříve než někdy kolem roku 2030.
Generace IV na startu
Připravovaným reaktorům se říká Generace IV. Projekt jejich vývoje navrhlo americké ministerstvo energetiky v roce 2000. Postupně se k němu přidaly další státy, včetně řady zemí Evropské unie.
"Dnes se ve světě uvažuje o šesti základních typech reaktorů a časem se ukáže, které budou nejslibnější," vysvětluje generální ředitel ústavu v Řeži František Pazdera.
Ve hře jsou tři různé typy takzvaných rychlých reaktorů, jimž se také říká množivé. Jejich podstatou je, že se v nich vytvoří více štěpného materiálu, než se spotřebuje. V reaktoru se při řetězové reakci vložený uran nejdříve změní v plutonium. Jeho část vzápětí slouží jako palivo. Přebývající plutonium se pak dá použít v jiných reaktorech.
Základní princip i provozní vlastnosti rychlých reaktorů už ověřilo Rusko, Francie, Spojené státy i Japonsko. Teď je však nutné tuto koncepci upravit do technicky i ekonomicky nejvýhodnější podoby.
Výhodou by byla možnost používat v takových reaktorech běžný uran (izotop 238), kterého je na světě mnohem víc než dnes užívaného uranu 235. Izotop 235 totiž tvoří pouze 0,7 procenta těženého uranu.
Teplota jak dělaná pro vodík
Do Generace IV dále patří dva typy reaktorů, které využívají vysokých teplot. Tím se zvýší účinnost výroby elektřiny, anebo by mělo být možné využít dosažené teploty k výrobě vodíku.
O vodíku se někdy uvažuje jako o palivu, které nahradí benzín a naftu pro automobily. Jeho výroba je dnes drahá. Vysokoteplotní jaderné reaktory by ji mohly zlevnit.
"V našem ústavu budeme ve spolupráci se státy Evropské unie a s Ruskem vyvíjet materiály, které budou ve styku s chladicím médiem obou typů těchto reaktorů," uvádí Ivo Váša z Řeže.
Oním chladícím médiem bude hélium horké až tisíc stupňů nebo voda v takzvaném superkritickém stavu. To je stav, kdy při teplotě nad 374 stupňů a při vysokém tlaku není prakticky rozdíl mezi kapalnou vodou a párou.
Pro budoucí provoz je potřebné prozkoumat, jak na materiály, které budou s horkým héliem nebo superkritickou vodou v kontaktu, působí radioaktivní záření. A to budou v Řeži zjišťovat.
Odpad znovu do paliva
Posledním směrem výzkumu Generace IV jsou reaktory chlazené tavenými solemi.
"Právě tady má Česká republika významné postavení. V mezinárodní řídicí komisi, kde je kromě USA i Japonsko a jedná se o přistoupení Ruska, reprezentuje naše země celý Euratom. Tedy Evropské společenství pro atomovou energii," uvádí další pracovník z Řeže Lubor Žežula.
Konstruktéři reaktoru si kladou za cíl spalovat vyhořelé palivo ze současných jaderných elektráren. Tato "odpadní" směs vysoce radioaktivních látek může být nebezpečná až sto tisíc let. Zatím se uvažuje o jejím uložení ve speciálních kontejnerech v hlubinách země. Je ovšem otázka, jestli tam může vyhořelé palivo zůstat bezpečně izolováno od životního prostředí po takto nepředstavitelně dlouhou dobu.
"Princip opětovného využití je takový, že se vyhořelé palivo rozpustí v roztavených solích, například ve fluoridech," popisuje Ivo Váša. "V tomto stavu se pak v reaktoru dále štěpí a mění v prvky, které se rychleji rozpadávají. Tímto způsobem by se dalo vyhořelé palivo opětovně využít, a ještě by se přeměnilo v materiál, který ztratí svoji nebezpečnou radioaktivitu už v průběhu několika set let. Tím by se starosti s ním výrazně snížily."
Možnosti pro český průmysl
"V této chvíli zkoumáme, jak se kazeta s takovýmto materiálem bude chovat v reaktoru," informuje Čeněk Svoboda. "Zatím do ní dáváme jen práškové fluoridy sodíku a lithia a vystavujeme ji záření v našem pokusném reaktoru. Teprve později přidáme práškový uran. Až když vyhodnotíme poznatky z těchto experimentů, bude možné pracovat s roztaveným materiálem."
Které směry výzkumu se ukážou jako slibné, a od kterých se ustoupí, se teprve ukáže. Jaderný výzkum je dlouhodobá záležitost. Kompletně nové reaktory nebudou v nabídce dříve než za čtvrt století. Mezitím se také uvidí, jestli je svět bude v té době chtít.
Ivo Váša si je jist svou věcí. "Jiné dostatečné zdroje energie v té době nebudou. Určitě tedy lidé ocení, že bude možné stavět jaderné elektrárny s novými, ještě účinnějšími a bezpečnějšími typy reaktorů," soudí.
Předpokládá také, že na jejich výrobě by se mohl podílet i český průmysl: "Spolupracujeme s plzeňskou Škodovkou, ale v zemi jsou i další firmy, které by se uplatnily."
