Tak trochu v pozadí mediální slávy uranu a plutonia, jako štěpných materiálů pro jaderné reaktory, se krčí další pozoruhodný prvek, radioaktivní kovové thorium. V současnosti se v jaderné energetice intenzivně pracuje na výzkumu možností jeho využití jako jaderného paliva, především v Indii, která má bohaté zásoby thoria, ale i v mnohých dalších zemích, Českou republiku nevyjímaje. Thorium má totiž, navzdory pojmenování po hromovládném Thórovi, jako jaderné palivo oproti uranu a plutoniu mnohé výhody. Především je na Zemi zhruba třikrát běžnější než uran, v zemské kůře se vyskytuje ve slušné průměrné koncentraci 9,6 miligramů na kilogram. Prakticky veškeré pozemské thorium představuje izotop thorium-232, který je slabým alfa-zářičem, s poločasem rozpadu cca 14 miliard let. Z thoria je také komplikovanější vyrábět jaderné zbraně, i když to je v zásadě také možné.
Ohledně použití thoria jako jaderné paliva panují mezi odborníky nemalé rozpory. Pozoruhodný prvek má své nadšené zastánce i zaryté odpůrce. K těm prvním se nedávno hlasitě připojil známý švédsky diplomat a politik Hans Blix, bývalý švédský ministr zahraničí (1978-1979) a dlouholetý ředitel Mezinárodní agentury pro atomovou energii (MAAE, v letech 1981-1997). Veřejně vyzval jaderné vědce, aby pracovali na technologiích využití thoria v jaderných reaktorech. Zdůraznil přitom mnohem větší bezpečnost reaktorů používajících thorium a také větší obtížnost využití thoria k výrobě jaderných zbraní. Blix sice není vědec, je si ale vědom těžkostí, které vývoj podobných technologií obnáší. Přesto věří, že by se thorium mělo co nejlépe zužitkovat.
Oystein Asphjell, prezident společnosti Thor Energy, to komentoval pro BBC News s tím, že thoria je na světě spousta a přitom je poměrně pěkně rozložené po celé planetě. Stejně tak je v případě jaderných reaktorů poháněných thoriem příznivější situace s jaderným odpadem. A bezpečnější jsou i samotné reaktory na thorium. Pokud by takové reaktory fungovaly ve Fukušimě v době nedávné katastrofy, následky by byly velmi pravděpodobně mnohem méně devastující.
Nejnovější podpora vývoje thoriových reaktorů si pochopitelně ihned našla své odpůrce, především v řadách environmentálních skupin. Podpora takových technologií prý odčerpává prostředky, které by bylo možné použít jinde. Opět se ukazuje, nakolik je hluboká averze většiny klasických hnutí a spolků na ochranu přírody vůči jaderné energetice jako takové. Tato animozita, jak známo, vznikla hluboko ve světě studené války, kdy stejní nadšenci bojovali za ochranu přírody i proti jaderným zbraním. V dnešní době je to ale už jen konzervativní přežitek, který se obrací proti jeho nositelům. Shodou okolností se před pár dny objevila překvapivě pragmatická iniciativa kontroverzního klimatologa Jamese Hansena a dalších vědců, podle nichž obnovitelné zdroje energie nestačí čelit postupujícímu globálnímu oteplování a environmentálně orientovaná hnutí a politici by namísto věčných protestů měli podpořit vývoj a využití bezpečnějších technologií jaderné energetiky.
Literatura
PhysOrg 31. 10. 2013, Wikipedia (Thorium, Thorium fuel cycle).
Příští generaci jaderných reaktorů by mohlo pohánět thorium
Autor: Stanislav Mihulka (09.09.2017)
Diskuze:
Pár upřesnění
Vladimír Wagner,2013-11-08 17:46:49
Nejdříve reakce na pana Kosca. Pane Kosco, vývoj fotovoltaických článků byl prováděn za státní peníze. Jednalo se zejména zpočátku o strategický vojenský výzkum (podobně jako výzkum jaderných technologií). První aplikace totiž byly pro vojenské satelity. Nyní také probíhá výzkum jak nových materiálů pro ně tak i nových metod koncentrace světla pro solární elektrárny v rámci státního výzkumu. Stejně tak probíhají výzkumy materiálů, které se dají využít pro větrné torbíny za státní peníze. Materiálový výzkum probíhá třeba i jadernými metodami. Naopak vyvoj EPR reaktoru, reaktoru AP1000 ... probíhá za soukromé peníze, stejně jako vývoj konkrétních typů turbín či fotovoltaických elektráren. Pane Kosco, vy nerozlišujete mezi základním a aplikovaným výzkumem na jedné straně a vývojem konkrétního výrobku na straně druhé. I výzkum na urovni testů a aplikovaného výzkum prvků využití smart grid se provádí za státní prachy. Reálné prodávané aplikace už si budou vyvíjet konkrétní firmy. Lidé jako Vy pak do nákladů na jadernou energetiku započtou celý výzkum jaderné fyziky i jaderných bomb a u nákladů na FV zapomenou na všechn vývoj, který předcházel výrobu konkrétních panelů.
Na druhé straně je správná Vaše poznámka, že thorium 232 není štěpný materiál. Má sudý počet neutronů podobně jako uran 238 a nedá se použít přímo jako palivo v reaktoru jako uran 235, který má lichý počet neutronů. Je jej třeba transformovat na uran 233. To je i důvod, proč se nyní zatím nepoužívá. Je třeba využívat rychlé oživé reaktory, podobně jako při produkci plutonía 239 z uranu 238. A to je značně komplikovanější než klasické reaktory. To je i důvod, proč lze je těžce odstartovat jadernou energetiku využívající thoria bez uranu 235. Proto i Indie bude přecházet k thoriu postupně přes rychlé reaktory využívající uran 235 a plutonium 239, více zde: http://www.osel.cz/index.php?clanek=4365 . Navíc je problém, že přeměna thoria 233 na uran 233 dvěma rozpady beta trvá dost dlouho a za tu dobu může dojít k dalším záchytům neutronů a vzniku jádra, které není štěpným materiálem. To je důvod, proč by bylo vhodné využívat reaktory s kapalným palivem, které umožňují průběžnou separaci vznikajících radionuklidů. O těchto reaktorech a jejich využití se průběžně objevují většinou dost zavádějící články o tom, proč se thorium nevyužívá a jak je to výhodné a snadné. Nedávno jsem na jeden takový reagoval: http://www.blisty.cz/art/62499.html .
Podrobněji je o reaktorech využívajících tekuté palivo zde: http://www.osel.cz/index.php?clanek=5094 . Podobně by mohlo probíhat s tekutým palivem i provozování urychlovačem řízeného transmutačního systému: http://www.osel.cz/index.php?clanek=3743 .
Pokud by byl thoriový reaktor na pevné palivo, tak by v něm byly dlouhodobě nahromaděné radionuklidy a problém s chlazením tepla z radioaktivního rozpadu by měl úplně stejný jako reaktory ve Fukušimě (to se týká reaktorů, které se v indii pro thorium plánují využívat v blízké době). Problém s tím by nebyl jen u reaktorů s tekutým palivem, u kterých by docházelo k průběžné separaci radionuklidů a ty by se s reaktoru vyváděly. Ovšem průběžná separace radionuklidů není triviální věcí, takže bude ještě nějakou dobu trvat, než se takové reaktory vyvinou. Intenzivně se na nich pracuje v Indii a v Číně. U nás je to skupina kolegy J. Uhlíře. O ní a jejich práci blíže v odkazovaném článku o reaktorech na tekuté palivo, kde je odkaz i na rozhovor, kde o nich právě s kolegou Uhlířem mluvíme.
smutny ale trpezlivy
Laoce Bystrla,2013-11-10 00:40:07
dakujem za vysvetlenie. Mna osobne uz unavuju tie neustale spory ktore su casto emotivne a sialene extremisticke (rozumejte snaziace sa tu druhu stranu uplne vyhladit) nechajme zelenych nech si robia svoj extra subjektivne povedane "bordel" a jadrovych fyzikov tiez svoj. Som zvedavy ako im zapadne do skladacky napr. cely biznis s elektrickymi autami,ktore nebudu mat kde zohnat "stavu" na svoj chod. no a potom sa aj ti (zase subjektivne) magori politici otocia proti lebo predsa len su zivy z hlasov svojich volicov a kto by volil politika ktory volicovi zoberie jeho pohodlie? (rozumej auto,telku,klimu..) nechajme japoncov a nemcov nech si idu svojou cestou ako priekopnici a uvidime ci budu zivotaschopni. zatial sa mi javi ze skor nie ako ano. ved poliaci a aj cesi si uz chrania svoji prenosovu sustavu proti nemeckym prepatovym spickam ktore vznikaju na severe,ked spotreba je v poruri :). mne osobne sa jadrova energetika dost pozdava a rychlym a thoriovym reaktorom drzim palce. samo aj tokamaku ale to budem musiet este sakra dlho :( a dakujem oslovi a p. Wagnerovi za kopec mna obohacujucich clankov. PS: rad si ale precitam aj nejaky prelomovy o prudkom zefektivneni premeny slnecnej energie na elektricku(samo ze za moje peniaze,lebo ine ako moje peniaze neexiatuju ci ich da na vyskum stat alebo nejaky koncern,vzdy su za tym peniaze tych hierarchycky "spodnych" ludi,teda aj mna :) )
Zapoměli jste
Mojmir Kosco,2013-11-08 09:02:55
dodat drobnosti které zapříčiňuji že thorium se nepoužívá v současnost jako štěpný materiál v JE .Zaprvé nemůže jako alfa zářič zahájit štěpnou reakci a nejprve je zřejmě potřeba přidat 1neutron aby se stalo s thoria radioaktivní uran a teprve ten funguje jako JE palivo. Jinak článek nezklamal .Když píšete o JE očerníte OZE a když píšete o OZE vyzdvihnete JE. Pro zajímavost kdo bude platit výzkum thoria - zřejmě státy a výzkum přímořských větrníku určitě investor. Započítají se náklady na výzkum JE do nákladů -zřejmě nikdy a větrníku ? to ani jinak nikdo neuvažuje.A to je jednou z příčin proč energie z OZE je dražší než z JE
Ad "očerňování" tzv. oze, co vám vadí na
Pavel S,2013-11-08 10:03:50
konstatování holých faktů? Mimochodem, které "investory" do větrníků myslíte? Zřejmě ty co jsou masivně dotovaní jednotlivými státy a spotřebiteli el. proudu, protože jiní ani neexistují, každopádně ne v Evropě. Co se týče vývoje, tak vývoj nových průmyslových aplikací včetně jaderných reaktorů financují momentálně soukromé společnosti. Základní výzkum financovaly a financují samozřejmě státy, a to v mnoha oblastech, včetně těch bez kterých by se tzv. oze neobešlo, tj. v oblasti aerodynamiky, materiálového výzkumu, technologií fotovoltaiky a akumulace el. enrgie. Důvodem proč je tzv. oze dražší než cokoli jiného není samozřejmě váš vylhaný důvod nýbrž to, že tzv. oze není při současné úrovni technologie splnit to co si vysnili zelení magoři, tj. nahradit klasickou energetiku, a to ani přes masivní dotace státu jak do vývoje tak do provozu.
Asi zapomínáte, že...
Tomaš Petřek,2013-11-08 15:49:17
Asi zapomínáte, že OZE zatím nejsou schopny dodávat elektřinu nepžetržite a stabilně v daném množství. OZE tak slouží jen jako doplněk k fosilním palivům (uhlí, zem. plyn) a jedernému palivu. Vychází z toho tedy potřeba rozumného energetického mixu. Bohužel to neplatí o Německu, kde "jádro" nahradí "fosil", OZE totiž k tomu není jaksi technologicky "kompetentní". Takže právě pro to Německo se thorium jeví jako velmi vhodná alternativa.
A ještě odkaz na zajímavý článek: http://neviditelnypes.lidovky.cz/energetika-jazz-nebo-symfonie-dku-/p_ekonomika.aspx?c=A131104_231504_p_ekonomika_wag
pro doplnění
Tomaš Petřek,2013-11-08 16:08:54
OZE totiž nemohou dodávat elektřinu v rámci základního pásma diagramu zatížení - nejsou k tomu technologicky vhodné, jak už jsem zmínil.
Tady to je přehledně: http://web.telecom.cz/tyrbach/Zakladni_elektr_pojmy.pdf
No Tomaši to trochu záleží na oblasti
Jenda Krynický,2013-11-08 17:17:21
někde kde je vedro a spousta domů a kanceláří, které je třeba klimatizovat, tam fotovoltanika relativne slusne kopiruje denni diagram zatížení. To ovšem rozhodně není náš případ.
Ne Jendo,
Tomaš Petřek,2013-11-08 17:38:36
To si nerozumíme. Jde o základní pásmo DDZ (na straně 5). K tomu OZE nejsou určeny. To základní pásmo DDZ obstarávají zdroje které 24 h denně dodávají stabilní výkon. (JE, TE). OZE jsou na to špičkové pásmo, kde jak správně píšete mohou kopírovat ty denní výkyvy (špičky).
Z toho plyne, že z OZE nemůžete pokrýt 100% spotřeby, ale ani třeba 80%. Nicméně mohou být součástí rozumného energetického mixu, nakolik to bude ekonomicky schůdné.
články na OSLu
Jakub Skála2,2013-11-07 22:09:45
Na téma thoriových reaktorů jsem už na OSLU četl několik článků. Doporučuji k přečtení "Jaderné reaktory IV. generace využívající roztavené soli" a "Rychlé jaderné reaktory a využití thoria v Indii"
Marek Hoger,2013-11-07 19:49:43
Za zmienku by možno stál aj Nemecký THTR-300, myslím že na tému Thorium by sa dal pokojne spraviť celý seriál článkov (aj keď mnohé sa dá nájsť aj tu na oslíkovy v článkoch pána Wagnera, za čo mu patrí veľká vďaka :)
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
