Sciencemag.cz
Doporučujeme
Nový pokročilý reaktor by jako palivo využíval transurany, umělé těžké prvky vznikající při jaderném štěpení. Ty jsou hlavním problémem radioaktivních odpadů. Pokud by se recyklovaly, mohla by se doba nutné izolace části radioaktivních odpadů zkrátit na několik set let.
Tým odborníků ze tří amerických univerzit (Michiganská univerzita, Kalifornská univerzita v Berkeley a MIT) prověřuje pomocí počítačových simulací bezpečnost provozu pokročilého varného reaktoru (typ RBWR) japonské firmy Hitachi. Reaktor zatím existuje pouze na papíře, ale pokud všechny bezpečnostní analýzy dopadnou dobře, chce Hitachi v horizontu deseti až patnácti let začít s výstavbou demonstračního zařízení.
To by jako palivo využívalo transurany, umělé izotopy plutonia, americia, curia a neptunia s velmi dlouhým poločasem rozpadu, které vznikají v reaktoru. Společně s jinými štěpnými produkty tvoří jen cca 3 % celkového objemu vyhořelého jaderného paliva, zůstávají ovšem vysoce radioaktivní po desítky tisíc let. Právě kvůli nim je nutné použité jaderné palivo uložit do úložiště v hloubce kolem půl kilometru pod zemí, kde zůstane bezpečně izolováno od biosféry až sto tisíc let. Odebrání transuranů za účelem jejich dalšího využití by pomohlo snížit náklady na ukládání vyhořelého paliva. Za prvé by se snížil objem odpadů, které je nutné bezpečně uložit na sto tisíc let. A za druhé by se podstatná část vyhořelého paliva mohla izolovat jen po dobu několika staletí, což je technicky i ekonomicky mnohem jednodušší.
Reaktor RBWR by využíval jako palivo transurany společně s tradičním uranovým palivem. Konstrukce pokročilého rychlého reaktoru by vycházela z běžného varného reaktoru (BWR), využívaného asi v pětině jaderných elektráren na světě. Hlavním rozdílem je konstrukce palivových souborů a řídicích tyčí. Palivové soubory jsou u RWBR mnohem kratší než u BWR a řídicí tyče mají tvar písmene Y. Palivo je rovněž napěchováno mnohem těsněji, aby byl snížen zpomalovací účinek vody. Tím pádem vzniká mnohem více štěpného plutonia.
Štěpné reakce uranu jsou poměrně stabilní a snadno předvídatelné, ale štěpné reakce transuranové řady jsou nepravidelné a je velmi obtížné je přesně vypočítat. Výsledky simulací provedených americkými vědci porovná Hitachi s vlastním studiemi. Pokud nebudou odchylky příliš významné, pokročí do další fáze výzkumu.
