Jaderná fyzika a energetika

Palivem tokamaku ITER bude směs deuteria a tritia ve stavu plazmatu. Deuterium je přítomno v každé sloučenině obsahující běžný vodík. Není velký problém tuto 1/6000 z vodíkové sloučeniny osvobodit. Složitější to je s tritiem. Radioaktivní tritium jako surovinu na Zemi nenajdete, neboť se díky své radioaktivitě rychle rozpadá (poločas rozpadu je 12,32 let). Musí se vyrábět. V roce 2035 se do deuteria v ITER napustí tritium a zapálí se termojaderná reakce, která zasype stěny reaktoru, respektive moduly obalu, produkty reakce – neutrony. Neutrony dokážou přeměnit lithium na potřebné tritium. Tuto reakci v průmyslovém měřítku zatím nikdo nezkoušel. První zkušenost poskytne ITER.

Tak to alespoň vyplývá z nové studie, kterou vypracovaly Nuclear Energy Agency (NEA) při OECD a International Energy Agency (IEA) pod názvem Projected Costs of Generating Electricity, 2020 Ed. Studie se zaměřuje na očekávané náklady u technologií, které jsou ve výstavbě a budou uvedeny do provozu do roku 2025.

Americká společnost General Atomics Electromagnetic Systems (GA-EMS) oznámila, že její koncepce tepelného reaktoru pro pohon (NTP, Nuclear Thermal Propulsion), který by mohl dopravit astronauty na Mars, již překročila klíčové provozní parametry a reaktor byl optimalizovaný tak, aby byl řiditelný. Důležitým rysem je kompaktní aktivní zóna, která používá palivo HALEU, což je palivo s vysokým obsahem nízkoobohaceného uranu (High-Assay Low-Enriched Uranium fuel.) Jaderný pohon funguje tak, že systémy NPT čerpají kapalnou pohonnou látku přes aktivní zónu reaktoru. Teplo uvolňované jaderným štěpením ohřívá pohonnou látku a přeměňuje ji na plyn, který skrz trysky expanduje a vytváří tah. Rakety NTP mají mnohem větší energetickou hustotu než rakety na chemické palivo a jsou dvakrát účinnější. Nabízejí rovněž větší flexibilitu pro mise v hlubokém kosmickém prostoru a mohou zkrátit cestu na Mars o 25 %.

Jaderný průmysl musí účinně jednat, aby ukončil mnoho desetiletí pochybností o formě energie, která je nejpřátelštější k životnímu prostředí a která je jedinou životaschopnou nadějí světa proti změně klimatu a proti chudobě. To jsou slova Michaela Shellenbergera, prezidenta výzkumné a politické organizace Environmental Progress, která přednesl delegátům XI. International Forum Atomexpo 2019 v Soči.

Britská vysoce kompaktní fúzní elektrárna s tokamakem STEP – Spherical Tokamak for Energy Production – by měla být postavena do roku 2040. Profesor Ian Chapman, ředitel UK Atomic Energy Authority (UKAEA) vysvětluje, že to bude vzrušující a že to je naděje pro celý svět. Ve svém vystoupení před médii 11. listopadu 2020 poskytl i další informace o jaderné fúzi.

Takový je jeden ze závěrů zprávy uveřejněné 23. prosince 2020 v tzv. Červené knize (Red Book), kterou společně vypracovaly Nuclear Energy Agency (NEA) při OECD a Mezinárodní agentura pro atomovou energii (IAEA) o zdrojích, spotřebě a poptávce po uranu podle stavu k 1. 1. 2019. Zpráva se týká 45 produkčních a spotřebitelských zemí, z nichž 31 předalo oficiální údaje.