Mikroreaktor v měřítku lidské postavy. Kredit: Los Alamos National Laboratory.

Boj je riskantní a nebezpečný. O tom není pochyb. Jenomže třeba taková americká armáda v dnešní době dělá jen máloco riskantnějšího, než je doprava paliva ve válečných zónách. V roce 2009 padl jeden voják v Afghánistánu na každých 24 konvojů s palivem. Pokud by si armáda zařídila přísun energie pro základny v první linii nějakým jiným způsobem, než dopravou cisteren s palivem pro generátory, tak by to značně omezilo rizika i snížilo zátěž pro logistiku.

Los Alamos National Laboratory.

Pozoruhodným řešením by se mohly stát štěpné mikroreaktory. Vyvíjejí je v laboratořích Los Alamos National Laboratory, ve spolupráci se společností Westinghouse. Mikroreaktory využívají technologii tepelných trubic (heat pipe), které dovedou přenášet velké tepelné výkony při zachování malého rozdílu teplot. Proto jsou považovány za velmi bezpečné. Není v nich žádná chladící voda, ani pumpy, které by mohly selhat.

Díky sofistikovaným systémům pasivní regulace se takový mikroreaktor jen tak neroztaví. Zařízení může vyrábět přinejmenším 1 megawatt bezpečné a spolehlivé elektřiny po dobu nejméně 10 let. Jeden megawatt přitom představuje dost elektřiny tak zhruba pro jednu moderní brigádu americké armády, čili brigade combat team (BCT), tj. pro 4 400 až 4 700 vojáků.

Prototyp nanoreaktoru Kilopower o výkonu 1 kW. Kredit: NASA Glenn.

Zásadní výhodou mikroreaktorů je, že jsou skutečně mikro. Samotné jádro mikroreaktoru je velké asi jako popelnice. Kompletní systém s mikroreaktorem se vejde na náklaďák nebo na malou loď. Je tak malý, že se může bez větších obtížit dostat do odlehlých oblastí nebo na ostrovy. Vyvíjené mikroreaktory používají dílčí technologie, které už existují celá desetiletí, takže jsou důkladně prověřené praxí. Doposud se ale nedařilo je sestavit do fungujícího celku mikroreaktoru. Až teď jsme schopni díky pokročilým výrobním metodám a výpočetním nástrojům postavit novou generaci malých, bezpečných a mobilních reaktorů.

Jak už to v podobných případech bývá zvykem, špičkový vojenský výzkum a vývoj prosakuje i do civilních aplikací. Vojenské mikroreaktory si vypůjčila americká vesmírná agentura NASA, která teď vyvíjí nanoreaktor Kilopower pro základny na Měsíci, na Marsu a třeba i jinde. Vesmírný nanoreaktor má velikost zavazadla na dovolenou a dodává 1 až 10 kilowattů elektřiny.

Mikroreaktor využívá jako jaderné palivo málo obohacený uran, který nedosahuje parametrů potřebných pro jaderné zbraně. Palivo je přitom uzavřeno do ocelového monolitu a tvoří sub-kritické jádro, které je obklopeno odražečem neutronů. Součástí systému je jedna regulační tyč, která ovládá aktivitu jádra. Termální energii štěpných reakcí odvádějí vysokoteplotní tepelné trubice z alkalických kovů a systém ji pak převede na elektřinu.

Když mikroreaktor přijede či připluje na místo určení, tak může být spuštěn, připojen a využit jako zdroj elektřiny do 72 hodin od příjezdu. Pak zase může být vypnut, ochlazen, odpojen a odvezen, za méně než 7 dní. Jádro reaktoru a další kritické komponenty kryje speciální pancíř, který chrání mikroreaktorový systém před útoky protivníků, a zároveň chrání lidské operátory během transportu a provozu. Vše nasvědčuje tomu, že US Army dostane tyhle rozkošné malé reaktory v dohledné době k dispozici. Mělo by to být do pěti let.

Nejde ale jenom o vojáky. Mikroreaktory se mohou uplatnit v řadě různých situací, od devastujících zemětřesení a běsnících hurikánů, až po neméně dramatické kulturní akce. Když někam přijede štěpný reaktor v náklaďáku, tak vyřeší spoustu problémů s elektřinou. A je to skvělá šance, je poděšené lidi sblížit s jadernou energií, která skutečně nabízí nejednu výhodu, jak proti tvrdým fosilním palivům, tak i proti obnovitelným zdrojům.

Video: A small reactor to bring power to remote locations


Literatura
Defense One 20. 9. 2018.