Jaderná fyzika a energetika

Sondy zkoumající Sluneční systém potřebují energii. V temnotách měsíčních jeskyní, na prašném povrchu Marsu, v mrazivých hlubinách kosmu, na ledové krustě Saturnových měsíců, všude tam, kam sluneční světlo pořádně nedosáhne, se nemohou spolehnout na solární panely. Energii jim může dodat radioaktivní rozpad prvků. Česká firma Stellar Nuclear se bude zabývat vývojem radioizotopových energetických systémů, které budou dodávat energii celé řadě kosmických misí. Navíc při tom nebude využívat problematické plutonium, ale radioizotopy z vysloužilých lékařských a průmyslových zářičů.

Použité jaderné palivo (nesprávně někdy označované za jaderný odpad) by se mohlo využít k výrobě vzácného izotopu nezbytného pro jadernou fúzi. Tritium, radioaktivní izotop vodíku, není na Zemi přirozeně snadno dostupné, jeho výroba je drahá a lze ho vyrobit jen v omezeném množství. Na podzimním setkání Americké chemické společnosti (ACS) Terence Tarnowsky, fyzik z Národní laboratoře v Los Alamos, navrhl, že tritium by se mohlo získávat při zpracovávání produktů jaderného štěpení ze současných jaderných reaktorů. Fyzik říká, že jeho návrh na využití jaderného „odpadu“ jako paliva pro jadernou fúzi by mohl pomoci USA stát se lídrem v ekonomice fúze. Potřebná technologie je k dispozici už dnes.

Může rostoucí vlna technologie stelarátorů pozvednout celý fúzní průmysl? Začátek milénia zastihl vývoj fúze ve znamení rození privátních společností. Kapitalista zavětřil a… ITER se mu jevil jako dobrá investice, ovšem na jeho vkus pomalá. Přece musí existovat něco svižnějšího než tokamak, nebo dokonce neohrabaný stelarátor. Po dvaceti letech privát zjistil, že koncept Sacharova či Spitzera má cosi do sebe, zejména když tokamaky už mají řadu slušných výsledků. Dokonce i otloukánek stelarátor s podivně zkroucenou vakuovou komorou, ale možností stacionárního režimu, v poslední době díky Wendelsteinu 7-X z Max Planck Institut of Plasma Physic v Garchingu ukázal, že se stelarátory je přece dobré počítat: výkonné počítače, AI, supravodiče a překvapivá vlna startupů jsou dnes v každém případě nezanedbatelnými pomocníky.

Za materiál, který bude pokrývat vnitřní stěny vakuové komory tokamaku ITER, bylo standardně považováno beryllium, s výjimkou tepelně nejvíce namáhaného údolí komory – divertoru, kde beryllium bude nahrazeno wolframem. Wolfram je mimořádně tepelně odolný, ale je také relativně bohatým zdrojem nečistot, a proto měl být divertor ošetřen výkonnými vývěvami. Dnes vidíme vše jinak. Vakuová komora bude na celém povrchu ošetřená tak zvanou boronizací.

Ve středu 25. června 2025 svěřil ITER jeden z nejdůležitějších úkolů v oblasti montáže tokamaku společnosti Westinghouse Electric Company. Pro americkou firmu, známou desítky let svými návrhy a výstavbami jaderných štěpných zařízení, to bude klíčová příležitost, jak přenést své prvotřídní schopnosti a odborné znalosti do konstrukce fúzních elektráren. Společnost Westinghouse se také již stala součástí konsorcia, které vyrábí sektory vakuové komory vyrobené v Evropě. 

5. září byla v Londýně zveřejněna již 22. Světová zpráva o jaderném palivu: Globální scénáře pro poptávku a dostupnost dodávek 2025-2040. Nový World Nuclear Fuel Report reaguje na projekty zvyšující růst jaderné kapacity v celém světě. Potvrzuje dostatečné zdroje uranu pro pokrytí předpokládaného jaderného růstu do roku 2040, avšak upozorňuje, že tyto zdroje je třeba uvést do výroby. Jaderný průmysl znamená „včasnou investiční příležitost” do všech palivových služeb pro zvýšení budoucí výroby. Geopolitické posuny ovlivňují dynamiku trhu s palivy a tím investice potřebné k zajištění bezpečnosti dodávek.