Jaderná fyzika a energetika

Fúze jádra vodíku (protonu) s jádrem izotopu bóru ¹¹B (pB11) je snem fúzistů od osmdesátých let minulého století. Neutrony jsou totiž prevít – způsobují sekundární radioaktivitu a degradaci konstrukčních materiálů. Dalším velkým snem je touha po přímé přeměně fúzní energie na elektrickou energii. Vynechat okruh s parogenerátorem a turbínou je určitě lákavé. Problém reakce pB11 je v její zápalné teplotě, která je desetkrát vyšší než u reakce DT (deuterium - tritium), a navíc v tom, že její energetický zisk je oproti jednomu aktu reakce DT 2x nižší. Problém přímé přeměny fúzní na elektrickou energii se experimentálně v masovém měřítku neřeší, neboť zatím není vyřešen základní problém, to je průmyslové uvolňování fúzní energie. Přímou přeměnou energie plazmatu na elektrickou energii se zabývá MHD (magneto-hydrodynamický) generátor, zatím spíše laboratorní hračka, než průmyslově používané zařízení.

Okolo vyrůstajících budov na staveništi ITER samozřejmě vyčuhují normální jeřáby, ale na nich, kromě toho, že pomáhají stavět nejdražší vědeckotechnický experiment v historii lidstva, není nic pozoruhodného. Zato zvnějšku neviditelné jeřáby, co budují tokamak ITER pod střechami v halách, to je jiná…

Návrh nového jaderného palivového cyklu, který přijatelně a spolehlivě řeší, co s použitým palivem, představila na symposiu Světové jaderné asociace v Londýně Ludmila Zalimskaja, generální ředitelka ruské firmy JSC Tenex. Návrh se soustřeďuje na přepracování a recyklaci použitého paliva tak, aby se uran i plutonium využily v co nejširším rozsahu a snížilo se tak množství výsledných odpadů určených k odstranění. Tenex, dceřiná společnost ruské státní jaderné korporace Rosatom, je specialistou na obohacování a dodávky jaderného paliva na západní trhy.  Mezinárodní energetická agentura IEA volá po zvýšení podílu jádra pro výrobu elektřiny, neboť je to zdroj bez emisí CO₂. Vylepšený palivový cyklus by umožnil, aby byl takový rozvoj lépe přijímala veřejnost. Stávající palivový cyklus čelí kritice zejména proto, že uran využívá jen z malého procenta.

Při uvolňování energie jadernou fúzí je důležitým parametrem pro zachování ustáleného stavu, aby bylo termojaderné plazma izolováno od stěn nádoby pomocí magnetického pole supravodivých cívek. Supravodivé magnetické cívky mají mnohem menší příkon, než jaký by při stejném magnetickém poli vyžadovaly cívky měděné. Díky supravodičům může sice fúzní reaktor pracovat „neomezeně dlouhou dobu“, ale na druhé straně vzniká jiný problém - pomalejší odezva supravodivých cívek ve srovnání s měděnými cívkami, které taková omezení nemají. Při snížené rychlosti odezvy je obtížné udržet stabilní výboj ve velkém objemu plazmatu nebo s protaženým svislým rozměrem - výškou. Studium tohoto problému v současném supravodivém zařízení je zvláště užitečné pro ITER, mezinárodní fúzní experiment ve výstavbě, který by měl ověřit realizovatelnost jaderné fúze pro energetické účely.

Právě teď probíhá v Temelíně důležitá odstávka jaderného reaktoru, během níž se nejen vyměňuje použité palivo za čerstvé, ale probíhají i nejrůznější kontroly, zkoušky a revize. Z reaktoru prvního bloku se vyvezlo během čtyř dní všech 163 palivových souborů. Nyní bude každý soubor pečlivě zkontrolován. Odstávka začala 7. prosince a bude trvat téměř tři měsíce. Pravidelná odstávka druhého bloku začne 30. června a plánuje se na dva měsíce.