Jadrovú energetiku čaká prelom. Nové reaktory môžu z uránu získať až 100-krát viac energie

Jadrová energetika stojí na prahu významnej technologickej evolúcie, ktorú prinášajú takzvané rýchle reaktory. Na rozdiel od bežných zariadení využívajúcich na moderovanie štiepnych procesov vodu, tieto pokročilé systémy pracujú s rýchlo sa pohybujúcimi neutrónmi.

Zásadná zmena v architektúre reaktora prináša obrovské výhody v oblasti energetickej efektivity, radikálneho znižovania objemu jadrového odpadu a celkového výkonu, čo reaguje na rastúce globálne nároky na spoľahlivú a cenovo dostupnú elektrinu.

Ohromná efektivita aj bez fúzie

Zatiaľ čo sa drvivá väčšina súčasných komerčných reaktorov spolieha na vodu ako primárne chladivo a moderátor, ktorý spomaľuje neutróny na udržanie reťazovej reakcie v nízkoobohatenom palive, rýchle reaktory fungujú na odlišnom fyzikálnom princípe, vysvetľuje Ministerstvo energetiky USA.

Ako chladivo primárne využívajú kvapalné kovy, medzi ktoré patrí predovšetkým sodík alebo olovo. Alternatívne môžu fungovať aj s plynmi či roztavenými soľami, avšak za predpokladu, že v systéme nie je prítomný žiadny moderátor, ktorý by spomaľoval neutróny.

Kľúčovou technologickou prednosťou tohto prístupu je schopnosť vysokorýchlostných neutrónov extrahovať z rovnakého množstva paliva až stokrát viac energie. V tradičných vodou chladených reaktoroch zostáva približne 95 percent uránu v palive nevyužitého.

V rýchlych reaktoroch však prebytočné neutróny vznikajúce pri štiepení dokážu premeniť tento nevyužitý urán na nové atómy plutónia, ktoré sú ďalej bez problémov štiepiteľné. Pri nepretržitej recyklácii paliva sa tak spotrebuje stokrát menej uránu na vyprodukovanie rovnakého množstva energie.

Slovenskú energetiku by premenili na zázrak

Pre Slovensko, ktoré generuje väčšinu svojej elektrickej energie z jadra, by technológia rýchlych reaktorov predstavovala strategický zlom v národnej bezpečnosti a energetickej sebestačnosti. Tuzemské elektrárne v Jaslovských Bohuniciach a Mochovciach boli historicky závislé od dodávok spracovaného uránu z Ruska, pričom diverzifikácia smerom k americkým či francúzskym dodávateľom rieši dodávateľské reťazce len čiastočne, nakoľko naďalej dovážame to najdôležitejšie.

Nasadzovanie rýchlych reaktorov a uzatvorenie palivového cyklu by túto zraniteľnosť zásadne eliminovalo. Vďaka až stokrát vyššej efektivite využitia paliva by nároky na dovoz čerstvého uránu klesli na minimum.

QST

Slovensko by navyše dokázalo ako palivo využiť vyhorené jadrové palivo zo súčasných blokov VVER-440. Odpad, ktorý dnes predstavuje bezpečnostnú aj finančnú záťaž vyžadujúcu nákladné dlhodobé úložiská, by sa stal cenným energetickým zdrojom na desiatky rokov dopredu.

Prechod na túto technológiu by krajine priniesol odolnosť voči geopolitickým výkyvom, výpadkom dodávateľských reťazcov a cenovým šokom na trhu s uránom. Zníženie objemu odpadu o 90 percent a skrátenie doby jeho nebezpečnosti na približne 300 rokov by zároveň výrazne zjednodušilo vnútroštátne environmentálne nároky.

Riešia aj sekundárne problémy

Rýchle reaktory prinášajú zásadné riešenie aj pre dlhodobý problém s vyhoreným jadrovým palivom. Rýchle neutróny totiž dokážu oveľa efektívnejšie štiepiť dlho žijúce aktinidy, ktoré bežne vyžadujú stovky tisíc rokov na to, aby ich rádioaktivita klesla na prirodzenú úroveň.

Rýchle reaktory dokážu tieto nebezpečné prvky rozbiť na menšie štiepne produkty, ktoré sa rozložia na bezpečnú úroveň už po tristo rokoch, čo radikálne zjednodušuje dlhodobú správu úložísk.

Bezpečnostný profil moderných rýchlych reaktorov je taktiež na vysokej úrovni. Využitie kvapalných kovov s vysokými bodmi varu umožňuje zariadeniam pracovať pri oveľa nižších tlakoch. Navyše, kovové palivo sa pri výraznom náraste teploty v jadre rozpína, čím prirodzene tlmí reťazovú reakciu a dokáže reaktor automaticky odstaviť pri neštandardnom správaní.

Čítajte viac z kategórie: Novinky