Jaderná fyzika a energetika

Není žádným tajemstvím, že pokračováním (věřme, že úspěšného) projektu tokamaku ITER bude zařízení, pro které se obecně přijal název DEMO – demonstrační elektrárna. Projekt by měl vyrábět již elektřinu a s největší pravděpodobností i být zapojen do elektrické sítě daného státu. Ano, státu: zatímco ITER je mezinárodní, DEMO bude národní. V současné době na něj myslí Čína, EU, Korea, USA a také Spojené království!

Někdy se musím hodně zamyslit, zda téma patří do popularizace vědy. Popularizovat termojadernou fúzi kupříkladu mezi technickou komunitou není až tak inovativní a nezbytné, neb tato část společnosti se sama o sobě o fúzi zajímá spíše než třeba fabrika na výrobu módního oblečení pro ženy… Na druhou stranu v prvém případě popularizační snaha padne na úrodnou půdu a rostlinka vyklíčí, zatímco v případě druhém se setkáte, v lepším případě, se zdvořilým odmítnutím. Je to tak opravdu?

Třetí jaderný reaktor Spojených Arabských Emirátů v jaderné elektrárně Barakah už od 10. 10. dodává svou první elektřinu do sítě. Pro SAE je Barakah, první jaderná elektrárna v zemi, klíčovou součástí strategie Net Zero 2050 – tedy dekarbonizace země. Stavět podle korejského projektu se začalo na lokalitě nepříliš vzdálené od Dubaje v r. 2012. První reaktor začal dodávat elektřinu v r. 2020, druhý vloni, třetí letos, v r. 2022.

Asie se stává nejrychleji se rozvíjející ekonomikou světa. Aby plnila zásadu udržitelného rozvoje, obrací se na jadernou energii. V ostrém kontrastu s východním světem, kde mnoho států plánuje nebo staví nové jaderné elektrárny, je v západním světě přístup k rozvoji nových jaderných kapacit poněkud statický. Podle nejnovější analýzy World Nuclear Association (WNA) je v Asii 140 provozovaných reaktorů, dalších 30 reaktorů je ve výstavbě a existují pevné plány na výstavbu minimálně 50 dalších.

Vysoká účinnost je klíčem! Společnost The Dual Fluid vyvíjí nový koncept jaderné energetiky. Místo palivových tyčí používá reaktor navrhovaný touto společností dvě cirkulující tekutiny: jedna obsahuje palivo, druhá extrahuje teplo. Tato koncepce zcela redefinuje jadernou energii. Princip Dual Fluid umožňuje, aby jaderné palivo bylo využito až stonásobně efektivněji než je tomu u současných lehkovodních reaktorů a provozní teploty kolem 1 000 ^oC umožňují nové aplikace vysokopotenciálního tepla.

Při stavbě termojaderného reaktoru ITER se uplatní jednak obrovské mnohatunové části (segmenty komory, cívky toroidálního pole atd.), kterých je relativně málo, a jednak malé, kilogramové části, kterých je naopak mnoho. K nim patří například podstavce pro konektory modulů obalu (blanketu). Vezmeme-li to matematicky, pak součin počtu komponent a hmotnosti dané komponenty je pro malé i velké součásti srovnatelný. Vždy se jedná o tisíce kilogramů. Podstavce dodala ITER Design Centre, soukromá instituce pracující pod Rosatomem, která vykonává funkce Ruské národní agentury pro ITER odpovědné za zajištění věcného příspěvku Ruska k projektu.