Výzkum v Řeži prokázal možnosti likvidace následků fukušimské havárie

Sázka Japonců na unikátní metodu likvidace roztaveného jaderného paliva, kterou se zabývají v českém Centru výzkumu Řež, přináší první pozitivní výsledky. Japonské konsorcium v čele se společností Hitachi-GE si loni v Řeži zadalo smluvní výzkum, jehož cílem je přispět k odstraňování následků havárie ve fukušimské jaderné elektrárně v roce 2011. A čeští vědci během první etapy výzkumu prokázali, že dokáží metodou frakční destilace oddělit uran ze ztuhlé taveniny, která kromě radioaktivních prvků obsahuje také železo a zirkonium z roztavených palivových článků.

Jak v rozhovoru pro web OEnergetice potvrzuje ředitel Centra výzkumu Řež Martin Ruščák, v další etapě bude nutné ověřit, zda je podobným způsobem možné separovat také plutonium.

„Separace plutonia je náročnější z hlediska potřebných hygienických podmínek, protože plutonium je velmi radiotoxický prvek. Z hlediska využití metody frakční destilace ale nejde o žádnou zásadní kvalitativní změnu oproti separaci uranu,“ říká Martin Ruščák.

Jediná šance

Metoda frakční destilace spočívá v rozdělování chemických látek podle bodu varu zahříváním na teploty, při kterých se jednotlivé složky (frakce) směsi vypařují – v tomto případě ve formě fluoridů po předchozí reakci s fluorem. A vše nasvědčuje tomu, že jde o jedinou možnost, jak odstranit radioaktivní prvky z fukušimského ztuhlého kória – tedy taveniny, která vznikla roztavením jaderného paliva, částí reaktoru, jejich smícháním a následným ztuhnutím.

„Klasická metoda oddělení látek v kyselinách v tomto případě nefunguje, korium se v nich nerozpustí,“ upozorňuje Jan Uhlíř z Centra výzkumu Řež, který se využitím metody frakční destilace v jaderné energetice zabývá už celá desetiletí.

Informace z Three Mile Island

Na začátku výzkumu poskytli Japonci výzkumníkům v Řeži údaje o tom, jak vypadalo roztavené palivo po jedné z nejznámějších havárií jaderné elektrárny v americkém Three Mile Island v roce 1979.

„Díky tomu jsme mohli vytvořit podobnou směs, která se pravděpodobně nachází také pod roztavenými fukušimskými reaktory. Tyto informace nám tedy umožnily další testování,“ upřesňuje Jan Uhlíř.

Japonci měli k těmto informacím přístup díky tradiční spolupráci s Američany. Firma Hitachi například dlouhodobě spolupracuje s velkou americkou korporací GE na vývoji jaderných reaktorů varného typu a výrobě jaderného paliva.

V samotné Fukušimě mezitím pokračoval průzkum, který měl identifikovat ztuhlou taveninu, což se vzhledem k tamní silné radioaktivitě ukázalo jako mimořádně náročné. Jak oznámila společnost Tokyo Electric Power Co., která je provozovatelem fukušimských reaktorů, teprve letos v listopadu dokázal robot korium rozpoznat a vyfotit.

Samotná likvidace taveniny a oddělení radioaktivních prvků má přijít na řadu v roce 2021. V té době by se to mělo týkat koria z prvního ze tří havarovaných fukušimských reaktorů.

Jaderná elektrárna Fukushima

Jaderná elektrárna Fukushima

Unikátní znalosti v Řeži

To, že se Japonci obrátili právě na českou Řež, souvisí s unikátními zkušenostmi, které vyplývají z historie staré zhruba půlstoletí. Tehdy se Ústav jaderného výzkumu (ÚJV) v Řeži pustil do výzkumu chování fluoridů uranu a fluoridů dalších štěpných produktů. V té době ještě samozřejmě nikdo nemohl tušit, jak budou jednou po jedinečných českých znalostech „toužit“ v zemi vycházejícího slunce.

V Řeži od šedesátých let 20. století zkoumali fyzikálně-chemické vlastnosti fluoridů, ale museli například zvládnout i laboratorní přípravu plynného fluoru. Na dovoz této chemikálie do bývalého Československa totiž tehdy platilo západní embargo.

Československo spolupracovalo na metodě frakční destilace se Sovětským svazem. Původně měla sloužit pro přepracování vyhořelého paliva takzvaných rychlých reaktorů. Jak vzpomíná Jan Uhlíř, tato spolupráce skončila po havárii jaderné elektrárny v Černobylu v roce 1986, kdy Sověti „vrhli“ veškeré finance na výzkum, který se týkal zvyšování bezpečnosti jaderných reaktorů typu RBMK.

Nejen Fukušima

Proces založený na metodě frakční destilace fluoridů byl – alespoň podle dostupných informací – od konce osmdesátých let experimentálně studován a vyvíjen jedině v České republice. Zřejmě proto Japonci neuspěli, když se o možnosti využití této metody nejdříve zajímali také v Rusku.

Na výzkum někdejšího Ústavu jaderného výzkumu později navázalo právě zmiňované Centrum výzkumu Řež, které patří do dnešní nástupnické skupiny ÚJV Řež. Tento výzkum podpořily ministerstvo průmyslu, Správa úložišť radioaktivních odpadů a Grantová agentura.

Díky půlstoletí starému výzkumu Česko získalo i takové unikátní znalosti fluoridových solí, které bude možné využít také při vývoji technologie solných reaktorů 4. generace – chlazených právě fluoridovými taveninami. „Podobnými znalostmi se kromě Česka mohou pochlubit už jen Spojené státy a Čína,“ říká Martin Ruščák. Připomíná, že Centrum výzkumu Řež spolupracuje na vývoji malých modulárních reaktorů tohoto typu s americkou Oak Ridge National Laboratory. (Více informací zde a zde.)

Další spolupráce s Japonci

Výzkum, který v Řeži realizují pro japonské konsorcium v čele s Hitachi – GE, není jediným příkladem podobné spolupráce českých a japonských výzkumníků. Martin Ruščák upozorňuje, že Centrum výzkumu Řež spolupracovalo na zkoumání vlastností koria také s Tokijským technologickým institutem TITECH.

Šlo o výzkum, při němž v Řeži využili takzvaný studený kelímek – tedy zařízení pro vysokofrekvenční indukční ohřev zaměřený na tavení materiálů. A výzkumníci z Řeže v současnosti jednají i o dalších možnostech spolupráce s Japonci.

Autor je konzultantem a specialistou pro energetické projekty agentury HATcom.

Autor:



7 odpovědí na Výzkum v Řeži prokázal možnosti likvidace následků fukušimské havárie

  1. Petr Hariprasad Hajič napsal:

    Tak konečně jsem si o jaderné energetice přečetl něco, kde lze spatřovat určitý pokrok.

    • Milan Vaněček napsal:

      Likvidace jaderných havarií, likvidace dosloužilých JE a budování trvalých úložišť jaderného odpadu dá jaderníkům zaměstnání na 100 let. Tak by neměli být nervozní z toho, že v EU je už jádro (nová výstavba) na silně sestupné křivce.

      • Petr napsal:

        Jó nová výstavba už běží jen ve Finsku, Maďarsku a Francii, a je naplánována v Británii, Česku, Bulharsku a Polsku.

        • Jan Veselý napsal:

          Francie – jeden reaktor, výstavba už má 10 let zpoždění, několikanásobně překročený rozpočet, další plány 0, to 50 současných reaktorů, velká část >40 let starých.
          Finsko – jeden reaktor stejně ostudný jako ve Francii, jeden reaktor se asi začne stavět, s bídou nahradí současné 40 let staré reaktory.
          Maďarsko – 2 reaktory jako náhrada 4 menších, ještě nekopli do země
          Polsko – prázdná slova, zatím skutek utek
          Británie – dva reaktory, ještě nekopli do země a už je to ostuda
          Česko – vláda hrozně chce dva nové reaktory, ale neví jak je financovat a kdo bude vlastně investor
          Bulharsko – asi je zájem postavit jeden nový reaktor, ale stejné problémy jako v ČR.
          Zapomněl jste na Slovensko a nekonečnou dostavbu dva reaktorů v Mochovcích.
          Dobrá, budu optimista. Všechno se to postaví. Ani veškerá tahle výstavba nenahradí výkon odstavený za posledních 10 let a další reaktory dožívají v Německu, Švédsko, Švýcarsku, Belgii, Francii, …

          • Petr napsal:

            Díky za připomenutí Slovenska, které mi z textu vypadlo.
            Jinak po tradičním západním předvolebním lhaní, se ve Francii už zase domluvili zednáři na normálním postupu a minimálně 80% těch zastaralých jaderek se bude modernizovat a maximálně prodlužovat životnost.
            Když si už si tam všichni uvědomili, že jejich multikulturní a inkluzivní školství jim nadále nedovoluje efektivně navrhovat zcela nové reaktory.

          • Jan Veselý napsal:

            Jděte do háje s těmi lživými, rasistickými kravinami. Francouzské techniky jako je École Polytechnique pořád patří mezi naprostou světovou špičku. Problém jaderného inženýrství spočívá v tom, že to už chytré děcka nechtějí dělat, bylo to módní před 40-50 lety, dneska jdou chytré děcka hlavně do IT, elektroniky a robotiky. Já se jim nedivím.

          • C napsal:

            Na HPC se už lije beton:
            bbc.com/news/uk-england-somerset-39447881

            Petře,
            toto nejsou novinky, pohádky o zednářích, spiknutích a pod si jděte vyprávět prosím jinam. Nebo snad máte seznam zednářů ve francouzské vládě? Parlamentu? Nebo vadí že E. Macron pracoval pro Rotschildovic banku?

            Inkluzivnost? Jaké máte zkušenosti s francouzským školstvím? Osobní, vašeho dítěte, nebo nabyté z dojmologie na internetu? Promiňte, ale kdykoliv jsem cokoliv viděl o hroutícím se školství a západě, tak někde poblíž blikala reklama na zaručený lapač EM smogu, petici proti základnám a něco ve stylu stop EU, takže mi dodejte nějaká tvrdá data o tomto, nebo budu brát vaše antimulti-kulti výkřiky, byť praktikované politiky nemusím, jako prachobyčejnou nutnost si prostě zanadávat bez jediného důkazu.

            Je to spíš jak píše pan Veselý, jaderné obory prostě netáhnou, nedivte se, vývoj za posledních 30 let je prostě takový že jádro nemá zásadnější budoucnost. Kdo soudný si zvolí jaderné inženýrství, což je rozhodnutí tak na 40 let života, když neví jestli za 15 let bude něco víc než pár malých výzkumných reaktorů a jinak nic? Navíc v jaderné oblasti vidíme akorát tak velmi pomalý vývoj a pokrok po milimetrech, to je proti jiným, mnohem dynamičtějším, oborům naprosto tristní.

            Kde dneska chce něco dokázat, tak jde na IT, kde se dá s dost dobrým poměrem vstup/výstup vydělat balík, nebo půjde na silnoproudu spíš na oblasti spojené s elektrizací dopravy, měničů… Možná ani na tu energetiku nepůjde protože u bude připadat málo dynamická.

            Pokud byste chtěl aby se s jádrem něco dělo, tak byste musel sehnat lidi jiného osobnostního profilu, kteří tam nejdou, protože cítí že zahrabat se na jaderné škole jim nic moc nepřinese, nějakou díru do světa neudělají, takže je to neláká, nevidí perspektivu a jaderní se ani neumí pořádně prezentovat, občas to působí spíš jako spolek oplzlých dědků. Spíš tam půjdou profilem udržovači, ale aby se něco hýbalo, tak potřebujete tahouny, těm tam ani předpisy nepřejí. Takže vám potřebné mozky prostě zdrhnou na mnohem zajímavější obory.

            Když to řeknu sprostě tak v té pitomé Škodě Transportation si užijí větší vzrůšo než někde v jaderném strojírenství, nebo Řeži. S reaktorem si moc neužijete, Panter vás aspoň povozí.

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *