Jaderná fyzika a energetika

Standardní klasifikace řízené termojaderné fúze rozeznává dva přístupy: inerciální (Inertial Confinement Fusion, ICF) a magnetický (Magnetic Confinement Fusion, MCF). Magnetické udržení využívá omezujícího vlivu magnetického pole na volnost pohybu nabité částice. Plazma se na termojadernou teplotu ohřívá v magnetické nádobě. Inerciální fúze nepoužívá žádné síly k udržení, ale vychází ze základní vlastnosti hmoty, ze setrvačnosti. Všechny procesy potřebné k uvolnění fúzní energie – ionizace, ohřátí a fúze – musí proběhnout v palivu rychleji, než se palivo v důsledku kinetického odstředivého tlaku rozletí do prostoru. Oba přístupy vycházejí z krajních hodnot součinu Lawsonova kritéria:

hustota × doba udržení energie ≥ funkce teploty a typu fúzní reakce

Velkou hustotu a krátkou dobu udržení využívá inerciální udržení, malou hustotu a dlouhou dobu udržení umožňuje magnetické udržení. Je tu však ještě "něco mezi".

Nedávný výzkum MAAE (Mezinárodní agentury pro atomovou energii) za použití jaderné techniky prokázal, že konkrétní opatření, zejména zákaz olovnatého benzínu a omezení vypouštění rtuti vedly v posledních 10 až 15 letech k značnému poklesu úrovně znečištění mořské vody. MAAE studuje izotopovými technikami mořské sedimenty v různých místech a může velmi přesně dokázat, kde konkrétní opatření pomáhají.

Už dnes jich má devět - šest energetických v Dukovanech a Temelíně, které vyrábějí elektřinu pro třetinu republiky, dva výzkumné v Řeži u Prahy a jeden školní experimentální na fakultě jaderné a fyzikálně inženýrské ČVUT. A právě zde na jaderné fakultě bude další! Právě dorazilo jaderné palivo a zahajuje se proces povolování. Tento reaktor doplní výukové a výzkumné kapacity prvního školního reaktoru VR-1 "Vrabec" a přinese další významný potenciál ve výchově klíčových jaderných odborníků pro českou jadernou energetiku.

Když jsem v jedné z kapitol knížky Soukromý kapitál ve výzkumu řízené termojaderné fúze (vydané Akademií věd ČR v roce 2017) psal o tom, že známý MIT (Massachusets Institute of Technology) se snaží z "laboratorní novinky osmdesátých let minulého století“ (vysokoteplotních supravodičů REBCO (Rare Earth Baryum Copper Oxide) vytvořit komerční produkt použitelný kupříkladu v tokamaku, hledal MIT investora pro tokamak založený na REBCO supravodičích. Mluvilo se o projektovaném „cenově dostupném, robustním a kompaktním tokamaku“ ARC (Affordable Robust Compact) s téměř dvojnásobnou indukcí magnetického pole 23 Tesla ve srovnání se špičkovou hodnotou 13 Tesla v centrálním solenoidu tokamaku ITER. A hle! Dnes se společnost Commonwealth Fusion Systems (CFS) za pomoci 50 milionů dolarů italské firmy Eni pustila do projektu, na jehož konci by měl být tokamak s vysokoteplotními supravodiči YBCO (ytrium-baryum-copper-oxide).

Čínská společnost China General Nuclear (CGN) a univerzita Tsinghua zpracovávají studii proveditelnosti výstavby první demonstrační jaderné teplárny pro dálkové vytápění, která bude vybavena čínským reaktorem NHR 200-II. Stejný reaktor v případě potřeby může dodávat teplo pro odsolování mořské vody nebo v kogeneraci vyrábět elektřinu. V rámci studie bude vybrána lokalita, vypracovány havarijní plány, zajištěna komunikace s veřejností, atd.

Jsou různé druhy havárií, některé mají co do činění s radioaktivitou. A nemusí jít zdaleka o jaderný reaktor. K nejhorším radiačním nehodám vůbec patří  tzv. Goiânia accident, který začal 13. září 1987 v brazilském státě Goiás. Zapomenutý radioterapeutický zdroj ukradený ze zrušené nemocnice způsobil smrt čtyř lidí, významné ozáření více než dvou set dalších a kontaminaci více než sta tisíce lidí. Několik domů muselo být zlikvidováno, půda shrnuta z několika míst. Výsledek nedostatku informací, nevzdělanosti a lidské i úřední nedbalosti...