Cesta pro jádro …?

17.01.2024

Nejkritizovanějším aspektem jaderné energetiky je nutnost nakládat s velkým množstvím vyhořelého jaderného paliva. K dnešnímu dni se ho na celém světě nashromáždilo více než 300 000 tun a neexistuje shoda na tom, jak s ním v budoucnu naložit.
 
Spojené státy zvolily cestu hlubinného pohřbívání v žulových masivech. Úložiště mělo být vybudováno ve státě Nevada, v pohoří Yucca Mountain. Utratily za něj asi 10 miliard dolarů, ale byly nuceny projekt zmrazit kvůli námitkám vládní Agentury pro ochranu životního prostředí, která náhle požadovala, aby američtí jaderní inženýři zdůvodnili spolehlivost použitých technických řešení na milion let dopředu.

Ilustračný obrázok: zdroj

Obrázok je len ilustračný, nesúvisí priamo s textom.
Těžební a chemický kombinát Rosatomu poprvé vyrobil palivo MOX s malým obsahem aktinidů pro reaktor BN-800.

Tak dlouho totiž trvá, než se radioaktivita vyhořelého jaderného paliva sníží na úroveň okolí. Konstruktéry to zarazilo, protože jednoduše neexistují metody, které by takové výpočty umožňovaly. Požadavek regulátorů životního prostředí byl podle všeho pro projekt poslední ranou.
 
Rusové si jako vždy šli svou vlastní cestou. “Jestliže je hodně velký, znamená to, že ho musíme sníst po kouskách,” rozhodl Rosatom. Jde o to, že 99 % dlouhodobého rizika spojeného se skladováním vyhořelého paliva spočívá v jeho nejtoxičtějších prvcích – takzvaných minoritních aktinidech, které ovšem tvoří jen nepatrný zlomek celkové hmotnosti odpadu – setiny procenta.
 
Jedná se o americium, curium a neptunium. Jejich extrakcí a neutralizací by se doba potřebná ke snížení radioaktivity odpadu na bezpečnou úroveň zkrátila tisíckrát.
 
Ke spalování a neutralizaci minoritních aktinidů lze použít reaktory na rychlých neutronech. Dnes jsou v průmyslovém měřítku v provozu pouze u nás – jedná se o BN-600 a BN-800 u Jekatěrinburgu a BREST-300 (projekt „Průlom“) se staví u Tomsku. V nejbližších plánech je výstavba výkonného BN-1200. Střednědobé plány zahrnují vytvoření inovativního reaktoru na bázi roztavené soli, specializovaného na dopalování aktinidů.
 
Jaderní inženýři ho někdy nazývají „popelář“.
 
V prosinci loňského roku učinil Rosatom první krok k vyřešení tohoto zdánlivě neřešitelného problému. Státní korporace vytvořila plně robotizovaný systém pro manipulaci s vyhořelým jaderným palivem a vyrobila palivo MOX s malým obsahem aktinidů pro jejich dopalování v rychlém reaktoru BN-800. Po testování bude technologie zavedena do sériové výroby.
 
První tři palivové soubory s uran-plutoniovým palivem MOX, které ve svém složení obsahují nejen plutonium, ale i další transuranové prvky – americium-241 a neptunium-237. Experimentální palivové kazety budou do reaktoru BN-800 v Bělojarské jaderné elektrárně zaváženy na jaře 2024 a během tří mikrokampaní (přibližně rok a půl) budou podrobeny pilotnímu provozu.
 
Menší aktinidy jsou všechny ostatní transuranové prvky kromě plutonia, které vznikají v jaderném palivu v důsledku jaderných reakcí během provozu v reaktoru. Tyto prvky jsou vysoce radioaktivní a toxické, vytvářejí velké množství tepla, mají dlouhý poločas rozpadu a jsou nejkritizovanějšími složkami jaderného odpadu.
 
Ruským řešením problému minoritních aktinidů by měly být inovativní reaktory na rychlých neutronech. Výpočty ukázaly, že minoritní aktinidy z vyhořelého jaderného paliva se působením rychlých neutronů v reaktoru rozštěpí na fragmenty a jejich potenciální nebezpečnost bude mnohem nižší než u původních minoritních aktinidů.
Proces transmutace minoritních aktinidů se v reaktoru nazývá také “dopalování”.

Preklad: St. Hroch, 17. 1. 2024

Pridajte Komentár

Vaša e-mailová adresa nebude zverejnená. Vyžadované polia sú označené *

Návrat hore