Jaderný odpad už nemusí strašit 100 000 let: Američané z něj chtějí vyždímat další energii. Česko by se mohlo inspirovat

Dilema: Recyklovat, nebo rovnou pohřbít?

Ve Spojených státech se aktuálně nachází přes 80 000 tun vyhořelého paliva, které zůstává v dočasných skladech u elektráren. Ministerstvo energetiky proto sází na program NEWTON, který využívá proces zvaný transmutace. Tato technologie dokáže přeměnit izotopy s dlouhým poločasem rozpadu na takové, které přestanou být nebezpečné mnohem dříve. Namísto nepředstavitelných 100 000 let by se doba nebezpečnosti odpadu mohla zkrátit na pouhé stovky let, což by drasticky snížilo nároky na zabezpečení úložišť.

Nebezpečné izotopy mohou přeměnit částicové urychlovače

Metoda, na které pracuje výzkumný tým projektu NEWTON, se nazývá systém poháněný urychlovačem (ADS). Zjednodušeně řečeno jde o bombardování odpadu proudem neutronů, které jsou generovány částicovým urychlovačem. Neutrony reagují s nejnebezpečnějšími izotopy a přeměňují je na prvky s mnohem kratší dobou rozpadu. Výsledek je slibný: Doba, po kterou musí být přepracovaný odpad izolován, se zkracuje z ohromujících 100 000 let na symbolických 300 let. Důležité je, že samotný proces také generuje velké množství tepla, které lze přeměnit na elektrickou energii.

Zní to skvěle, ale praktická realizace závisí na překonání technických překážek. Program NEWTON financuje práce na dvou klíčových prvcích. Prvním z nich je zvýšení účinnosti samotných urychlovačů. Tradiční supravodivé zařízení vyžadují velmi drahé kryogenní chladicí systémy. Vědci testují komponenty z čistého niobu potaženého cínem, které by mohly fungovat při vyšších teplotách, což by umožnilo použití levnějších komerčních chladičů. 

Druhý projekt se týká zdroje napájení pro urychlovač. Inženýři přizpůsobují běžné magnetrony, známé z mikrovlnných trub, aby dodávaly obrovský výkon v řádu 10 megawattů. Zde je výzvou mimořádná přesnost, protože frekvence této energie musí přesně odpovídat rezonanci dutiny urychlovače, která činí 805 megahertzů. I sebemenší odchylka způsobí, že celý systém nebude fungovat.

Slibné vize

Soukromý sektor se do těchto inovací zapojuje s velkým očekáváním. Například společnost Oklo plánuje výstavbu zařízení, které by vyhořelé palivo recyklovalo pro potřeby moderních rychlých reaktorů. Cílem je využít až 95 % energie, která v palivu po prvním cyklu zůstává, a zároveň o devět desetin snížit celkový objem odpadu.

Proti tomuto ambicióznímu plánu však stojí silná opozice zastánců přímého uložení. Ti namítají, že recyklace je ekonomicky neefektivní, zvyšuje bezpečnostní rizika a zbytečně brzdí rozšiřování jaderné energetiky. Jako nejrychlejší cestu vidí vybudování hlubinných geologických úložišť, po vzoru Finska, které by mělo začít odpad ukládat již kolem roku 2030. Spojené státy tak nyní stojí na křižovatce mezi (nákladnou) novou technologií a pragmatickým, rychlým řešením.

Česká cesta: Rostoucí zásoby a plánování úložiště

Situace v České republice je odlišná především v měřítku a strategickém zaměření. Jaderné elektrárny v Dukovanech a Temelíně jsou sice pilíři české energetiky, ale také producenty tisíců tun odpadu. V současnosti se na území státu nachází přibližně 1 200 až 1 500 tun vyhořelého paliva, které je bezpečně uloženo ve speciálních kontejnerech přímo v areálech elektráren.

S plánovanou výstavbou nových bloků se však očekává, že množství odpadu do roku 2050 vzroste až na 5 000 tun. Česká republika se primárně soustředí na projekt národního hlubinného úložiště, který by měl být realizován po roce 2040. Na rozdíl od USA sice v Česku neexistuje formální zákaz recyklace paliva, pro její praktické využití však zatím chybí potřebná technologická základna. Prioritou tak zůstává zajištění bezpečného a trvalého uložení v geologicky stabilních vrstvách.

Souboj s časem a radioaktivitou

Globální srovnání ukazuje, že krize s hromadícím se palivem je všeobecná. Zatímco USA se snaží o technologický skok, který by odpad proměnil v cenný zdroj energie, evropské země jako Finsko sázejí na jistotu v podobě hlubinného uložení. Česká republika se v tomto ohledu drží spíše konzervativní cesty, ačkoli mezinárodní spolupráce v oblasti recyklace by mohla v budoucnu změnit i českou strategii. Zásadní bude najít rovnováhu mezi rychlostí odstranění ekologické zátěže a dlouhodobou udržitelností, kterou slibují nové recyklační technologie.

Zdroj: Jefferson Lab, World Nuclear News, Energy.gov, SÚJB a ČEZ