Šance pro jaderný odpad: Bezpečná recyklace na obzoru

Jaderná energetika vzbuzuje v mnohých lidech neskrývané vášně, které živí především vzpomínky na černobylskou tragédii. Přesto se zdá, že v době hrozící energetické krize je budoucnost výroby elektrické energie právě v jádru. Zvláště nyní, kdy se objevují nové možnosti, jak jaderný odpad recyklovat.Jaderná energetika vzbuzuje v mnohých lidech neskrývané vášně, které živí především vzpomínky na černobylskou tragédii. Přesto se zdá, že v době hrozící energetické krize je budoucnost výroby elektrické energie právě v jádru. Zvláště nyní, kdy se objevují nové možnosti, jak jaderný odpad recyklovat.

Zatímco před více než sto lety Jan Neruda řešil, kam se starým slamníkem, dnes by možná přemýšlel nad tím, kam s jaderným odpadem. Právě jaderný odpad a jeho skladování je jedním z největších problémů souvisejících s provozem jaderných elektráren. Ovšem, kdyby se podařilo jej bezpečně recyklovat, kurz jaderné energetiky by opět stoupl.

95 % paliva nazmar

Současné reaktory, jaké se používají v běžných jaderných elektrárnách, mají dost zásadní problém. Dokážou totiž využít jen 5 procent jaderného paliva. Je tedy jasné, že drtivá většina těchto paliv zůstává nevyužita. Společnosti Hitachi a General Electric se tomuto problému podívaly na zoubek a přišly se zajímavým řešením, jak jaderný odpad recyklovat tak, aby se v elektrárnách mohl znovu použít.
Společný podnik obou firem GE Hitachi Nuclear Energy patří mezi největší výrobce jaderných reaktorů. Jeho výzkumníci navrhují, aby se solný roztok použitého paliva pomocí elektrického proudu rozdělil na několik složek. Ta první pochází z produktů štěpení a bohužel ji nejde dále použít. Podobně jako běžný jaderný odpad musí být skladována, ale i zde je jedna dobrá zpráva. Tato složka svou nebezpečnost ztrácí nikoliv řádu tisíců, nýbrž stovek let.

Uran na mnoho použití

Druhou složkou z použitého jaderného paliva je uran. Ten již sice neobsahuje tolik štěpného materiálu, aby jej bylo možné použít v běžných lehkovodních reaktorech, ale to neznamená, že by se měl vyhodit. Třeba v kanadských elektrárnách se lze setkat s reaktory, kde by tento použitý uran své využití našel. Tyto reaktory používají jako svůj moderátor a chladivo deuterium, neboli těžkou vodu.
Poslední skupinou odpadních produktů je směs transuranových prvků včetně plutonia a neptunia. Tento na první pohled nebezpečný mix je schopen v reaktorech vyprodukovat 10 000 krát více neutronů a 1000x více tepla, než je tomu u obyčejného klasického plutonia. Tento materiál by se hodil třeba Japoncům, kteří používají jaderné reaktory chlazené kapalným sodíkem.

Teroristé mají smůlu

Tento nový způsob recyklace je zajímavý i z bezpečnostního hlediska. Dosud se totiž při opětovném využívání jaderného odpadu stávalo to, že vzniklo zcela čisté plutonium. To je velmi radioaktivní a silně toxický prvek. V přírodě se prakticky nevyskytuje, je to vesměs uměle vyrobený prvek, jednotlivé atomy plutonia lze najít pouze v uranových rudách.
Tento stříbřitý až šedivý kov se bohužel hodí i výrobě atomové pumy. Právě na bázi plutonia vznikla bomba, která 9. srpna 1945 zničila japonské město Nagasaki. A kdyby se v současnosti dostalo plutonium do nepovolaných rukou, svět by se stal ještě více nebezpečný, než je nyní. Při nové metodě recyklace jaderného odpadu tato starost naštěstí odpadá. Vzniklá směs z transuranových prvků totiž k bezpečnostnímu zneužití není vhodná.

Bez skladů to zatím nepůjde

Vyhořelé palivo z jaderné elektrárny tvoří méně než 1 % objemu všech jaderných odpadů na světě, avšak obsahuje přes 90 % veškeré radioaktivity. I když bývá vyhořelé jaderné palivo považováno za odpad, může se stát cenným zdrojem surovin nebo, jak jsme už uvedli, jaderným palivem pro jiný typ jaderné elektrárny. Obě české jaderné elektrárny Temelín a Dukovany během celé doby svého provozu vyprodukují celkem asi 3 000 tun vyhořelého jaderného paliva.
Kazety s vyhořelým jaderným palivem se od těch s novým palivem na první pohled neliší, působí nepoškozeně a čistě. Palivové články pro tlakovodní reaktory jsou totiž pokryty obalem ze slitiny zirkonia, která je mnohem odolnější než například nerezavějící ocel. V reaktoru palivové články podstupují opravdovou zkoušku odolnosti, musí vydržet teploty okolo 300 stupňů Celsia a tlak přes 12 MPa, snadno tedy odolají i mnohem mírnějším podmínkám při skladování a další manipulaci. Oproti palivovým článkům s čerstvým palivem se však výrazně liší v radioaktivitě látek, které obsahují. Na konci každého cyklu pro výměnu vyhořelého paliva se toto palivo z reaktoru vyjme a pod hladinou vody se kanálem převeze do bazénu vyhořelého paliva, ten zpravidla bývá v reaktorové hale vedle reaktoru. Tam jsou palivové články pod vodou uloženy asi 3 až 4 roky. Když radioaktivita klesne asi na polovinu své původní hodnoty, vloží se články s vyhořelým palivem do speciálních kontejnerů a odvezou se do meziskladu vyhořelého jaderného paliva. Tam se skladují řádově několik desítek let. Tak se snižuje zbytkový tepelný výkon vyhořelého paliva na míru potřebnou pro jeho další přepracování nebo definitivní uložení v hlubinném úložišti jaderného odpadu.
 

Čtenářská anketa z internetových stránek našeho vydavatelství www.rf.-hobby.cz

Jak byste naložili s vyhořelým jaderným palivem?

Zahrabat jej hluboko pod zem, tam by neškodilo      16 %
Zvolit vyčkávací taktiku v podobě meziskladů      16 %
Vystřelit jej do kosmu         28 %
Pokoušet se jej recyklovat, byť při tomto procesu vzniká plutonium, jež se dá zneužít 36 %
Opustit jadernou energetiku                    4 %

Tajemství jaderných elektráren

Jaderná elektrárna je výrobna elektrické energie resp. technologické zařízení, sloužící k přeměně vazebné energie jader těžkých prvků na elektrickou energii. Skládá se obvykle z jaderného reaktoru, parní turbíny s alternátorem a z mnoha dalších pomocných provozů. V principu se jedná o parní elektrárnu, ve které se energie získaná jaderným reaktorem používá k výrobě páry v parogenerátoru. Tato pára pohání parní turbíny, které pohání alternátory pro výrobu elektrické energie.
Občas používaný termín „atomová elektrárna“ je chybný, poněvadž z atomu se energie vyrábí i v elektrárnách na fosilní paliva. Současné jaderné elektrárny využívají jako palivo převážně obohacený uran, což je přírodní uran, v němž byl zvýšen obsah izotopu 235U z původních zhruba 0,5 % na 2–5 %. Podle odhadů geologů a OECD vydrží známé a předpokládané zásoby uranu nejméně 270 let.

Rubriky:  Technologie
Publikováno:
Další články autora
Právě v prodeji
Tip redakce

Související články

Continental představil novou technologii nabíjení elektromobilů

Continental představil novou...

Bezdrátové nabíjení elektroaut už není pouze sci-fi. Pokouší se o něj...
Pojízdná prodejna dneška

Pojízdná prodejna dneška

V Kalifornii začne jezdit pojízdná prodejna nové generace. Autonomní...
ESA začne využívat butanový pohon

ESA začne využívat butanový pohon

Příští miniaturní družice ESA bude první, která bude mít schopnost měnit...
Pneumatiky z pampelišek?

Pneumatiky z pampelišek?

Guma je jedinečný, univerzální a nenahraditelný materiál, který často...
Špeh v tobolce: Australští vědci testovali „jedlé“ senzory

Špeh v tobolce: Australští vědci...

Australští vědci mají za sebou první testování technologicky pokročilejších...
Slováci a Češi testují nový typ nehořlavých baterií

Slováci a Češi testují nový typ...

Slovenská společnost Emel, s . r. o. testuje již více než jeden rok baterie...
V Šen-čenu jezdí 16 000 elektrobusů

V Šen-čenu jezdí 16 000 elektrobusů

Tak toto si jen málokdo umí v České republice představit. Pro Číňany je to ale...
NASA plánuje mezihvězdný let

NASA plánuje mezihvězdný let

Rok 2069 je ještě velmi vzdálen, NASA již však poodkryla své plány i na...
Bič na nádorová onemocnění hlasivek

Bič na nádorová onemocnění hlasivek

Objevit rakovinu hlasivek včas umí originální česko-nizozemské...
Zkušební centrum elektromobility a autonomního řízení v Čechách

Zkušební centrum elektromobility a...

Německá automobilka BMW Group postaví v České republice první vývojové...

Nenechte si ujít další zajímavé články

Byl astrolog Rudolfa II. „císařův ďábelský našeptávač“?

Byl astrolog Rudolfa II. „císařův...

Studium oblohy a jejího vlivu na člověka je vášní císaře Rudolfa II....
Ázerbájdžán: Lesk a sláva ropného Disneylandu

Ázerbájdžán: Lesk a sláva...

Černou krev dinosaurů, ekonomiky a země začne těžit zdejší otec národa....
Legendy motorismu: Nejstarší automobilky světa

Legendy motorismu: Nejstarší...

Některé z nich původně vyráběly šicí stroje, jiné...
VIDEO: Takhle objímají zvířata!

VIDEO: Takhle objímají zvířata!

Lidské obejmutí je možná jedním z nejdůležitějších...
Nenáviděná královna: Přispěla k občanské válce v Anglii?

Nenáviděná královna: Přispěla k...

Vraždou to začalo, vraždou to skončí… Po svatbě v roce 1625 nedokáže původem...
Krvavý kult leopardích mužů: Postrach Afriky!

Krvavý kult leopardích mužů:...

Mladá dívka kráčí pralesem. Zaslechne podezřelý šelest. Vyplašeně se rozhlíží,...
Koloseum: Vražedná aréna gladiátorů i velkolepé divadlo

Koloseum: Vražedná aréna...

Tato fenomenální stavba patří mezi hlavní symbol Říma i celé Itálie. Sloužila...
Komu patří vesmír: Nastane zlatá kosmická horečka?

Komu patří vesmír: Nastane zlatá...

Stát se mimo jiné vyznačuje tím, že vydává právní předpisy obecně zvané...
Spáchal Jakub Jan Ryba sebevraždu kvůli rozladěným varhanám?

Spáchal Jakub Jan Ryba sebevraždu...

Měšťané z Rožmitálu pod Třemšínem prohledávají 10. dubna 1815 okolní lesy....
Poznejte své IQ

Poznejte své IQ

V našem profesionálně sestaveném testu ihned zjistíte přesné výsledky a obdržíte certifikát.