Jaderná fyzika a energetika

Vhodné místo pro trvalé úložiště použitého jaderného paliva hledáme v České republice již několik let (o geologickém průzkumu jsme už v Třípólu psali, viz http://www.3pol.cz/cz/rubriky/jaderna-fyzika-a-energetika/456-prvni-etapa-geologickeho-pruzkumu-pro-uloziste-jadernych-odpadu). Důležitá je jak kvalita místa budoucího úložiště, tak i způsob jeho výstavby. K ověření metod výstavby hlubinného úložiště proto Správa úložišť radioaktivních odpadů buduje 550 m pod zemí unikátní dílo, které poskytne klíčová data získaná z předpokládané hloubky úložiště, umožní otestovat technologii výstavby a konstrukce prvků úložného systému, stejně jako studovat chování horninového masívu dlouhodobě ovlivňovaného zvýšenou teplotou.

Radioaktivita říkáme jevu, kdy se některá atomová jádra přeměňují na jiná a případně přitom vysílají částice (alfa, beta nebo neutrony) nebo elektromagnetické záření (gama, X). Mnoho lidí se při slově radioaktivita vyděsí, mnozí se domnívají, že radioaktivita je něco umělého, vytvořeného šílenými vědci, ale i mnoho z těch, kteří vědí, že radioaktivita je jev přírodní, si myslí, že umělá (man-made) radioaktivita je „jiná“ (rozuměj „zlá“), než přírodní (která je "hodná"). Víte, kolik a jaké radioaktivity obsahují některé běžné věci okolo nás?

Joint European Torus (Společný evropský prstenec) zkráceně označovaný jako JET je ve výzkumném Centru pro fúzní energii v britském Culhamu (Culham Centre for Fusion Energy, CCFE) u Oxfordu v provozu již od roku 1983. Z Culhamu mimochodem pochází i fúzní reaktor COMPASS, který pracuje v Ústavu fyziky plazmatu AV ČR v Praze a představuje hlavní vědeckou infrastrukturu tuzemského fúzního výzkumu. Reaktor JET byl doposud provozován na základě smlouvy mezi Evropskou komisí a Úřadem pro atomovou energii Spojeného Království UKAEA, avšak Brexit prodloužení smlouvy zkomplikoval. V červenci 2016 se v britském Culhamu konalo mezinárodní jednání o budoucnosti společného evropského fúzního reaktoru JET. V souvislosti s výstavbou nového reaktoru ITER se na jednání hodnotily zkušenosti získané na reaktoru JET a při spouštění nového supravodivého tokamaku JT-60SA v Japonsku.

Nikoho asi nepřekvapí, že francouzské železnice SNCF jsou největším spotřebitelem elektřiny v zemi – vyžadují spoustu megawattů pro pohon pěti set superrychlých vlaků TGV (Train à Grande Vitesse) a k pohonu nespočtu běžných elektrických vlaků. Na druhém místě ve spotřebě elektrické energie jsou hutě; potřebují ohromný výkon pro provoz indukčních pecí, které taví kov před jeho litím do ingotů. Jak se do spolku největších žroutů elektřiny zařadí ITER?

První fúzní elektrárny budou spalovat směs izotopů vodíku – deuterium D (těžký) a tritium T (supertěžký). Směs DT má totiž ze všech známých fúzních paliv nejnižší zápalnou teplotu. Dnes se často mluví i o reakci vodíku s borem 11, protože při ní nevzniká nepříjemný neutron, který při DT reakci způsobuje sekundární radioaktivitu konstrukčních materiálů a zhoršuje jejich vlastnosti. Tato reakce však má 20-krát vyšší zápalnou teplotu, což je mimo dosah současné fúzní technologie. Ve významném měřítku dokázaly uvolnit fúzí jadernou energii zatím jen dva tokamaky: JET a TFTR. Podívejme se na přehled DT kampaní.

Marsha Freeman z časopisu EIR (Executive Intelligence Review), se ptá: „Je dobře známo, že je Irán bohatý na naftu. Proč se tedy zabývá fúzní energií?“ Dr. Mahmood Ghoranneviss, Islamic Azad University Teherán, odpovídá: „Poněvadž íránské zdroje nejsou nevyčerpatelné a my tudíž budeme potřebovat nové zdroje energie. Irán bude potřebovat čistou energii a tou je bezesporu termojaderná fúze!“ Tedy žádná solární energie, žádné větrníky, ale slučování jader lehkých atomů – fúzní energie.