Američania hlásia prelom v jadrovej energetike. Nové tóriové palivo môže z reaktora vytiahnuť viac energie a znížiť množstvo odpadu
Američania otestovali nové tóriové jadrové palivo ANEEL, ktoré môže z rovnakého množstva materiálu vyrobiť viac energie, znížiť množstvo odpadu a oslabiť závislosť od ruského uránu.
Americká firma Clean Core Thorium Energy oznámila výsledok testu, ktorý by mohol nastaviť latku pre výrobu jadrovej energie v najbližších rokoch. Ich palivo ANEEL, ktoré kombinuje tórium a obohatený urán, zvládlo v testovacom reaktore vyhorenie viac než 60 GWd/MTU. vyššie vyhorenie znamená, že z rovnakého množstva paliva sa vytiahne viac energie. V tomto prípade sa dostali na úroveň, ktorá je výrazne vyššia než pri klasických ťažkovodných reaktoroch typu CANDU.
Test prebehol v Idaho National Laboratory, konkrétne v reaktore Advanced Test Reactor. Tento typ zariadenia dokáže „zrýchliť“ životný cyklus paliva, takže vedci môžu v kratšom čase vidieť to, čo by sa v bežnej elektrárni dialo roky.
„Prekročenie 60 GWd/MTU je dôležitý míľnik pre tento program,“ uviedol šéf firmy Mehul Shah.
ANEEL palivo sa dá použiť v existujúcich elektrárňach, bez väčších komplikácií
ANEEL palivo má ešte jednu výhodu, nemení tvar palivových článkov. To znamená, že sa dá použiť v existujúcich reaktoroch bez toho, aby sa muselo prerábať celé zariadenie, čím sa výrazne urýchli nasadenie v praxi, keďže sa nemusia stavať nové elektrárne.
Do testu vložili dvanásť vzoriek paliva. Každá mala dosiahnuť určitú úroveň vyhorenia, 20, 40 a 60 GWd/MTU. Zaujímavé výsledky prišli aj z pohľadu správania paliva. Vedci sledovali napríklad únik štiepnych plynov, čo je jeden z hlavných problémov klasického uránového paliva.
„Palivo vykazuje dobré vlastnosti a v niektorých prípadoch lepšie zadržiavanie plynov než tradičné UO₂,“ uvádza analýza.
Celý projekt však má aj geopolitický rozmer. ANEEL využíva urán typu HALEU, teda obohatený na vyššiu úroveň než klasické palivo. Problém je, že doteraz bol hlavným dodávateľom tohto typu uránu práve Rusko. Tento test preto neukazuje len technológiu, ale aj snahu západu zbaviť sa závislosti na ruskom jadrovom palive a vybudovať vlastný dodávateľský reťazec.
Neprehliadni
Nové palivo je zároveň chránené pred potenciálnym zneužitím. Tóriový palivový cyklus totiž funguje inak než klasický uránový, čo znamená, že pri jeho spaľovaní vzniká izotop uránu U-232, ktorý vyžaruje silné gama žiarenie. Znamená to, že vyhorené palivo sa dá veľmi ľahko odhaliť a zároveň je extrémne nebezpečné na manipuláciu bez špecializovaného vybavenia. To výrazne komplikuje akýkoľvek pokus o jeho zneužitie na výrobu jadrových zbraní.
Prečo sa vedci rozhodli pre ťažkovodné reaktory CANDU?
Tórium sa často označuje ako „bezpečnejšia“ alternatíva, hlavne pre krajiny, ktoré chcú jadrovú energiu, ale nechcú riešiť podozrenia z vývoja zbraní. V rámci testovania sa objavuje prirodzená otázka, prečo sa firma sústredí práve na ťažkovodné reaktory typu CANDU a nie na rozšírenejšie tlakovodné reaktory.
Dôvod je, že tieto reaktory dokážu meniť palivo počas prevádzky, čiže sa nemusia vypínať ako klasické elektrárne, ktoré otvárajú reaktor raz za niekoľko mesiacov. To umožňuje rýchlejšie testovanie a jednoduchšie zavedenie nového paliva do praxe.
Celý experiment tým pádom dáva zmysel aj z praktického hľadiska, nie len z vedeckého. Testovanie však nekončí. Vzorky teraz čaká detailná analýza, kde vedci skúmajú ich štruktúru, poškodenie materiálu a správanie pri dlhodobom zaťažení. Práve tieto dáta rozhodnú, či sa palivo dostane do komerčných reaktorov.
Firma už plánuje aj skúšku v reálnej elektrárni, čo by vedcom poskytlo oveľa lepšiu predstavu o tom, ako sa palivo správa v praktických podmienkach. Palivo ANEEL sa stále nachádza v testovacej fáze, no už tieto prvotné výsledky znejú dobre. Ďalšie závery však vedci budú uzatvárať až po praktických testoch.
