Do roku 2035 doslouží ve Spojených státech 30 % uhelných elektráren, které chce americké ministerstvo energetiky nahradit jadernými. Aby bylo do roku 2050 dosaženo uhlíkové neutrality, ministerstvo odhaduje, že bude potřeba postavit dodatečných 200 gigawatt (GW) atomových kapacit. Podle zjištění ministerstva lze víc než 300 existujících či již uzavřených uhelných elektráren přebudovat tak, aby na jejich pozemcích mohly stát elektrárny jaderné.
Pro jadernou energetiku je to po desetiletích stagnace skvělá zpráva, jenže s chystaným rozvojem jádra přichází nevyhnutelně otázka, co s obřím množstvím vyhořelého radioaktivního paliva.
Kam s ním?
Od roku 1992 jsou Spojené státy závislé na dovozu většiny z 18 tisíc tun uranu potřebného k pohonu 94 komerčních reaktorů (v Česku máme 6). Nejvíc uranu se dováží z Kanady, Kazachstánu, Ruska, Uzbekistánu a Austrálie.
Jaderné palivo má podobu malých keramických pelet složených z obohaceného uranu-235 a uranu-238. Palivo pohání reaktory pět let, než se spotřebuje. Během tohoto období se ve štěpném procesu spotřebují jen asi 4 procenta materiálu.
Ve Spojených státech je zbývající produkt, který k dnešnímu dni představuje více než 85 tisíc metrických tun, odstraněn z reaktorů jako radioaktivní odpad a na místě se ponoří do vody, aby se ochladil na několik let, dokud neztratí část své radioaktivity. Poté se balí do speciálních kontejnerů a skladuje se po neomezenou dobu, obvykle v areálu elektráren.
Podle Centra pro kontrolu a šíření zbraní je dnes ve 34 státech USA více než 60 skladů suchých sudů. Podle americké legislativy by se o bezpečnou likvidaci jaderného odpadu mělo starat ministerstvo energetiky. To však tento úkol přenechává samotným energetických společnostem, zatímco čeká na finanční prostředky na vybudování hlubinných úložišť.
Mezitím se objem vyhořelého jaderného paliva, které provozovatelé jaderných zařízení uchovávají v dočasných skladech, každoročně hromadí o dalších 2 000 tun, což vedlo k tomu, že energetické společnosti úspěšně žalovaly vládu za porušení smlouvy.
„Pokud nevyřešíme problém s odpadem, ty podniky se nepřetrhnou v objednávání dalších reaktorů. Když si koupí reaktor, automaticky souhlasí s tím, že jim na místě uvízne jaderný odpad,“ myslí si Ed McGinnis, generální ředitel firmy Curio, která plánuje v Americe recyklovat jaderné palivo. Aby chod jaderné elektrárny fungovat efektivně, je podle něj třeba zajistit kromě údržby a paliva i systém nakládání s jaderným odpadem.
Zpracování použitého paliva
Přestože společnost Curio vyvinula svou vlastní inovativní a „environmentálně udržitelnou“ technologii recyklace, původní proces přeměny vyhořelého jaderného paliva byl vyvinut ve Spojených státech v 50. letech 20. století a v jiných zemích se již po desetiletí komerčně využívá.
Orano, jedna z největších jaderných recyklačních společností na světě, znovu zpracovala od roku 1976 více než 40 tisíc tun použitého jaderného paliva, z nichž velká část je umístěna zpět do reaktorů k výrobě elektřiny, uvedl ředitel komunikace společnosti Curtis Roberts.
Vyhořelé palivo se zpracovává ve francouzském závodě společnosti a Roberts odhaduje, že 10 % francouzské elektřiny pochází právě z recyklovaného jaderného paliva. „Na rozdíl od Spojených států Francie nepotřebuje mezisklady, protože recyklace uranu a plutonia z použitého paliva poskytuje životaschopné řešení jeho správy,“ uvedl Roberts pro The Epoch Times.
Nejistota pro investory
Recyklační snahy byly v 70. letech minulého století zastaveny kvůli obavám Carterovy vlády, že použité palivo bude sloužit jako materiál pro šíření jaderných zbraní. Od té doby jsou firmy při investování do recyklace značně opatrné.
Květnová zpráva právní analytičky Jane Accomandové a Patricka Pennella v této souvislosti praví: „Ačkoli několik dalších zemí a určitá americká vládní zařízení palivo znovu zpracovávají, Spojené státy nevyvinuly odvětví na zpracování (vyhořelého paliva) v komerčním měřítku. Ačkoli to zákon nezakazuje, možnost prezidenta omezit nebo zakázat komerční zpracování vytváří značnou nejistotu pro soukromé investory.“
V poslední době se však objevují náznaky, že se politické větry mohou otočit. Ministerstvo energetiky vyhlásilo v říjnu 2022 dotace ve výši 38 milionů dolarů různým univerzitám a soukromým společnostem na nalezení řešení pro „snížení dopadů likvidace jaderného paliva použitého v lehkovodních reaktorech“.
V rámci tohoto programu obdržela společnost Curio 5 milionů dolarů na rozvoj programu recyklace v komerčním měřítku prostřednictvím procesu, který nazvala NuCycle. Ten řeší také otázku zneužití odpadu pro šíření jaderných zbraní.
Letos v dubnu pak uspořádal podvýbor Sněmovny reprezentantů pro energii, klima a bezpečnost sítě slyšení s cílem najít alternativy pro likvidaci vyhořelého jaderného paliva a diskuse potvrdily, že zbývající překážky pro recyklaci jaderného paliva jsou spíše politické než technické, uvádí podle Accomandová a Pennella.
Vyhořelé palivo není bezcenné
Recyklační společnosti říkají, že to, co označují jako „mírně použité jaderné palivo“, má velkou hodnotu. „Nejen, že zbývá 96 procent energetické hodnoty, kterou je možné přeměnit na nové palivo, ale toto pětileté období štěpení vytváří řadu vysoce cenných a velmi vyhledávaných izotopů,“ vysvětluje McGinnis.
Tyto izotopy se podle něj dají použít pro boj s rakovinou nebo jinou medicínskou oblast, pro průmysl, pro oblast národní bezpečnosti či pro vesmírné základny. Obrovskou hodnotu mají dokonce i některé neradioaktivní izotopy, tvrdí podnikatel.
Protože ve vyhořelém palivu zbývá dostatek energie, pokud se zrecykluje, stačilo by na pokrytí energetických potřeb Ameriky na dalších 150 let, říká McGinnis.
Prostřednictvím recyklace lze 96 procent použitého jaderného paliva, obsahujícího 95 procent uranu a 1 procento plutonia, přeměnit na nové jaderné palivo nebo použít pro jiné účely. Zbývající 4 procenta jsou uzavřena do skla a umístěna v kovových nádobách asi na 300 let, dokud se nerozpadnou na původní nízkou úroveň radioaktivity, jakou měl uran při těžbě. Pro srovnání, v současnosti se doba skladování vyhořelého jaderného paliva pohybuje mezi 10 až 100 tisíci let.
Roberts říká, že Orano pracuje na nalezení využití i pro některá ze zbytkových 4 procent, která obsahují „potenciálně užitečné materiály, jako je krypton-85, stroncium-90, americium-241 a prvky vzácných zemin a lanthanoidů“.
Jaderná recyklace na obzoru
Federální vláda nabízí v současné době granty a i soukromé financování se za posledních pět let zvyšuje, nicméně zájem o recyklaci jaderného paliva podle angažovaných firem kolísá v závislosti na technologickém vývoji, nabídce a poptávce po jaderném palivu, ale nejvíc na vládní politice.
Komise pro jaderný dohled „identifikovala 23 nedostatků ve svých vlastních předpisech pro opětovné zpracování vyhořelého paliva, které nikdy úplně nevyřešila,“ poznamenává Roberts, ačkoli „způsoby, jak tyto nedostatky překonat, byly z velké části identifikovány“.
Kromě regulačních problémů však musí recyklační společnosti čelit také zákonům USA. „Jakékoli úsilí o nový pohled na tento cenný národní zdroj a udržitelný přístup k recyklaci nebylo ve skutečnosti možné, protože byste museli změnit zákon o hospodaření s jaderným odpadem, a to by vyžadovalo podporu obou stran,“ říká McGinnis.
Silná podpora pro jadernou energii je u demokratů i republikánů znát až v posledních třech nebo čtyřech letech, podotýká. Jeho firma Curio plánuje do konce příštího roku dokázat na existujícím vyhořelém palivu, že jejich koncept recyklace bude fungovat. Podmínkou je ovšem odstranění právních a regulačních překážek. Pakliže se to podaří, komerční jadernou recyklaci hodlá McGinnis spustit ve velkém během příštího desetiletí.
Článek byl doplněn a upraven z anglického originálu vydaného americkou edicí Epoch Times.
