Jaderný palivový cyklus se uzavírá

To jsou tři zásadní novinky, které jsou očekávané v oblasti uzavírání jaderného palivového cyklu.
Více paliva MOX v BN-800
Na konci března proběhla přejímka zásilky paliva MOX pro reaktor BN-800, které vzniká recyklací použitého jaderného paliva. Ten běží od roku 2016 v Bělojarské JE, kterou provozuje Rosenergoatom (součást Rosatomu), a slouží pro praktické zkoušky paliva do sodíkových reaktorů. První zavážku paliva tvořilo čistě uranové palivo a s každou výměnou paliva v něm roste podíl MOX.
Tento reaktor by se dal nazvat předstupněm v uzavírání palivového cyklu, protože jde zatím o technologickou demonstraci. Navazuje na reaktor BN-600, který běží od 80. let min. stol. v Bělojarské elektrárně na uranové palivo, a na BN-350, jenž byl provozován v Kazachstánu. Sodíkové reaktory se objevily i v dalších zemích, ale bohužel nedoznaly většího uplatnění kvůli technickým potížím. Ve Francii společnost EDF provozovala reaktory Phenix (130 MWe) a Superphenix (1200 MWe), který několik let používal palivo MOX, a v Japonsku byl provozován reaktor Monju (246 MWe). Nový vítr však vane z Číny, kde byl v roce 2014 uveden do provozu malý reaktor CEFR (20 MWe) a kde se staví střední reaktor CFR-600 (600 MWe).
Zájem je sodíkovým reaktorům věnován z toho důvodu, že dokážou opakovaně recyklovat použité palivo z tlakovodních reaktorů a „spalovat“ i radionuklidy s velmi dlouhými poločasy rozpadu. Umožňují tak zkrátit dobu, po kterou bude nutné izolovat použité jaderné palivo od životního prostředí z desítek tisíc na několik stovek let. Navíc mohou energeticky využívat i izotop uranu 238, který představuje přes 99 % přírodního uranu. Ve výsledku tím posílí udržitelnost jaderné energetiky a zmenší její dopady na životní prostředí.

Soběstačný BREST-300
Zásadním krokem na cestě k jaderné energetice budoucnosti bude reaktor BREST-300. Jeho výstavba má začít letos a nyní v lokalitě probíhá stavba linky na přepracování použitého paliva a výrobu čerstvého. V ruském Seversku tak vznikne vůbec první téměř soběstačná jaderná elektrárna, co se týče paliva. Během provozu bude část neutronů štěpit uran 235 a plutonium 239, a tím uvolňovat energii, a část bude přeměňovat uran 238 na štěpitelné plutonium 239. Tím bude vznikat další materiál využitelný k získávání energie. Tak si elektrárna bude sama generovat nové palivo.
Jaderné palivo bude po použití přepracováno a vráceno zpět do reaktoru a vznikne tak elektrárna s uzavřeným cyklem, která využije veškerý potenciál jaderného paliva. Zůstávat budou jen energeticky nevyužitelné zbytky.
V tomto případě je řeč o reaktoru chlazeném olovem, což je jiný typ rychlých reaktorů, ale výhody z hlediska uzavírání palivového cyklu má podobné jako sodíkové reaktory. Nikde na světě zatím nebyl postaven olovem chlazený reaktor, který by sloužil pro dodávky elektřiny do sítě, Rosatom se tedy připravuje k výstavbě unikátu. Z technického hlediska vychází z reaktorů, které Rusko používalo k pohonu jaderných ponorek.

Komerční BN-1200
Cílem, ke kterému by chtěl ruský jaderný průmysl dospět, je podobný soběstačný komplex jako reaktor BREST-300 s přepracovací linkou, ale velkého výkonu. Tím se má stát reaktor BN-1200, komerční verze sodíkového reaktoru, která je vyvíjena na základě provozních zkušeností s reaktorem BN-800. Podle Alexeje Lichačova, generálního ředitele Rosatomu, společnost plánuje zahájit jeho výstavbu ve 20. letech tohoto století.
Na závěr nutno podotknout, že budoucnost nemá patřit jen sodíkovým reaktorům. Podle propočtů Rosatomu vychází nejefektivněji tzv. dvousložková jaderná energetika kombinující klasické tlakovodní reaktory s rychlými.

Vladimír Větrovec

Publikováno: 20. 6. 2019 | Počet zobrazení: 1477 293