Symbolem jaderné energetiky je bezesporu jaderný reaktor. Ten však, v některých oborech lidské činnosti a na mnoha místech světa, může být použit i k jiným účelům, než jen k výrobě elektřiny.
Jaderná energetika nyní prožívá svoji renesanci. Mnohé země obnovují svůj jaderný program a další o tom vážně uvažují. V době rostoucích obav ze skleníkových plynů a klimatických změn se totiž jaderné reaktory zdají být v mnohém rozumným a technicky dostupným východiskem.
Nemusí to však vždy znamenat jen snahu o pokrytí stále rostoucí poptávky po elektrické energii. Pro využití jaderných reaktorů se nabízejí i jiné možnosti a mnohé státy se jich už naučily i smysluplně využívat. Například světová moře dnes brázdí více než 200 jaderných reaktorů v ponorkách, letadlových lodích či ledoborcích.
Jaderná energie se totiž obzvlášť hodí tam, kde je potřeba vydržet dlouho bez nutnosti čerpání paliva a kde je přitom potřeba velké síly. Dokážeme si vůbec představit, kolik nafty by s sebou například musela vézt taková letadlová loď pro svůj pohon? To by se vlastně stala tankerem a zbylo by jí jen málo místa pro samotná letadla.
Lodní a ponorkové reaktory jsou většinou typu PWR, tedy tlakovodní (jako např. i naše v Dukovanech a Temelíně). Tento typ byl vybrán právě pro svou značnou bezpečnost a spolehlivost. Jsou kompaktní, mají malý objem, užívají vysoce obohaceného uranového paliva a jedna vsázka paliva stačí na 10 let provozu. Nové typy se dokonce projektují na 50 let u letadlových lodí a na 30 až 40 let u ponorek, aniž by bylo potřeba doplňovat palivo. Výkony dosahují od 48 MW u francouzských ponorek až po 190 MW u amerických letadlových lodí.
Ponorky
Zavedení jaderného pohonu vedlo k razantní proměně ponorky jako zbraně, neboť se tak odstranila většina nevýhod klasické ponorky dieselelektrické konstrukce (při pohonu spalovacím motorem je spotřebováváno velké množství kyslíku).
Jaderný pohon poskytl ponorkám nejen obrovskou energii k dosažení vysoké rychlosti pohybu pod vodou (až 60 km/h), ale zejména umožnil takřka neomezeně dlouhé setrvání pod hladinou. Zatímco klasická ponorka se musela poměrně často vynořovat pro dobití baterií, což jí činilo zranitelnou, atomová ponorka může hluboko pod hladinou setrvat měsíce.
První projekty jaderných pohonů ponorek vznikly ve 40. letech minulého století, ale první, americký Nautilus, vyjela na moře až v roce 1954. Sovětský svaz byl při vývoji ponorek na jaderný pohon poněkud pozadu, první ruská jaderná ponorka K3 byla zařazena do služby až v roce 1958.
Už v roce 1962 mělo americké námořnictvo 26 jaderných ponorek na moři a dalších 30 ve výstavbě. Tehdejší Sovětský svaz postavil do roku 1994 asi 245 jaderných ponorek, z nichž velká část už byla po skončení studené války zlikvidována. Dnes má Rusko více než 70 ponorek a USA více než 100.
Jaderné ponorky domácí výroby (6) vlastní i Čína. Jsou zařazeny do atomové ponorkové divize v Qingdau.
První britské ponorka Trafalgar přišla v roce 1977, po ní následovala Turbulent (1978), Tireless (1979), Torbay (1981), Trenchant (1983), Talent (1984) a jako poslední ponorka Triumph (1986). Dnes má Británie cca 20 jaderných ponorek.
Francouzské námořnictvo v současné době disponuje celkem 15 atomovými ponorkami se základnou v Toulonu.
Ledoborce a letadlové lodě
Již po desetiletí jsou jaderné reaktory srdcem ledoborců, které lodní dopravě severomořskou cestou kolem poloostrova Tajmyr na severu Sibiře udržují volný průchod ledovými poli. V únoru letošního roku byl dokončen ruský šestý a zatím největší ledoborec třídy Arktida, který nese jméno „50 let pobedy“ (50 let vítězství). Absolvoval již dvoutýdenní zkušební plavbu ve Finském zálivu a Baltickém moři.
Loď je dlouhá 159 metrů, široká 30 metrů, je poháněna dvěma jadernými reaktory OK-900 o výkonu 171 MW a může lámat led až 2,8 metru tlustý. Rusko počítá s flotilou šesti až 10 těchto ledoborců, kterou využije v příštích 20 letech při průzkumných a dalších pracích v arktických mořích.
Dnešní Rusko však disponuje také několika jadernými křižníky. USA vlastní 10 jádrem poháněných letadlových lodí. Obchodní lodě s jaderným pohonem nebyly tak úspěšné, jako lodě válečné, ale přesto americký Savannah jezdil 8 let, německý Otto Hahn 10 let.
Slávu si však vydobyly jaderné ledoborce. jen Rusko jich má 8. Sovětská Arktika, spuštěná v roce 1975, byla prvním plavidlem, které dosáhlo severního pólu a další ruská Yamal je od roku 1993 jediným plavidlem, které na severní pól vozí turisty. Také Finsko postavilo malý typ jaderného ledoborce pro mělké vody a řeky.
Ruská, americká a britská plavidla využívají k pohonu přímo parní turbíny, zatímco francouzská a čínská používají elektřinu, kterou jaderný reaktor na palubě vyrobí.
Odsolování mořské vody
Hrozba klimatických změn a vzniku rozsáhlých území zasažených suchem motivuje mnohé z přímořských zemí k využití jaderné energie na odsolování mořské vody. Nedostatkem pitné vody již dnes trpí pětina populace planety, tedy více než miliarda lidí.
Odsolováním se nyní ve světě připravuje kolem 30 miliónů kubických metrů pitné vody denně (pro srovnání: objem Orlické přehrady je 280 milionů m³) ve zhruba 12 500 závodech. Nejčastěji se k tomu využívá metody reverzní osmózy (filtrace vody tlakem přes polopropustnou membránu s póry o molekulární velikosti), která je relativně nejlevnější, nebo také destilací, která zas poskytuje nejčistší pitnou vodu.
Přesto jde o velmi nákladnou záležitost, například Saúdská Arábie tímto způsobem utratí čtyři miliardy dolarů (cca 100 miliard korun) ročně. Jadernou energii k těmto účelům již používají například v Kazachstánu nebo v Japonsku. Nyní však mnoho zemí v severní Africe a v Asii připravuje obdobné projekty, nechtějí totiž spalovat tradiční fosilní paliva a zvyšovat tak emise skleníkových plynů. Láká je také současné získání elektrické energie.
Jaderné reaktory budou srdcem technologie, která má být efektivní u menších závodů od 80 000 do 100 000 kubických metrů vody denně a u větších 200 000 až 500 000 kubických metrů vody denně. Nové projety vznikají například v Jižní Koreji pro využití v Indonésii, ale také v Číně, Rusku, Pákistánu, Spojených arabských emirátech, Egyptě, Tunisku, Maroku a Alžírsku.
Těžba ropy
Novinkou nyní bude využití jaderné energie při těžbě ropy v Kanadě. Tato země má totiž velké množství stále cennější suroviny uloženu v dehtových píscích. Pro její těžbu ale zatím používá energeticky velice náročné technologie, které navíc zvyšují emise ekologicky nežádoucích oxidů uhlíku.
V kanadské provincii Alberta proto nyní připravují projekt elektrárny se dvěma těžkovodními reaktory za 5,5 miliardy kanadských dolarů (cca 100 miliard korun). První ze dvou reaktorů má být zapojen v roce 2016, druhý následující rok.
Předpokládá se zde nejen výroba elektrické energie pro místní spotřebu, ale především potřebné páry na uvolnění cenných látek vázaných v písku. Ve zpracovatelském závodě se také počítá s výrobou vodíku pro technologické účely prostřednictvím vysokoteplotní elektrolýzy.
