Témata
Reklama

Vyhazovat zpola vybité akumulátory jen kvůli tomu, že se nám nechce investovat do nabíječky, by asi nikoho nenapadlo. V případě paliva v atomových elektrárnách to kupodivu neplatí. Za více než půlstoletí, kdy lidé dokážou proměnit štěpnou reakci atomu v elektřinu zavedenou až do domu, bylo vyprodukováno na 290 tisíc tun jaderného odpadu. V absolutních číslech to není mnoho. Pro srovnání – zhruba tolik odpadu ročně projde pecemi spalovny v Praze-Malešicích. Jenže zatímco do spalovny jde jen to, co neskončí v kontejnerech na tříděný odpad, vyhořelé palivo už takové štěstí nemá. Celosvětově se z něj zpětně využije sotva čtvrtina.

Jde přitom o drahocenný odpad. Palivo odstraněné z reaktoru obsahuje ještě 95 procent uranu, z toho jedno procento štěpitelného izotopu U235, což je více, než kolik vykazuje přírodní uranová ruda. Ani proces zpracování odpadu není technologicky náročný a byl odzkoušen ve stejné době, kdy se začaly vyrábět palivové kazety pro komerční použití.

Základem transmutace použitého jaderného paliva je máčení v kyselině dusičné a oddělování využitelného uranu a plutonia. Vzniká tím směs oxidů uranu a plutonia, takzvané MOX palivo, které se přimíchává do konvenčních palivových článků – podobně jako biosložky do benzinu. Zbylý jaderný odpad se pak zalévá do skla.

Reklama
Reklama
Reklama
Kontejnery Castor v meziskladu použitého jaderného paliva na Jaderné elektrárně Dukovany.Přestože lze tímto postupem recyklovat až třetinu jaderného paliva, na světě existuje jen sedm továren, kde se vyhořelý uran zpětně zpracovává. Pro nejběžnější tlakovodní reaktory jsou pak k dispozici pouze čtyři závody – ve Velké Británii, Francii, Rusku a Japonsku. Spojené státy, které ročně z atomu vyrobí více energie než uvedené čtyři země dohromady, svůj jaderný odpad nevyužívají vůbec. Na 70 tisíc tun se bez dalšího využití skladuje v téměř osmdesáti meziskladech po celých USA.

Nové je levnější

Důvody nezájmu o cenný odpad jsou politické i ekonomické. Nejen Spojené státy mají obavu z toho, že by se jaderný odpad (zejména pak plutonium) mohl dostat do rukou teroristům a posloužit k výrobě atomové bomby. Pádným důvodem, proč se vyhořelé palivo nechává v zapečetěných a dobře střežených kontejnerech, je ale i fakt, že až dosud bylo mnohem levnější nakoupit palivové kazety nové. Přírodní uran je však stejně neobnovitelný zdroj jako uhlí nebo ropa. Celosvětové zásoby uranové rudy se sice odhadují na dvě stě let, což ovšem neznamená, že jeho cena nemůže prudce stoupnout. Nebo že bohatá naleziště v Africe nezablokuje nějaká lokální válka.

Rychlé reaktory, jako je například BN-800 v Bělojarské jaderné elektrárně, dokáží štěpit i látky, které dnes považujeme za odpad.

Japonsko a Rusko proto plánují v průběhu následující dekády recyklovat až sto procent vyhořelého jaderného paliva a dospět tak k uzavřenému palivovému cyklu. Japonci staví nový závod na recyklaci paliva v Rokkašu u pobřeží Tichého oceánu. Nejdůležitější technologie jim dodává francouzská Areva, protože vzorem pro Rokkašu je zařízení v La Hague, co do kapacity vůbec největší závod na zpětné využití jaderného odpadu. Náklady již přesáhly třicet miliard dolarů, ale komplex ještě stále není hotov. Naposledy byl ostrý start Rokkašu odložen na březen 2016 s tím, že o tři roky později by závod měl dosáhnout své maximální roční kapacity v podobě zpracování 800 tun jaderného odpadu. Tím by měla být pokryta kompletní produkce vyhořelého paliva ze všech japonských elektráren.

Pozadu s investicemi nejsou ani Rusové, kteří mají nejstarší dosud funkční závod na zpracování jaderného odpadu. Chemický kombinát Majak, který leží poblíž uralského Ozersku, začal v rámci vojenského programu s transmutací atomového materiálu krátce po druhé světové válce. Dnes se sem vozí vyhořelé palivo z lehkovodních reaktorů VVER z Ruska a Ukrajiny, zhruba tři procenta připadají na varné reaktory typu BN. V roce 2013 do Majaku na základě mezinárodních smluv doputovalo také vyhořelé palivo z výzkumného reaktoru v Řeži.

Investice pro další generace

Zatímco Majak, který dokáže ročně zpracovat zhruba 400 tun jaderného odpadu, čeká postupný útlum a kolem roku 2030 uzavření, státní koncern Rosatom chce odpadové hospodářství výhledově přesunout do sibiřského Železnogorsku. Na rok 2025 je naplánován start nového závodu na transmutaci vyhořelého paliva, především zde ale vznikne pokusné centrum, které by mělo vyzkoušet jiné metody zpracování jaderného odpadu, než je ekologicky málo šetrná cesta máčení v kyselině.

Patří sem termické a mechanické rozmělňování palivových tyčí nebo nové elektrochemické metody. Celkově chtějí Rusové v Železnogorsku do roku 2013 investovat až 80 miliard rublů (29 mld. Kč).

Do té doby ovšem i Rusko čtyři pětiny svého jaderného odpadu z elektráren uzavře do speciálních kontejnerů v meziskladech a bude doufat, že se někdy v budoucnu podaří vymyslet levnější a účinnější metodu zpracování vyhořelého paliva. Nebo že supermoderní reaktory čtvrté generace budou tak úsporné, že jim pro běžný provoz vystačí palivo, které dnes odepisujeme jako odpad, s nímž si příliš nevíme rady.
Reklama
Související články
Průvodce světem technologických inovací

Nejen vynikající příležitostí pro navazování nových či utužování stávajících obchodních vztahů, ale i příhodnou záminkou důležitých společenských setkání. Tím vším je, velmi stručně řečeno, Amper 2020 – největší středoevropská veletržní akce v oborech elektrotechnika, energetika, automatizace, komunikace, osvětlení a zabezpečení. Proběhne ve dnech 17.–20. března 2020 na brněnském výstavišti.

Úspory naruby - Lži o úsporách v domácnostech

Poté, co již máme jasno, jak je to s úsporou v případě úsporných světelných zdrojů. Víme čím, jak a kde svítit, přinášíme další díl seriálu Úspory naruby. Tentokrát se podíváme na zoubek spotřebičům v domácnosti.

Úspory naruby - Zákaz výroby a dovozu halogenových žárovek

Pod tímto nadpisem redakce připravila sérii zásadních článků o odvrácených stranách tzv. úspor, jejichž skutečné výsledky jsou často přinejmenším sporné.

Související články
Světelné technologie - budoucnost společnosti

Předposlední červnový týden byl v německém Mnichově věnován světelným technologiím. Mnichovské veletrhy hostí tento největší evropský veletrh Laser World of Photonics každé dva roky již od roku 1973 a tato akce se těší stále většímu úspěchu i návštěvnosti – letos se přišlo podívat více než 30 000 lidí. Narůstající počet vystavovatelů – letos jich bylo 1 227 – vedl k rozšíření veletrhu o pátou vystavovací halu. Současně s největší evropskou výstavou laserové a fotonické techniky probíhal také mezinárodní kongres World of Photonics Congress 2015 s osmi vědeckými konferencemi, s více než 2 700 přednášejícími a s přibližně 3 500 zúčastněnými.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Od vzdělávání přes úspory až po virtuální realitu

Společnost Siemens se zúčastnila všech dosud konaných ročníků Mezinárodního strojírenského veletrhu v Brně a tradice pokračuje i v letošním roce, kdy hlavním tématem expozice je časová a energetická efektivita v rámci celého životního cyklu stroje - od jeho návrhu až k výrobě. Že je ochrana životního prostředí pro Siemens téma číslo jedna, podpoří i divácky atraktivní část expozice, ve které se představí nový model elektromobilu BMW i3, který je od jara letošního roku součástí vozového parku společnosti Siemens.

Střídavě stejnosměrné názory na elektromobilitu, 5. díl: Typy nabíjení a jejich specifika

V minulém díle jsme jako jednu z problematických stránek bateriových elektrických vozů uvedli relativně nízkou specifickou energii, tedy poměr uložené energie a hmotnosti akumulátorů. Dospěli jsme k tomu závěru, že aby byl hypotetický přechod na elektromobilitu skutečně účelný z hlediska snížení emisí CO2, nebudou moci mezi poptávané vlastnosti automobilů patřit vysoký výkon a na něj vázaný komfortní dojezd. Současné problémy s malým dojezdem elektromobilů lze částečně řešit budováním nabíjecí infrastruktury. Možnostem dobíjení bateriových elektrických vozů, jako i jeho problematickým stránkám, se budeme věnovat v tomto díle.

Střídavě stejnosměrné názory na elektromobilitu, 4. díl: Jaké jsou limity lithiových baterií

Stěžejní součást bateriových elektrických vozidel představuje trakční baterie, soustava navzájem propojených sekundárních (nabíjecích) galvanických článků, které v podobě chemické energie akumulují tu elektrickou, již z baterie získává elektromotor. Protože se jako jedna z nevýhod elektrických vozidel oproti těm konvenčním uvádí poměr uložené energie a hmotnosti akumulátorů, tedy jejich relativně nízká specifická energie, zaměříme se v tomto díle našeho seriálu právě na ni, představíme si některé možnosti jejího navýšení a zmapujeme důsledky, jaké může pro mobilitu mít.

Střídavě stejnosměrné názory na elektromobilitu, 3. díl: Energetický mix České republiky

V minulém díle jsme upozornili na tu skutečnost, že elektromobily lze za vozidla s nízkými anebo nulovými emisemi skleníkových plynů považovat pouze podmíněně a že jednou z takových podmínek je energetický mix dané země. To jsme ilustrovali na rozdílných emisích bateriových elektrických automobilů mezi Řeckem (155,3 g CO2/km) a Švédskem (4,1 g CO2/km). V tomto díle se zaměříme právě na energetický mix, jak všeobecně, tak v souvislosti s očekávaným postupným přechodem na elektromobilitu.

Střídavě stejnosměrné názory na elektromobilitu, 2. díl: Elektromobilita a emise. Regulace vs. poptávka

Ačkoli je přechod na elektromobilitu motivován zejména snahou o celkové snížení emisí CO2, a tím o dosažení uhlíkové neutrality do roku 2050, má podle Evropské unie rovněž podpořit konkurenceschopnost unijního trhu. V minulém díle našeho seriálu jsme upozornili na skutečnost, že zavedený regulační rámec, zejména limity emisí CO2 pro osobní automobily a lehká užitková vozidla, má pozitivně motivovat automobilky, aby se čím dál tím víc orientovaly na produkci vozidel s nulovými či nízkými emisemi, tedy na produkci elektrických vozidel a dobíjecích (plug-in) hybridů. V tomto díle se podíváme, zda přechod na elektromobilitu tyto emise skutečně globálně sníží.

Střídavě stejnosměrné názory na elektromobilitu, 1. díl: Proč elektromobily? Kontroverzní debata

Eletromobilita se postupně stává realitou. Přestože se názory na ni významně liší, faktem je, že se stane součástí našich životů (do jaké míry, to se ještě uvidí). Co všechno přechod na elektromobilitu ovlivní a jakým způsobem, se pokusíme nastínit v tomto desetidílném seriálu, který jsme připravili ve spolupráci a pod odborným dohledem profesora Jana Macka a inženýra Josefa Morkuse z Ústavu automobilů, spalovacích motorů a kolejových vozidel na FS ČVUT v Praze a spolu s dalšími odborníky. Jednotlivé příspěvky představí různé úhly pohledu na hromadné zavádění elektromobilů, jeho možné důsledky a technologické, ekonomické, ekologické, ale i politické dopady pro Českou republiku.

Úspory naruby - Pravda a lži o vytápění, 2. část

S neustálým zdražováním energií se mnoho obyvatel ptá, čím ekologicky a současně i ekonomicky, tedy levně a s účinností pokud možno přes 100 %, vytápět svůj rodinný dům?

Další blok generace III+ jde do provozu

Dlouho očekávané spouštění jaderných elektráren generace III+ pokračuje. Elektřinu do sítě totiž dodává již v pořadí druhý blok typu VVER-1200 na světě – tentokrát je to 1. blok jaderné elektrárny Leningradská II. Z českého pohledu má tento projekt velký význam, protože je přímou referencí pro nabídku ruské korporace pro atomovou energii Rosatom na výstavbu nových bloků v Česku.

České dodávky pro jádro pokračují i letos

Když byl v únoru 2017 zahájen komerční provoz 1. bloku jaderné elektrárny Novovoroněžská II s reaktory VVER-1200 generace III+, šlo v malé míře i o zásluhu českých firem, které do této elektrárny dodaly zboží v hodnotě přesahující 1,4 miliardy korun. Dodávky pro tento typ reaktorů pokračují také v roce 2018.

Jaderné elektrárny ze zakonzervovaných stavenišť

S projekty výstavby jaderných elektráren, které byly na několik let, někdy i desítek let zakonzervovány, se můžeme setkat po celém světě. Některé z nich se podařilo dokončit a mohou tak plnit svou roli v nízkoemisní výrobě elektřiny.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit