Adéla Křepelová – z FJFI do švýcarského výzkumného centra

Adéla Křepelová je příkladem, jak se uplatňují znalosti absolventů českých vysokých škol v zahraničí. Vystudovala Fakultu jadernou a fyzikálně inženýrskou na ČVUT Praha, pokračovala doktorandským studiem na TU Dresden, působila ve výzkumném centru Dresden-Rossendorf a v současné době pracuje v Paul Scherrer Institutu (PSI) ve Švýcarsku. Zabývá se základními procesy v atmosféře, složením aerosolů a jejich vlivem na klima.

Ve své diplomové a později i doktorandské práci jste se zabývala tématem migrace aktinidů v životním prostředí v souvislosti s bezpečností plánovaných hlubinných úložišť radioaktivního odpadu. O co jde?
Aktinidy jsou ty nejtěžší prvky. Jsou nestabilní a rozpadají se. Díky velmi dlouhému poločasu rozpadu se v přírodě stále vyskytují uran a thorium jako „pozůstatky exploze supernovy“. Po ozáření uranu v reaktoru dochází kromě jeho štěpení částečně také k záchytu neutronu a k vytvoření nového těžšího aktinidu. Vyhořelé jaderné palivo obsahuje téměř všechny aktinidy, nejvíce však plutonia a americia. Společně se štěpnými produkty tak aktinidy představuji významnou složku radiotoxicity paliva. Štěpné produkty samy o sobě mají relativně krátké poločasy rozpadu a tato doba nepředstavuje z hlediska inženýrských bariér žádnou výzvu. U aktinidů je ale situace opačná. Navíc se často rozpadají alfa rozpadem, který vyprodukuje další, většinou též radioaktivní, prvek. A to je onen „zakopaný pes“, který částečně démonizuje vyhořelé jaderné palivo. Z hlediska hmotnosti tvoří nově vytvořené radioaktivní aktinidy pouhé jedno procento paliva. Pokud pominu to, že je tento materiál „recyklovatelný“ v pokročilých reaktorech, je hlavním úkolem hlubinných úložišť jeho bezpečné odděleni od našeho životního prostoru. Úkolem chemiků je studovat podmínky, za kterých je uložení paliva nejbezpečnější. Studuje se schopnost aktinidů reagovat s materiálem, ve kterém mají být uloženy a také s druhem horniny, ve které má dané trvalé úložiště ležet. V úvahu se přitom bere i možnost průniku vody až k samotnému palivu a jeho migrace horninou dále. Tyto údaje pak slouží jako základ pro výpočetní modely.

Máme u nás dostatečně vhodné podmínky pro výstavbu hlubinného úložiště?
Na to, jakou horninu zvolit pro hlubinné úložiště, existuje několik pohledů. Ať se jedná o žulu jako ve Švédsku, nebo o sůl jako v Německu či o jíl, vždy je nejdůležitější zamezit průniku vody do úložiště. V Česku máme několik poměrně vhodných žulových lokalit. Je ale na geolozích, aby potvrdili, že vybraný žulový masiv bude stabilní a celistvý po dostatečně dlouhou dobu. Pokud se však podíváme na dlouhou radiotoxicitu pohledem geologických hodin, jde spíše o moment než o věčnost. Dále, je pravděpodobně vhodnější řešit otázku úložiště na národních úrovních, už jen proto, že se použité palivo může stát po čase užitečným zdrojem surovin, a to nejen aktinidů. Nicméně při případné recyklaci bychom se asi neobešli bez partnerů, jako je třeba Francie nebo Japonsko.

Působíte ve švýcarském Paul Scherrer Institutu, kde se zabýváte zkoumáním procesů v atmosféře. Můžete být konkrétnější?
Hlavní část mé práce se týká studia vlivu kyselin na tání ledu v atmosférických mracích. Chemické procesy v ledu tvořícím sníh a mraky (tzv. cirrus clouds) jsou důležité z hlediska atmosférické chemie, biologických cyklů stopových prvků a archivace stopových prvků v ledu, tj. z hlediska rekonstrukce průběhu změn klimatu v minulosti. Interakce atmosférických stopových plynů s aerosoly hraje důležitou roli při znečišťovaní přírodního prostředí s důsledkem globálního oteplování, úbytku ozonu či kyselých dešťů. K tání povrchu ledu dochází za normálních podmínek při teplotách vyšších než 0°C, ale za přítomnosti stopových kontaminantů, jako jsou silné kyseliny (HCl a HNO₃) může tání nastat i při nižších teplotách. Vrstva na povrchu ledu vytváří médium, ve kterém dochází k chemickým reakcím významným v atmosférické chemii, zejména těm, které vedou k tvorbě skleníkových plynů či úbytku ozonu. Pomocí spektroskopických metod XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy) a NEXAFS (Near Edge X-ray Fine Absorption) studujeme tyto procesy na povrchu ledu. Druhou, menší část mé práce tvoři studium složení aerosolů a jejich vlivu na změnu klimatu způsobenou absorpcí či odrazem záření. Tento výzkum probíhá z velké části zde v PSI na synchrotronu metodou STXM (Scannic Transmission X-ray Microscopy).

Často se uvádí, že energetika je největším viníkem globálního oteplování. Je tomu tak?
První, co člověka samozřejmě napadne, je, zda kamna nehřejí o něco více  Ale počítám, že první věc, na kterou se podívají odborníci, je tok energie ze slunce. A pokud je ten konstantní, pak je na řadě skleníkový efekt. Mezi nejznámější skleníkové plyny patři CO₂ a ten je mimo jiné i produktem spalování uhlí či ropy. Takže energetika v tom může mít „své prsty“. Je pravda, že křivky vývoje teploty a množství oxidu uhličitého ve vzduchu se sobě evidentně podobají. Nicméně sama nedám ruku do ohně za rozhodnutí, která veličina popohání tu druhou. Pokud totiž zahřejete oceán, rozpustnost CO₂ v něm klesne a část CO₂ se uvolní do atmosféry. Může to tedy být příběh o tom, co bylo dřív – slepice nebo vejce.

Po studiích jste odešla do zahraničí, proč?
Studovat v zahraničí nebo alespoň posílat studenty na stáže se dnes stává běžnou praxí. Je to návrat k tomu, co lidé dělali už v dobách „hloupého Honzy“ – chodili do světa na zkušenou. Určitě to pomáhá rozšířit obzory. Samozřejmě mnohým studentům se v zahraničí zalíbí a nemusí to být jen z důvodu lepšího platu. Švýcarsko je na první dojem zvláštní zemí, nicméně časem si člověka podmaní. Možná bychom měli stejně konzervativní zvyky a pravidla, kdyby naše historická zkušenost byla stejná jako jejich.

Jaké jsou vaše další profesní plány? Budete se chtít v budoucnu do ČR vrátit?
Nyní mám smlouvu a projekt, na kterém pracuji, skončí za dva roky. V první řadě bych ráda získala nějakou stabilnější pozici, ať už v současném nebo v mnou vystudovaném oboru. S návratem do ČR nespěchám a dovedu si i představit, že ve Švýcarsku zůstanu.