Historické koncepty aneb jaderný reaktor jako lodní motor

DomůČistá mobilitaHistorické koncepty aneb jaderný reaktor jako lodní motor

Historie jaderné energetiky se neomezuje pouze na využití jaderných reaktorů pro výrobu elektřiny. Ba naopak, v minulosti byla vytvořena celá škála užití štěpných zařízení. Dnes si připomeneme koncepci lodních motorů poháněných štěpnou řetězovou reakcí.

Jaderná energetika byla na počátku ohromnou novinkou a s jejím využitím se počítalo nejen při výrobě elektřiny. Historické koncepty ukazují její využití zejména v dopravních prostředcích.

I když se na první pohled může zdát automobil na jaderný pohon jako veliká fikce, i takový koncept skutečně existoval. Mnohem zajímavější je však koncept letadla, jehož pohon je zajišťován štěpným jaderným systémem. Takové využití jaderného reaktoru bylo dokonce ověřeno i praxí. Vedle těchto extrémů se pak může zdát jaderný pohon lodí jako relativně normální záležitost.

Obchodní loď NS Savannah Zdroj: ansnuclearcafe.org

Z pohledu praktického využití se jedná o druhé nejrozšířenější využití štěpných reaktorů (výroba elektřiny je stále na prvém místě). Když pomineme jaderné ponorky a zaměříme se pouze na komerční plavidla, jméno NS Savannah nemůže být opomenuto.

Loď NS Savannah byla první svého druhu a za svou desetiletou působnost ukázala jak své výhody, tak také možná úskalí masového nasazení této technologie. Největšími problémy byly vysoké nároky na kvalifikaci posádky, a s tím spojené i platové ohodnocení posádky, a problematika získání povolení vjezdu do některých přístavů. Jednalo se zejména o země nepodporující jadernou energetiku. V takových případech bylo na místě opatrné vyjednávání či přesměrování lodi do jiného kotviště.

Jaderný koncept s využitím plynové turbíny pro přímý pohon lodního šroubu Zdroj: ansnuclearcafe.org

Výše uvedený koncept přímého využití jaderného reaktoru, turbíny a lodního šroubu byl jedním z mnoha návrhů vyvinutých od 50. do 60. letech minulého století. Jednalo se o jednoduchý model, který měl být využíván namísto konvenčních pohonů do již postavených plavidel. Představa snadné implementace jaderných systémů se však v té době ukázala jako mylná. Nynější příchod malých modulárních reaktorů by však mohl tyto myšlenky oživit.

Will Davis, bývalý operátor jaderných reaktorů u námořnictva Spojených států, zůstává v naději, že ještě uvidí návrat jaderných pohonů na moře.

„Věřím, že jsme nyní blíže než kdy dřív ke komerčnímu nasazení jaderného pohonu pro nevojenská plavidla. Největšími důvody jsou technologický pokrok a politická situace.“

Malé modulární reaktory (SMR) nyní zažívají renezanci. Celosvětově je vyvíjen velký nátlak pro nahrazení fosilních zdrojů energie obnovitelnými. Bohužel jsou energetické nároky na lodní přepravu enormní a obnovitelné zdroje energie zatím nejsou vhodné pro takové využití.

SMR však mohou v těchto případech nahradit obnovitelné zdroje a dodat tak bezemisní energii k pohonu lodí. Díky tomu by došlo k masivnímu rozvoji reaktorů společně se standardizací těchto projektů.

Takové plány se objevily již při první jaderné éře. Vyvinuté plány jaderných pohonů znamenají pro výrobce velké úspory spojené s náklady na výzkum a vývoj těchto technologií.

Společnost Oklo usiluje o zjednodušení licenčního řízení u amerického regulátora NRC. Vzhledem k tomu by v nové jaderné éře mělo být licencování nových jaderných plavidel na otevřených mořích mnohem snazší. Plavidla, která plují ve vnitrozemí, jako například lodě na řece Mississippi, či velkých kanadských jezerech, se pravděpodobně nikdy nedočkají jaderného pohonu.

Váhy mezi rizikem z využívání jaderné energie a environmentálním rizikem se mohou rychle naklonit. Velkou motivací pro lodní jaderný pohon je zastavení emisí skleníkových plynů, které jsou vypouštěny loděmi plujícími přes moře.

Původní jaderné obchodní lodě se potýkaly s problémy se základními věcmi jako například posádka a její honorář vzhledem k výnosům z obchodních cest. Musí být však zdůrazněno, že obchodní loď NS Savannah byla pouze prototypem, který nebyl určen pro generování zisku.

„Postavili jsme prototyp, abychom vyvinuli fungující koncept, odhalili nedostatky a provozní problémy. Dnes však vidíme vzrůstající přijatelnost řízení reaktorů pomocí počítače s jedním operátorem starajícím se o více bloků.“

Tento vývoj bude muset být promyšleně zahrnut do řízení lodních jaderných reaktorů, aby se zamezilo problémy s nadměrnými náklady posádky.

Koncept integrálního reaktoru firmy B&W, vyvinutý v reakci na velikost a hmotnost NS Savannah Zdroj: ansnuclearcafe.org

„Myslím, že se dostáváme do stavu, kdy vážný zájem o jaderné obchodní lodě předčí strach z jaderných technologií na moři. Je více než pravděpodobné, že se budou první jaderné pohony vyskytovat u velkých a rychlých lodí, které dokáží vydělat peníze. Pokud však vykáží dostatečnou míru úspěšnosti, lze očekávat jejich nasazení i na menších plavidel.“

„Dnes je ta správná doba pro realizaci takových projektů,“  dodal Will Davis.