Sodíkový reaktor slaví čtyřicátiny

Na konci 60. let minulého století, kdy ruský jaderný průmysl začal stavět tento reaktor, byla sodíkovým reaktorům vědci věnována velká pozornost a stavělo je hned několik států. O desítky let později, ale zůstává reaktor BN-600 jako jeden z mála sodíkových reaktorů, které jsou v provozu, a jedním ze dvou, které dodávají elektřinu do sítě. Tím druhým je jeho evoluční následník, BN-800, který také stojí v Bělojarské jaderné elektrárně v Rusku (viz obrázek).

V době své výstavby byl reaktor BN-600 inovativní, protože použil integrovanou konstrukci. To znamená, že prakticky všechna zařízení primárního okruhu byla umístěna uvnitř rozměrné reaktorové nádoby.

Během 40 let od připojení k síti vyrobil 157 TWh elektřiny a současná situace nasvědčuje tomu, že elektřinu bude vyrábět i nadále. Na začátku dubna totiž 3. blok Bělojarské elektrárny dostal prodloužení provozu o dalších 5 let. Elektřinu tedy bude vyrábět minimálně do roku 2025. Podstatná modernizace, která umožnila prodloužit jeho provoz za původní hranici 30 let, probíhala v letech 2009 a 2010. Nyní se připravuje druhé kolo úprav bloku. Ruská korporace Rosatom, která reaktor dnes provozuje, připravuje rozsáhlý investiční projekt na prodloužení provozu až do roku 2040.

Co přinášejí sodíkové reaktory

Pozornost se k sodíkovým reaktorům a dalším typům rychlých reaktorů obrací i dnes a opět ze stejných důvodů, jako tomu bylo v minulosti. V lehkovodních reaktorech, které představují drtivou většinu všech jaderných elektráren, které jsou po světě v provozu, se v jaderném palivu generuje plutonium a další materiály, jež jsou nebezpečné pro člověka i pro životní prostředí. Navíc tyto reaktory využívají jen malou část jaderného paliva. Přírodní uran se skládá ze dvou izotopů: uranu 235, kterého obsahuje 0,7 % a který používají jaderné elektrárny k produkci elektřiny, a uranu 238. Obohacení uranu v čerstvém palivu se v praxi zvyšuje na úroveň pod 5 % a prakticky celý zbytek paliva zůstává nezměněn a je skladován v podobě použitého paliva.

Rychlé reaktory ale štěpí palivo pomocí vysokoenergetických (tzv. rychlých) neutronů, které zároveň přeměňují uran 238 a problematické prvky z hlediska životního prostředí na jiné prvky, které už je možné rozštěpit pomocí neutronů. Díky tomu lze jaderné palivo používat opakovaně a využít jeho energetický potenciál na maximum. Jako odpad pak zůstávají skutečně jen nevyužitelné prvky, které ale už nejsou tak nebezpečné. Je nutné zajistit, aby byly od životního prostředí odděleny v řádu stovek let namísto desítek tisíc let.

Z těchto důvodů jsou někdy rychlé reaktory označovány za reaktory budoucnosti. Neočekává se, že by zcela nahradily lehkovodní reaktory, ale že budou oba typy provozovány souběžně. Použité palivo z lehkovodních reaktorů by se recyklovalo a používalo k výrobě paliva pro rychlé reaktory. Na realizaci tohoto cíle pracuje Rosatom v rámci projektu Proryv, který má převést nutné technologie z výzkumných ústavů do praxe. Vědci a projektanti tak společně pracují na nových reaktorech a některé z nich už získávají reálné obrysy. V nejbližší době např. v ruském Seversku začne výstavba rychlého reaktoru BREST-300 chlazeného olovem, už se staví další součásti objektu, např. linka na výrobu paliva.

Vladislav Větrovec