Nebezpečný radioaktivní odpad nebo spíše cenná surovina?

To, co dnes někteří považují za nebezpečný odpad, může být cennou surovinou pro výrobu energie procesem, který zároveň odstraňuje vysokou aktivitu vyhořelých palivových článků. O tom, jak mizí strašák jaderné energetiky. 

Není jistě tajemstvím, že se před několika lety některé evropské státy rozhodly, že upouštějí od výzkumu a využití jaderné energie. Zasloužili se o to „zelení“ aktivisté, kterým se podařilo proniknout až do vyšší politiky. Ukázalo se, že strašení neviditelným a nepochopeným jevem je až nestydatě jednoduché a v publiku se vždycky najde dostatek lidí, kteří se dají dobře manipulovat a kterým se líbí populistické argumenty.

Ten nejčastější z nich je přitom čistý nesmysl. Aktivisté uvádí, že odpad z jaderných elektráren je vysoce nebezpečná látka, která na milióny let znečistí a znehodnotí životní prostředí.

To samozřejmě není pravda, respektive není to celá pravda. Je trošku upravená. Faktem zůstává, že pokud se s vyhořelým palivem dále nic nepodniká, je skutečně nebezpečné. Nemusí to ovšem znamenat, že to tak musí zůstat navždy. To se stane jen tehdy, když se většina vyspělých zemí skutečně nechá manipulovat a od výzkumu a využití jaderné energetiky ustoupí.  

Potlačením výzkumu „zelení“ způsobují právě to, co jaderné energetice vyčítají. Je to stejná situace, jako kdybychom sice vyráběli elektřinu (potřebujeme ji) a pak ji vedli v holých drátech volně položených na ulicích – jen proto, že je nebezpečná a proto zakážeme nebo zamlčíme jakékoliv další zlepšování technologie a bezpečnostních opatření.

Jde to samozřejmě i jinak. Odpad jaderných reaktorů může být cennou surovinou pro další výrobu energie. Odpadem takových procedur pak už jsou jen málo nebezpečné izotopy prvků, případně izotopy, které už nejsou radioaktivní. Jak funguje jaderný recycling?

Do věci se vkládají urychlovače

Celý proces už funguje v laboratoři, je jen otázkou, kdy bude uveden do provozu ve větším, průmyslovém měřítku. Procedury, které umožňují další využití jaderného odpadu, se označují slovy „Partitioning and Transmutation“.

Vysoce radioaktivní prvky jsou nejprve z vyhořelé palivové tyče odstraněny, aby se z nich pak vytvořil nový palivový článek. Bombardováním vysokoenergetickými neutrony se pak tento nový materiál mění na jiné prvky. Ty mají kratší poločas rozpadu nebo jsou dokonce i stabilní, takže nevzniká žádný další nebezpečný odpad.

Zkušebním provozem, který z vysoce radioaktivního odpadu vytváří málo nebezpečné prvky, je experimentální provoz MYRRHA v belgickém výzkumném ústavu v Mol.

MYRRHA je úplně první prototyp jaderného reaktoru, který je poháněn urychlovačem částic.  Jeho jedinečnost spočívá v tom, že se jaderná štěpná reakce udržuje v chodu pomocí vnějšího neutronového zdroje. Tím se reaktor stává pod kritickým. Znamená to, že se dá jeho výkon regulovat pouhým vypnutím a zapnutím vnějšího zdroje neutronů. Nehody nebo přírodní katastrofy by pak vedly maximálně k odstavení elektrárny. Katastrofa, podobná Černobylské nebo Fukušimské, už by se stát nemohla. Svým způsobem je to vlastně optimální a bezpečný druh jaderné elektrárny, pro kterou se ovšem palivo musí získávat méně bezpečnou cestou – v klasických jaderných elektrárnách, které pracují s kritickým množstvím štěpných izotopů.

Proměny a jejich následky

Jen jedno procento vyhořelé palivové tyče (pocházející z klasické jaderné elektrárny) se skládá z vysoce radioaktivních izotopů. Není to tedy naprostá většina palivové tyče, jak se snaží manipulativně zprostředkovat „zelení“ aktivisté. Tyto izotopy mají poločasy rozpadu mezi desetitisícem a statisícem let. Proces, nazývaný transmutace, má tyto izotopy přeměnit na látky, jejichž radioaktivita mizí podstatně rychleji.

Radioaktivní prvky, které se nacházejí ve vyhořelém palivovém článku, jsou nejprve izolovány pomocí specifické chemické reakce. Oddělené izotopy jsou zpracovány do nového "balíčku", který dále slouží jako palivo. To je pak ozařováno neutrony, pocházejícími z urychlovače. Podobně jako v jaderné elektrárně následně probíhají jaderné přeměny a štěpení izotopů. Vytváří se ale izotopy s nižším poločasem rozpadu nebo takové, které nejsou radioaktivní.

Bývalé vyhořelé palivo se dá zpracovávat různými chemickými reakcemi, takže se dá použít vícekrát a poskytuje různé druhy izotopů. Jen malá část původní vyhořelé tyče tak zůstává skutečným odpadem. Na jeho uskladnění pak není potřeba statisíce let. Počítá se spíše s několika stovkami let.

Energetická náročnost takového procesu je samozřejmě nemalá. I přesto, že se k výrobě neutronů spotřebuje hodně energie, je souhrnná energetická bilance pozitivní. Tento proces se tedy může použít k výrobě energie.

První taková recyklační elektrárna by mohla jít do provozu během 20 let. A to i přesto, že se zeleným aktivistům podařilo znehodnotit a poškodit jadernou energetiku hned několika evropských států. Jiné ale od výroby energie v jaderných elektrárnách neustoupily.

Navzdory špatné pověsti – jsou dnešní jaderné elektrárny (provozované s rozmyslem a zodpovědností) nejčistší a nejlepší zdroj energie, jaký máme k dispozici. Neprodukují žádné emise CO2, neznečišťují své okolí radioaktivním spadem (tak jako to dělají uhelné elektrárny). Proces, který bude odbourávat jejich odpad a ještě z něj navíc získávat zbytek energie radioaktivních izotopů, bude skutečným recyclingem – a skutečnou ochranou přírody.