USA plánuje recyklovať jadrové palivo
Do roku 2035 doslúži v Spojených štátoch 30 % uhoľných elektrární, ktoré chce americké ministerstvo energetiky nahradiť jadrovými. Aby sa do roku 2050 dosiahla uhlíková neutralita, ministerstvo odhaduje, že bude potrebné postaviť dodatočných 200 gigawatt (GW) atómových kapacít. Podľa zistení ministerstva možno viac ako 300 existujúcich alebo uzavretých uhoľných elektrární prebudovať tak, aby na ich pozemkoch mohli stáť uránové zásobníky.
Pre jadrovú energetiku je to po desaťročiach stagnácie skvelá správa, lenže s chystaným rozvojom jadra prichádza nevyhnutne otázka, čo s obrovským množstvom vyhoreného rádioaktívneho paliva.
Kam s ním?
Jadrová energia bola posledných 50 rokov brzdená byrokratickými prekážkami, ktoré prakticky zastavili výstavbu nových jadrových elektrární v Spojených štátoch. Tieto prekážky pramenia z obáv verejnosti po haváriách reaktorov v Černobyle, Three Mile Island a Fukušime a z obáv z toxicity použitého jadrového paliva a jeho možného opätovného použitia v jadrových zbraniach.
Od roku 1992 sú Spojené štáty závislé od dovozu väčšiny z 18 tisíc ton uránu potrebného na pohon 94 komerčných reaktorov (na Slovensku je ich 5). Najviac uránu sa dováža z Kanady, Kazachstanu, Ruska, Uzbekistanu a Austrálie.
Jadrové palivo má podobu malých keramických peliet zložených z obohateného uránu-235 a uránu-238. Palivo poháňa reaktory päť rokov, než sa spotrebuje. Počas tohto obdobia sa v štiepnom procese spotrebujú len asi 4 % materiálu.
V Spojených štátoch je zostávajúci produkt, ktorý k dnešnému dňu predstavuje viac ako 85 tisíc metrických ton, odstránený z reaktorov ako rádioaktívny odpad a na mieste sa ponorí do vody, aby sa ochladil na niekoľko rokov, kým nestratí časť svojej rádioaktivity. Potom sa balí do špeciálnych kontajnerov a skladuje sa po neobmedzenú dobu, obvykle v areáli elektrární.
Podľa Centra pre kontrolu a šírenie zbraní je dnes v 34 štátoch USA viac ako 60 skladov. Podľa americkej legislatívy by sa o bezpečnú likvidáciu jadrového odpadu malo starať ministerstvo energetiky. To však túto úlohu prenecháva samotným energetickým spoločnostiam, zatiaľ čo čaká na finančné prostriedky na vybudovanie hlbinných úložísk.
Medzitým sa objem vyhoreného jadrového paliva, ktoré prevádzkovatelia jadrových zariadení uchovávajú v dočasných skladoch, každoročne hromadí o ďalších 2 000 ton, čo viedlo k tomu, že energetické spoločnosti úspešne žalovali vládu za porušenie zmluvy.
„Ak nevyriešime problém s odpadom, tie podniky sa nepretrhnú v objednávaní ďalších reaktorov. Keď si kúpia reaktor, automaticky súhlasia s tým, že im na mieste uviazne jadrový odpad,“ myslí si Ed McGinnis, generálny riaditeľ firmy Curio, ktorá plánuje v Amerike recyklovať jadrové palivo. Aby chod jadrovej elektrárne fungoval efektívne, je podľa neho potrebné zaistiť okrem údržby a paliva aj systém nakladania s jadrovým odpadom.
Spracovanie použitého paliva
Hoci spoločnosť Curio vyvinula svoju vlastnú inovatívnu a „environmentálne udržateľnú“ technológiu recyklácie, pôvodný proces spracovania vyhoreného jadrového paliva bol vyvinutý v Spojených štátoch v 50. rokoch 20. storočia a v iných krajinách sa už po desaťročia komerčne využíva.
Orano, jedna z najväčších jadrových recyklačných spoločností na svete, znovu spracovala od roku 1976 viac ako 40 tisíc ton použitého jadrového paliva, z ktorých veľká časť je umiestnená späť do reaktorov na výrobu elektriny, uviedol riaditeľ komunikácie spoločnosti Curtis Roberts.
Vyhorené palivo sa spracováva vo francúzskom závode spoločnosti a Roberts odhaduje, že 10 % francúzskej elektriny pochádza práve z recyklovaného jadrového paliva. „Na rozdiel od Spojených štátov Francúzsko nepotrebuje medzisklady, pretože recyklácia uránu a plutónia z použitého paliva poskytuje životaschopné riešenie jeho správy,“ uviedol Roberts pre The Epoch Times.
Neistota pre investorov
Recyklačné snahy boli v 70. rokoch minulého storočia zastavené kvôli obavám Carterovej vlády, že použité palivo bude slúžiť ako materiál na šírenie jadrových zbraní. Odvtedy sú firmy pri investovaní do recyklácie značne opatrné.
Májová správa právnej analytičky Jane Accomandovej a Patricka Pennella v tejto súvislosti hovorí: „Hoci niekoľko ďalších krajín a určité americké vládne zariadenia palivo znovu spracovávajú, Spojené štáty nevyvinuli odvetvie na spracovanie (vyhoreného paliva) v komerčnom meradle. Hoci to zákon nezakazuje, možnosť prezidenta obmedziť alebo zakázať komerčné spracovanie vytvára značnú neistotu pre súkromných investorov.“
V poslednej dobe sa však objavujú náznaky, že sa politické vetry môžu otočiť. Americké ministerstvo energetiky vyhlásilo v októbri 2022 dotácie vo výške 38 miliónov dolárov (cca 34 miliónov eur) rôznym univerzitám a súkromným spoločnostiam na nájdenie riešení pre „zníženie dopadov likvidácie jadrového paliva použitého v ľahkovodných reaktoroch“.
V rámci tohto programu dostala spoločnosť Curio 5 miliónov dolárov na rozvoj programu recyklácie v komerčnom meradle prostredníctvom procesu, ktorý nazvala NuCycle. Ten rieši aj otázku zneužitia odpadu na šírenie jadrových zbraní.
Tento rok v apríli usporiadal podvýbor Snemovne reprezentantov pre energiu, klímu a bezpečnosť siete vypočutie s cieľom nájsť alternatívy pre likvidáciu vyhoreného jadrového paliva a diskusie potvrdili, že zostávajúce prekážky pre recykláciu jadrového paliva sú skôr politické ako technické, uvádza podľa Accomandová a Pennella.
Vyhorené palivo nie je bezcenné
Recyklačné spoločnosti hovoria, že to, čo označujú ako „mierne použité jadrové palivo“, má veľkú hodnotu. „Nielenže zostáva 96 % energetickej hodnoty, ktorú je možné premeniť na nové palivo, ale toto päťročné obdobie štiepenia vytvára množstvo vysoko cenných a veľmi vyhľadávaných izotopov,“ vysvetľuje McGinnis, šéf firmy Curio.
Tieto izotopy sa podľa neho dajú použiť na boj s rakovinou alebo inú medicínsku oblasť, pre priemysel, pre oblasť národnej bezpečnosti či pre vesmírne základne. Obrovskú hodnotu majú dokonca aj niektoré nerádioaktívne izotopy, tvrdí podnikateľ.
Pretože vo vyhorenom palive zostáva dostatok energie, pokiaľ sa zrecykluje, stačilo by na pokrytie energetických potrieb Ameriky na ďalších 150 rokov, hovorí McGinnis.
Prostredníctvom recyklácie je možné 96 % použitého jadrového paliva, obsahujúceho 95 % uránu a 1 % plutónia, premeniť na nové jadrové palivo alebo použiť na iné účely. Zostávajúce 4 % sú uzavreté do skla a umiestnené v kovových nádobách asi na 300 rokov, kým sa nerozpadnú na pôvodnú nízku úroveň rádioaktivity, akú mal urán pri ťažbe. Na porovnanie, v súčasnosti sa doba skladovania vyhoreného jadrového paliva pohybuje medzi 10 až 100 tisíc rokmi.
Roberts hovorí, že Orano pracuje na nájdení využitia aj pre niektoré zo zvyškových 4 %, ktoré obsahujú „potenciálne užitočné materiály, ako je kryptón-85, stroncium-90, amerícium-241 a prvky vzácnych zemín a lantanoidov“.
Jadrová recyklácia na obzore
Federálna vláda ponúka v súčasnej dobe granty a aj súkromné financovanie sa za posledných päť rokov zvyšuje, avšak záujem o recykláciu jadrového paliva podľa angažovaných firiem kolíše v závislosti na technologickom vývoji, ponuke a dopyte po jadrovom palive, ale najviac kvôli vládnej politike.
Komisia pre jadrový dohľad „identifikovala 23 nedostatkov vo svojich vlastných predpisoch pre opätovné spracovanie vyhoreného paliva, ktoré nikdy úplne nevyriešila,“ poznamenáva Roberts, hoci „spôsoby, ako tieto nedostatky prekonať, boli z veľkej časti identifikované“.
Okrem regulačných problémov však musia recyklačné spoločnosti čeliť aj zákonom USA. „Akékoľvek úsilie o nový pohľad na tento cenný národný zdroj a udržateľný prístup k recyklácii nebolo v skutočnosti možné, pretože by ste museli zmeniť zákon o hospodárení s jadrovým odpadom, a to by vyžadovalo podporu oboch strán,“ hovorí McGinnis.
Silnú podporu pre jadrovú energiu je u demokratov i republikánov vidieť až v posledných troch alebo štyroch rokoch, podotýka. Jeho firma Curio plánuje do konca budúceho roka dokázať na existujúcom vyhorenom palive, že ich koncept recyklácie bude fungovať. Podmienkou je však odstránenie právnych a regulačných prekážok. Ak sa to podarí, komerčnú jadrovú recykláciu chce McGinnis spustiť vo veľkom počas budúceho desaťročia.
Pôvodný článok
