Jaderná fyzika a energetika

Článků v rubrice: 588

Na návštěvě u Hádese

Nebojte se, neprodělala jsem klinickou smrt a nebudu líčit zážitky z říše mrtvých. Tam, kde jsem byla – v podzemní geologické laboratoři pro výzkum ukládání vysokoaktivních odpadů – je naopak velmi živo.

Fotogalerie (6)
Podzemní laboratoř HADES je plná přístrojů (foto autorka)

V rámci mezinárodní konference o jaderné komunikaci PIME v Bruselu jsem mohla navštívit belgické výzkumné středisko SCK CEN v Mol na severu Belgie. Bylo založeno v roce 1952 a na rozsáhlém areálu sdružuje mnoho projektů, laboratoří a experimentálních zařízení:

· výzkumný reaktor BR1 (grafitový, vzduchem chlazený, s přírodním uranem),

· BR2 (chlazený a moderovaný vodou, s vysoce obohaceným uranem, díky zvláštně tvarované aktivní zóně jeden z nejvýkonnějších experimentálních reaktorů na světě),

· BR3 (první tlakovodní jaderný reaktor mimo území USA, dnes již odstavený),

· VENUS (reaktor nulového výkonu pro simulaci chování neutronů v různých typech reaktorů),

· GUINEVERE (první evropský projekt propojení podkritického reaktoru, urychlovače a tříštivého terčíku pro výzkum transmutace pro likvidaci dlouhožijících vysokoaktivních odpadů)

· a nový projekt MYRRHA (podkritický urychlovačem řízený reaktor ADS – Accelerator Driven Systems– navazující na experimenty Guinevere, který má být uvedený do provozu v roce 2020).

Podzemní laboratoř

HADES (High Activity Disposal Experimental Site – experimentální pracoviště ukládání vysokých aktivit) je název pro cca 200 m dlouhou podzemní chodbu vybudovanou v hloubce 224 m pod povrchem areálu výzkumného střediska. Chodba je vyražena v mocných třetihorních vrstvách jílů, které se zde v severní Belgii ukládaly po miliony let. Tento materiál je pro ukládání jaderných materiálů téměř ideální – nemá pukliny, izoluje proti vodě, absorbuje do sebe případně uniklé radionuklidy a je plastický, takže utěsňuje všechny skuliny. Jde o jedno z vhodných prostředí pro ukládání jaderných odpadů, proto si zaslouží podrobný výzkum.

 

Nejprve se dělaly hlubinné vrty a zkoumaly se vlastnosti jílu. Podzemní laboratoř se buduje od konce 70. let – první přístupová šachta (1980‑1982), experimentální chodba (1982‑1983) experimentální šachta (1983‑1984), prodloužení chodby, tzv. Test drift (1987), druhá přístupová šachta (1997‑1999) a spojovací galerie (2001‑2002) a na ní navazující příčná galerie PRACLAY (2006‑2007). V průběhu prací se testovaly nové způsoby ražení, metody pažení i těsnění.

Experimentální práce

Výzkum probíhající již více než 25 let se soustřeďuje nejen na ověření metod ražby podzemních tunelů v jílu, ale zejména na možné interakce vitrifikovaných jaderných odpadů s jílem. Všechny experimenty směřují k ověření dlouhodobé stability podzemních multibariérových systémů. Studují se různé bariéry a izolace vkládané mezi odpad a jíl, jejich stálost proti korozi a chemickým i mechanickým vlivům, pevnost, tepelná odolnost. Zejména jde o různé druhy kovů, cementů a betonů. Zkoumá se také případná migrace radionuklidů v jílu.

 

Chodba PRACLAY je určena pro demonstrační ověření skladování jaderných odpadů ve skutečném měřítku a za skutečných teplot – vysokoaktivní jaderné materiály totiž uvolňují ještě stovky let značné množství tepla, a to i po svém převedení na formu skla, ve které by byly uloženy. Chodby i okolní jílové horniny jsou doslova prošpikované měřicími čidly a přístroji všeho druhu.

Deset let zahřívání

Chodba PRACLAY o délce 45 m a vnějším průměru 2,5 m je osazena tělesem simulujícím kontejner (resp. kontejnery) s použitým palivem, které je elektricky vyhříváno dvěma topnými systémy. Až do roku 2019 tu budou probíhat měření a vyhodnocování THMC – termo‑hydro‑mechanicko‑chemického chování jílu. Bude se zkoumat zvyšování teploty na stěně chodby až na maximálních 80 oC, tepelný gradient, stabilita výstelky chodby, stav a chování těsnicích materiálů, tvorba pórů v jílu, na který působí vysoká teplota atd. Ve skutečném úložišti budou kontejnery s vitrifikovaným odpadem vyvíjet teplotu maximálně 70 stupňů, zde to bude o deset více. Důležité je ověřit dlouhodobou stabilitu výstelky chodby zejména pro případ, že by budoucí generace chtěly uložené kontejnery znovu vyzvednout. Na výstelku chodby působí nejen vysoká teplota, ale i tlak okolní horniny. Výstelku tvoří betonové skruže 30 cm silné a 50 cm široké, testují se i panely z nerez oceli. Zkoumá se také vliv teploty a tlaku na vrstvy bentonitu, které budou při reálném ukládání kontejnerů fungovat jako „špunty“ zajišťující těsnění mezi kontejnerem a stěnou. Numerické simulace a znalosti o chování bentonitu zatím ukazují, že díky jeho vlastnostem – při styku se sebemenším množstvím vody bobtná – je těsnicí funkce tím účinnější, čím delší je skladování.

 

Střípky do mozaiky

Všechny dosavadní i budoucí výzkumy nás přibližují k co nejbezpečnějšímu uložení jaderných odpadů. I kdybychom na světě okamžitě přestali využívat veškerou jadernou vědu, techniku, energetiku a jaderné aplikace, což je myšlenka zcela absurdní, bude tak jako tak třeba se o nevyužité radioaktivní zbytky postarat. V Belgii sázejí na ukládání v jílu. Sto metrů silné vrstvy jílu stejných vlastností, jaké má jíl v Mol, leží pod velkou částí severní Belgie v hloubkách mezi 161 až 264 m. Kde vznikne skutečné hlubinné úložiště, to se však dosud nerozhodlo.

 

Podzemní laboratoř HADES

HADES (High Activity Disposal Experimental Site – experimentální pracoviště ukládání vysokých aktivit) je vznešený název pro cca 200 m dlouhou podzemní chodbu v hloubce 224 m pod povrchem areálu výzkumného střediska. Je vyražená v mocných třetihorních vrstvách jílů, které se zde v severní Belgii ukládaly po miliony let. Je to jedno z vhodných prostředí pro ukládání jaderných odpadů, proto si zaslouží podrobný výzkum. Je to materiál pro ukládání jaderných materiálů téměř ideální – nemá pukliny, izoluje proti vodě, absorbuje do sebe případně uniklé radionuklidy a je plastický, takže utěsňuje všechny skuliny. Nejprve se dělaly hlubinné vrty a zkoumaly se vlastnosti jílu. Od konce 70tých let se buduje podzemní laboratoř – první přístupová šachta (1980-1982), experimentální chodba (1982-1983) experimentální šachta (1983-1984), prodloužení chodby, tzv. Test drift (1987), druhá přístupová šachta (1997-1999) a spojovací galerie (2001-2002) a na ní navazující příčná galerie PRACLAY (2006-2007). V průběhu prací se testovaly nové způsoby ražení, metody pažení i těsnění.

Marie Dufková
Poslat odkaz na článek

Opište prosím text z obrázku

Nejnovější články

Od draků a holubů k leteckým snímkům. Jaká je historie focení světa shůry?

Ortofotomapy jsou nepostradatelným podkladem pro moderní územní plánování, stavitelství, environmentalistiku a řadu dalších oborů.

Jak může ionizující záření pomoci při recyklování plastů

„Světový závazek skoncovat se znečištěním plasty je jasný a nepopiratelný,“ řekla Inger Andersen, výkonná ředitelka Programu OSN pro životní prostředí (UNEP), když se v ...

Teenageři staví drony pro záchranáře a přemýšlejí, jak zamezit plýtvání

Středoškoláci nevnímají umělou inteligenci jako hrozbu, ale jako příležitost dělat věci jinak a lépe. Projekty na téma AI: Cesta k udržitelnější budoucnosti? představila desítka finalistů programu Samsung Solve for Tomorrow.

40 let od spuštění Jaderné elektrárny Dukovany

Přesně 3. května uplynulo 40 let od zahájení zkušebního provozu první jaderné elektrárny na území České republiky. Jsou to Dukovany, které leží u obce stejného ...

10 nejzajímavějších projektů malých modulárních reaktorů roku 2025

Celosvětový zájem o malé modulární reaktory (Small Modular Reactors, SMR) stále roste. Významně jej urychlil rychlý vstup datových center na trh (v souvislosti s rozvojem umělé inteligence).

Nejnovější video

Stellarátory - budoucnost energetiky?

Zjímavý průřez historií jaderné fúze a propagace jednoho ze směrů výzkumu - stellarátorů. množstvím animací i reálných záběrů podává srovnání se současnými tokamaky.

close
detail