Kompaktní reaktor vyvíjejí vědci v Centru jaderného výzkumu v Řeži. Reaktory o výkonu do 300 MW by v budoucnu mohly nahradit jaderné elektrárny velkých rozměrů, náklady na jejich výrobu a instalaci jsou v součtu mnohonásobně nižší.
Tým českých vědců představil veřejnosti v rámci projektu Energy Well reaktor o výkonu asi 20 MW. K chlazení primárního okruhu má sloužit tavená lithium fluoridová sůl. Pro srovnání, jeden reaktor v jaderné elektrárně Temelín může dosáhnout výkonu zhruba 53krát většího. „Vývoj našeho reaktoru je ve fázi finalizace základního designu,“ uvádí vedoucí projektu Marek Ruščák pro veřejnoprávní rozhlas. „Vyvíjíme reaktor IV. generace a z tohoto hlediska jsme ve vývoji velmi napřed,“ dodává. Mladý vědec odhaduje zavedení technologie do praxe nejdříve ve 30. letech 21. století.
Jaderná (r)evoluce
Jaderná energetika v současnosti prochází velkými změnami. Zatímco některé země se z důvodu obav o bezpečnost provozu od jaderné technologie odvrací, světové mocnosti v čele s USA, Čínou a Francií se rozhodli na štěpení jader nezanevřít. Nukleární energie by se v budoucnu měla stát také opěrným bodem českého energetického mixu a postupem času by měla zcela nahradit výrobu energie spalováním fosilních paliv a stabilizovat tak českou síť při nedostatku energie z alternativních zdrojů. Samotné Česko proto plánuje budoucí stavbu nových jaderných reaktorů, které mají doplnit či nahradit současnou šestici reaktorů provozovanou v Temelíně a Dukovanech.
Stavba reaktoru ovšem představuje velkou ekonomickou zátěž. Například vstupní náklady na dostavbu české jaderné elektrárny Temelín se pohybují v řádech stovek miliard, a k tak velké investici hledají zainteresované strany peníze složitě. Jaderné reaktory vyrábí jen několik firem světa, které si své technologie cení, navíc každý reaktor je naprojektován zvlášť a jeho doprava na místo i samotná stavba přináší vysoké náklady.Reaktory na továrních pásechMnohé nevýhody stavby rozměrných reaktorů může odstranit přechod k malým modulárním reaktorům. Jak už jejich název napovídá, skládají se z jednotlivých sériově vyráběných modulů, které lze snadněji dopravovat a postavit. Mnohem efektivněji je lze vyrábět také v továrnách. „Malé modulární reaktory jsou cestou, jak do budoucna zajistit dostatek energie všude tam, kde bude potřeba,“ uvedl na konferenci pořádané Fakultou jadernou a fyzikálně inženýrskou ČVUT Aleš John, bývalý ředitel Ústavu jaderného výzkumu (ÚJV) v Řeži. „Energii bude lidstvo potřebovat, a bude ji potřebovat čím dál více,” dodává.
Přestože množství vyrobené energie nebude tak velké jako v případě velkých jaderných elektráren a vyšší budou také náklady na personál a provoz několika menších reaktorů, právě možnost vyrábět reaktory ve větším množství přináší projektům také velký ekonomický potenciál. Studie pražské techniky a ÚJV vyhodnocovala přínos reaktorů ve studii z let 2012 – 2014, a podle ní by se měla investice za reaktor vrátit nejvýše za asi 12 let. Pouhé zmenšení velkého reaktoru na několik menších peníze neušetří, při možném umístění 10 až 12 malých reaktorů na jednom místě se ale díky inovacím v jejich výrobě jejich instalace vyplatí. Za samozřejmé se považuje zachování maximální bezpečnosti při veškerém provozu, velká část reaktoru se bude nacházet dokonce pod zemí.
Argentinský jaderný zázrak
Reaktory malých rozměrů jsou přitom technicky připravené k civilnímu použití již dnes. Plovoucí jaderné elektrárny využívá pro výrobu elektrické energie v odlehlých polárních oblastech Rusko. Jedním z překvapivých světových lídrů ve vývoji technologie malých modulárních reaktorů se v minulých letech stala Argentina. V rámci národního projektu CAREM vyvinuly společnosti z jihoamerické země reaktor chlazený běžnou (tzn. lehkou) vodou s integrovaným primárním okruhem – samotné jaderné palivo, parní generátory a chladicí voda tak tvoří jeden uzavřený systém. Od roku 2014 se staví prototyp o výkonu 25 MW v areálu jaderné elektrárny Atucha nedaleko Buenos Aires, jeho dokončení je plánováno již na letošní rok. Argentina se přitom v žádném případě nedá nazvat jadernou velmocí, v samotné zemi vyrábí jádro jen asi jednu dvacetinu veškeré elektrické energie.
Od USA po Afriku
Velký problém při uvádění nových reaktorů do praxe představuje složitý proces certifikace. Například česká legislativa umožňuje na našem území jen výstavbu reaktoru, který již dříve získal licenci na území země svého výrobce. Byrokratický proces tak s ohledem na maximální míru bezpečnosti trvá velmi dlouho. Proces certifikace by brzy měla ukončit v USA společnost NuScale, podle odhadů by tak už v roce 2026 měla provozovat první malý modulární reaktor na světě. Zařízení však bude oproti českému patentu využívat ještě technologie III. generace.
Světová jaderná asociace registruje vážnou stahu o vývoj malého reaktoru u společností z 11 zemí světa. Ty nejmenší reaktory, NuScale micro nebo eVinci, by přitom mohly disponovat výkonem jen v řádu několika jednotek megawattů. Investice do nich by tak neměla být problémem ani pro rozvojové státy, ve vyspělých zemích by při decentralizaci výroby energie mohly pomoci s vyrovnáním dodávek elektrické energie do velkoměst. „Řešení pro nakládání s palivem a jaderným odpadem bude jeden z nejdůležitějších faktorů při výběru dostupné technologie,“ upozorňuje však Christophe Xerri z Mezinárodní agentury pro atomovou energii.
O výstavbu malého typu reaktoru se snaží také Čína, k chlazení by však mělo v případě reaktoru typu HTR-PM sloužit plynné helium. Projekt de facto zahrnuje výstavbu dvou malých reaktorů o celkovém výkonu 210 MW. Vědci z Říše středu pracují také na reaktoru chlazeném tavenou solí, o jehož vývoj se pokoušejí rovněž výzkumníci z pražské Řeže.
Foto: ÚJV Řež