Témata
Reklama

Ruští vědci zahajují přípravu koncepce reaktoru chlazeného tekutými solemi, který je považován za nezbytnou součást budoucnosti jaderné energetiky. Tento reaktor je totiž schopen spalovat nejrizikovější radioaktivní odpady pocházející nejen z jaderné energetiky. Dále se připravuje tendr na výstavbu reaktoru BREST-300, který také přispěje k řešení problému použitého jaderného paliva.

Jaderným reaktorům chlazeným roztavenou solí se přikládá velký význam po celém světě, protože by měly sloužit velmi přeneseně jako „spalovna radioaktivních odpadů“. Jaderné palivo použité v lehkovodních reaktorech, které se historicky ujaly v energetice nejvíce, obsahuje kromě jiného plutonium, americium a curium. Tyto prvky je možné zužitkovat a vyrábět tím elektrickou energii.

Problém plutonia je do určité míry řešitelný již pomocí dnešních technologií. V některých zemích se z použitého jaderného paliva separuje uran a plutonium, z nichž se potom vyrábí palivo MOX. Překážkou toho, kolikrát lze palivo přepracovávat, jsou však omezení daná technologií lehkovodních reaktorů. Mnohem efektivnější jsou reaktory chlazené tekutými kovy, které štěpí palivo pomocí jiného typu neutronů než klasické reaktory.

Reklama
Reklama
Reklama

Reaktory chlazené kovy

Jedním z příkladů jsou reaktory chlazené sodíkem, k nimž patří i BN-600 a BN-800, jediné v současnosti komerčně provozované reaktory tohoto typu. Jsou provozovány jako 3. a 4. blok ruské Bělojarské jaderné elektrárny.

Další cestou jsou reaktory chlazené olovem, které se většího využití dočkaly jenom na palubě ruských jaderných ponorek ze 70. let minulého století. Ke chlazení těchto reaktorů sloužila směs olova a bismutu a na ně přímo navazuje energetický reaktor SVBR-100, který připravuje ruská společnost AKME-Engineering. Jako slibnější se nyní jeví reaktor BREST-300, který bude chladit pouze olovo. Potvrzuje to prohlášení generálního ředitele podniku Sibirskij chimičeskij kombinat (SCHK, součást ruské korporace pro atomovou energii Rosatom) Sergeje Točilina z konce července letošního roku.

Vizualizace reaktoru BREST-300

Řekl, že v závěru roku 2018 by měli získat kladné stanovisko od Gosglavexpertizy, na základě kterého budou žádat úřad pro dozor nad jadernou bezpečností o stavební povolení. To by podle jeho očekávání mělo být vydáno v prvním čtvrtletí roku 2019 a naváže na něj výběrové řízení na výstavbu reaktoru BREST-300 v podniku SCHK.

Tento reaktor je součástí programu Proryv, který patří mezi dvacet priorit Rosatomu. Jeho cílem je převést technologie pro uzavření jaderného palivového cyklu z laboratoří do reálného světa. V podniku SCHK již vznikají zařízení financovaná z tohoto programu. Jde o linky na přepracování použitého jaderného paliva a výrobu nitridického paliva právě pro reaktor BREST-300.

Výhodou reaktorů IV. generace, kam se obecně sodíkové i olověné reaktory řadí, je lepší bezpečnost. K haváriím spojeným s tavením paliva v nich totiž nemůže principiálně dojít díky tomu, že používají k chlazení kovové látky. Jejich vývoj však před techniky staví jiné výzvy, především v oblasti materiálů.

Vizualizace komplexu ODEK – reaktor BREST-300 se nachází uvnitř budovy se šesti ventilačními komíny.

Solné reaktory

Druhou skupinou jsou reaktory, které k chlazení používají roztavené soli. Ty mají výhodu v tom, že dokážou „spalovat“ širší spektrum radionuklidů a přeměňovat je na méně nebezpečné látky. Zatímco v sodíkových a olověných reaktorech dnes nemá Rosatom dostatečně silnou konkurenci, v oblasti solných reaktorů se vydává do složitějších vod. Ve výzkumu solných reaktorů byly dlouhé roky nejaktivnější Spojené státy americké, které v 60. letech 20. stol. provozovaly dokonce prototyp tohoto typu reaktorů. Dodnes má přímé zkušenosti se solemi jenom USA, Čína a Česko (díky spolupráci s americkým ministerstvem energetiky). Rosatom tak rozšiřuje své spektrum výzkumných aktivit i na tento velmi perspektivní směr.

Na základě objednávky podniku Gornochimičeskij kombinat (GCHK, součást Rosatomu) začne vývoj solného reaktoru ve výzkumném ústavu Kurčatovskij institut (též součást Rosatomu). Plyne to z webu Rosatomu, kam jsou umisťovány informace o výběrových řízeních. Cílem je vypracovat koncepci reaktoru, na základě níž pak bude probíhat detailnější projektování.

Solné reaktory umožňují efektivně řešit problém s minoritními aktinidy (americium, curium atd.), protože je přeměňují na jiné prvky, které je možné rozštěpit pomocí neutronů. Jsou navíc specifické tím, že používají tekuté palivo, takže není nutné pro ně vyrábět palivové kazety.

V podniku GCHK má podle plánu vzniknout solný reaktor ŽSR-S provázaný s komplexem ODC, který přepracovává použité jaderné palivo z reaktorů VVER-1000. Pak by solný reaktor zpracovával minoritní aktinidy a část plutonia vznikající v ODC a produkoval elektřinu pro město Železnogrosk a tamní průmyslové podniky včetně továrny ruského Roskosmosu na výrobu družic.

Závěrem nutno podotknout, že ani solné reaktory lidstvo nezbaví radioaktivních odpadů, které vznikají nejen kvůli jaderné energetice, ale i kvůli použití zářičů v lékařství, průmyslu a dalších oborech lidské činnosti. Jejich přínos spočívá v tom, že dokážou vysoce aktivní odpady přeměňovat na méně nebezpečné látky. Například použité jaderné palivo už nebude nutné izolovat od životního prostředí na desítky tisíc let, ale jen na několik staletí a navíc ve výrazně menším objemu. Tím sodíkové, olověné i solné reaktory vyřeší hlavní ekologické nedostatky jaderné energetiky a pomohou zlepšit její vnímání světovou veřejností.

Zuzana Sommerová

sommerova@esscom.cz

https://www.rosatom.ru/en/

Reklama
Vydání #9
Kód článku: 180926
Datum: 05. 09. 2018
Rubrika: Servis / Zajímavosti
Autor:
Firmy
Související články
S uranem v podpalubí

V březnovém vydání MM Průmyslového spektra jsme publikovali článek pod názvem Jaderné ledoborce pro Severní cestu. Jelikož tento text vzbudil zájem řady čtenářů, rozhodli jsme se na toto téma připravit další podrobnější příspěvek.

Bakterie a olej od hranolek zachraňují svět

Svět má slušnou šanci být zbaven jednoho ze svých nejtíživějších problémů. Týmu z Vysokého učení technického v Brně se totiž podařilo přijít s technologickou inovací, která dokáže zastavit pokrývání zeměkoule odpadem.

Jaderná energetika: Reaktor do každé kapsy

Postavit velkou jadernou elektrárnu je projekt na celé desetiletí, ve kterém se investice počítají na miliardy dolarů a délka použitých trubek a kabelů na tisíce kilometrů. Náklady i rozměrné technologie lze přitom už dnes srazit do téměř "kapesních" formátů, aniž by konstruktéři museli ustoupit od výroby energie postavené na jaderném štěpení.

Související články
Na cestě za svobodou

Elbee je auto, které mohou postižení řídit přímo ze svého vozíčku. Výjimečnost tohoto vozidla byla letos potvrzena i na soutěži Česká inovace 2013, kde vyhrálo první místo v kategorii Inovační hvězda.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Střídavě stejnosměrné názory na elektromobilitu, 9. a 10. díl: Jak se staví odborníci k e-mobilitě

V minulém díle našeho seriálu jsme dali prostor pověřenci ministra dopravy pro čistou mobilitu Mgr. Janu Bezděkovskému pro vyjádření se k jednotlivým problematickým aspektům, které s sebou přináší deklarovaný úplný přechod na elektromobilitu. V tomto díle jsme s podobnými otázkami oslovili odborné garanty našeho seriálu – prof. Macka a Ing. Morkuse –, již na ně velmi obšírně odpověděli. Zároveň tímto rozhovorem s odborníky, kteří náš seriál dozorovali, připomínkovali jednotlivé díly a motivovali nás k tvorbě dalších, seriál Střídavě stejnosměrné názory na elektromobilitu končí. Snad svůj účel – jímž bylo představit některé problematické stránky úplného přechodu na elektromobilitu a předložit je k další diskuzi – splnil.

Made in Česko: Bezpečné bezdrátové spojení pro všechny

Prognózy, které se týkají internetu věcí (IoT) a průmyslového internetu věcí (IIoT), se mění stejně rychle jako možnosti této technologie samy. Už v roce 2008 bylo na světě víc připojených zařízení než lidí a odborníci ze Světového ekonomického fóra (WEF) tvrdí, že do roku 2025 bude 41,6 miliardy zařízení zachycovat data o tom, jak žijeme, pracujeme, pohybujeme se, jak fungují naše zařízení, stroje.

Stroje v pohybu:
Divoká jízda sondy Pathfinder

Sonda Mars Pathfinder, která 4. července 1997 přistála na rudé planetě, se může pyšnit několika prvenstvími. Třeba tím, že šlo o první mimozemský výsadek masově sledovaný uživateli internetu. Nebo tím, že jako první dopravila na Mars kolové průzkumné vozidlo, rover Sojourner.

Stroje v pohybu: Raketa, která změní svět

Americký podnikatel Elon Musk se od založení své firmy SpaceX v březnu 2002 netají tím, že jeho dlouhodobým cílem je kolonizace Marsu člověkem. Již letos přitom plánuje uskutečnit premiérový start orbitální rakety Starship, která mu má tento cíl pomoci splnit.

Stroje v pohybu:
Fotoprůzkumné družice

Za druhé světové války přinášely informace z fronty filmové týdeníky, při první válce v Perském zálivu vysílala živě CNN z bombardovaného Bagdádu – a nyní na Ukrajině má veřejnost poprvé v historii k dispozici prakticky v reálném čase družicové snímky. Navíc neskutečné kvality. Každopádně jde o materiál, který umožňuje potvrdit, nebo naopak vyvrátit mnohá tvrzení válčících stran.

Stroje v pohybu:
Webbův teleskop ve vesmíru

Pětadvacátého prosince loňského roku odstartovala z evropského kosmodromu ve Francouzské Guyaně raketa Ariane 5, v jejímž nákladovém prostoru byl na svou misi připraven vesmírný dalekohled Jamese Webba. Právě začala nová etapa poznávání vesmíru. Vědci si od ní slibují nové informace o vzniku vesmíru, černých dírách a temné hmotě.

Stroje v pohybu – Vrtulník na Marsu

Vědci a technici z amerického Národního úřadu pro letectví a vesmír (NASA) právě řídí jednu z nejnáročnějších operací v dějinách kosmonautiky. Expedice Mars 2020 hledá známky bývalého života na sousední planetě. Kromě pojízdné laboratoře je na Marsu také první stroj, který létá vlastní silou na jiné planetě, než je Země.

Střídavě stejnosměrné názory na elektromobilitu, 7. díl: Bezpečnost trakčních baterií

V tomto díle se zaměříme na další problematickou stránku elektromobilů, na jejich bezpečnost. Oč nám půjde především, jsou rizika spojená s možným vzplanutím trakční baterie. Jak totiž v rozhovoru pro KdeNabíjet.cz uvedl plk. Mgr. Rudolf Kramář, mluvčí Hasičského záchranného sboru ČR, pokud požár elektromobilu nezasáhne trakční baterii, pak neexistuje významnější rozdíl mezi požárem bateriového elektrického vozidla a toho s klasickým spalovacím motorem. Jakmile však baterie vzplane, ať už jsou toho příčiny vnější anebo vnitřní, vyžaduje si uhašení elektromobilu rozdílné, a nutno říct, že komplikovanější a nákladnější hasičské techniky a další navazující postupy.

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.

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