Posun ve vývoji rychlých reaktorů
Rychlé reaktory mají pro jadernou energetiku velký význam, neboť dokáží zužitkovat látky, které nejpoužívanější typy reaktorů současnosti nedokážou využít. Navíc patří do IV. generace reaktorů, což znamená především vyšší bezpečnost provozu.
Na vývoji tohoto typu reaktorů pracuje většina zemí s rozsáhlým jaderným programem, jako jsou Spojené státy, Rusko, Francie, Japonsko, Indie, Čína a Jižní Korea, ale největší posun v jejich vývoji můžeme vidět v Rusku, kde je připravován komerční typ tohoto reaktoru.
Malé připomenutí historie rychlých reaktorů
Vývoj rychlých reaktorů se celosvětově soustředí především na sodíkem chlazené typy. Domovem této technologie se stalo Rusko, neboť jako první spustilo výzkumný reaktor tohoto typu. Byl jím BR-5 uvedený do provozu v roce 1955. O 17 let později došlo v kazašském Ševčenku (dnes Aktau) ke spuštění prvního demonstračního bloku BN-350, který sloužil k výrobě elektřiny a odsolování mořské vody. V roce 1980 bylo na Bělojarské jaderné elektrárně na Uralu dosaženo kritičnosti reaktoru BN-600, který byl dalším demonstračním rychlým reaktorem chlazeným sodíkem.
Mezitím ve Spojených státech probíhal pod vedením firmy Westinghouse vývoj sodíkového reaktoru FFTF (Fast Flux Test Facility), který byl pokračovatelem řady experimentálních rychlých reaktorů. Patří mezi ně i EBR-I, který jako první jaderný reaktor na světě vyrobil elektřinu. Reaktor FFTF nebyl vybaven elektrogenerátory, takže sloužil výhradně k výzkumu technologie těchto jaderných reaktorů. Jeho provoz byl ukončen v roce 1992 a prozatím nemá žádného přímého následníka.
Ve Francii byl nejúspěšnější projekt reaktoru Phénix, který byl chlazen sodíkem a měl elektrický výkon 250 MWe. Jeho následovník Superphénix byl v provozu mezi lety 1985 a 1998, přičemž mělo jít již o komerční reaktor. Většinu doby však sloužil jako experimentální reaktor, neboť komerční provoz trval jen 4,5 roku. V Japonsku jsou provozovány dva experimentální reaktory Joyo a Monju. První z nich úspěšně slouží k ověřování této technologie, druhý z nich trpí častými úniku sodíku, a tak je jeho budoucnost nejistá.
Ekonomicky provozovatelný rychlý reaktor
Ruské projekční kanceláře vyvíjí několik typů rychlých reaktorů určených pro výrobu elektřiny. Mezi malé rychlé reaktory patří SVBR-100, chlazený olovem a bismutem, a BREST-300, chlazený olovem. Kromě nich jde především o řadu reaktorů BN, která se postupnou evolucí blíží ke komerčnímu reaktoru.
Řada BN začíná již zmíněným kazašským vývojovým reaktorem BN-350, který měl ověřit principy rychlých reaktorů, vyzkoušené na malých experimentálních reaktorech. Dalším krokem jsou dva projektové reaktory BN-600 a BN-800, na nichž je patrný růst výkonu. Oba tyto reaktory stojí v třetím a čtvrtém bloku ruské Bělojarské elektrárny. Jejich hlavním úkolem není výroba elektřiny, ale další prověřování technologie rychlých reaktorů.
Reaktor BN-800 dosáhl kritičnosti 27. června 2014 a od té doby poskytuje konstruktérům nové zkušenosti s palivem a chladicí látkou. Probíhá zde zkušební provoz nových typů paliva MOX, které obsahuje oxidy uranu a plutonia. Při jeho výrobě jsou použity také látky, které lehkovodní reaktory nedokáží zužitkovat. V použitém jaderném palivu tak dochází k podstatné redukci obsahu štěpných produktů s dlouhým poločasem rozpadu a zbývající materiál výrazně dříve dosáhne aktivity přírodního uranu. Namísto milionů let, je tedy nutné tyto materiály skladovat odděleně od životního prostředí jen stovky let. Využívání materiálu, který je pro dnes nejrozšířenější reaktory odpad, nazýváme uzavřený palivový cyklus. Palivo pro tento druh reaktorů vyrábí ruská palivová společnost TVEL, která je zároveň dodavatelem paliva pro obě české jaderné elektrárny.
Nové poznatky jsou zohledňovány při projektování reaktoru BN-1200, na němž pracuje projekční kancelář OKBM Afrikantov patřící do ruské společnosti Rosatom. Tento typ má být uveden do provozu před rokem 2030 a má se stát komerčním reaktorem, schopným konkurence běžně používaným tlakovodním reaktorům. Provoz reaktoru BN-800 má toto ověřit a během zkušebního provozu se ukazuje, že i tento projektový reaktor je z ekonomického hlediska srovnatelný s reaktory VVER-1000. To je také důvodem, proč Čína plánuje do roku 2025 spustit dva rychlé reaktory v plánované pobřežní elektrárně San-ming.
Čínský vývoj sodíkem chlazených reaktorů však nespoléhá jen na importované jaderné reaktory, ale jde vlastní cestou. Ve spolupráci s ruskými odborníky ze skupiny Atomenergomaš, spadající pod Rosatom, byl vyvinut čínský sodíkový reaktor CEFR (China Experimental Fast Reactor), jehož pokračovatelem má být 600MWe reaktor. Završení tohoto vývoje je plánováno na rok 2028, kdy má být uveden do provozu komerční rychlý reaktor o výkonu 1000 MWe.
419
.gif)
