Jaderný reaktor do každé rodiny? Sen o domácí elektrárně a technologie, která se do sklepa nevejde
V jeho útrobách se skrývá technologický zázrak – MMRTG (Multi-Mission Radioisotope Thermoelectric Generator). Zjednodušeně řečeno: "jaderná baterie".
A teď se vraťme nohama na Zem, do českého rodinného domu, kde s obavami sledujeme účty za plyn a elektřinu. Nabízí se logická, skoro až kacířská otázka: Když může mít rover na Marsu malý válec, který mu dává teplo a proud desítky let, proč ho nemám já ve sklepě místo kotle?
Odpověď je fascinující cestou od fyzikálních zákonů až po plány firem jako Rolls-Royce nebo ČEZ, které nám sice nedají reaktor do sklepa, ale možná nám jím brzy vytopí celé město.
Tajemství RTG: Proč Curiosity na Marsu nepotřebuje dobíjet
Abychom pochopili, proč "marsovskou baterii" nemůžeme koupit v hobbymarketu, musíme se podívat, co to vlastně je. To, co má Curiosity na zádech, totiž není jaderný reaktor. Je to spíše "horký kámen".
Uvnitř je několik kilogramů oxidu plutonia-238. Tento materiál je nestabilní a přirozeně se rozpadá. Při tomto rozpadu vzniká teplo. Hodně tepla. Materiál je tak horký, že by se rozžhavil do červena. Generátor toto teplo pomocí termočlánků mění na elektřinu.
Proč to tedy nemáme doma? Důvody jsou tři a jeden je pádnější než druhý:
Cena: Plutonium-238 je jedna z nejdražších látek na světě. Výroba zdroje pro Curiosity stála desítky milionů dolarů. Váš kotel by tak stál více než celá vaše ulice i s domy.
Výkon: Tady přichází největší zklamání. Ten "zázračný válec" dává jen asi 110 Wattů elektrického výkonu. To je sotva na jednu starou žárovku a nabíjení mobilu. Celý dům by to neutáhlo ani omylem. (Pro fyzikální rýpaly dodejme, že tepelný výkon je sice cca 2000 W, což by teoreticky stačilo na vytopení jednoho skvěle izolovaného pasivního domu, ale vzhledem k astronomické ceně paliva je to naprostý ekonomický nesmysl).
Bezpečnost: Mít ve sklepě vysoce toxický radioaktivní materiál, který by se při nehodě nebo požáru mohl uvolnit do ovzduší, je noční můra, kterou žádný úřad na světě nepovolí.
Cesta "rozpadu" (RTG) je tedy slepá ulička. Ale co cesta "štěpení" – tedy skutečný, zmenšený reaktor?
Infobox:
Jaderný kardiostimulátor
To, co dnes pohání rover na Marsu, nosili v 70. letech někteří lidé přímo u srdce.
V době, kdy běžné baterie do kardiostimulátorů vydržely sotva dva roky, lékaři implantovali přístroje poháněné miniaturním článkem s plutoniem-238 (stejný izotop, jaký používá NASA). Cílem bylo vytvořit strojek, který vydrží "na věky".
Bezpečnost byla extrémní – plutonium bylo zapouzdřeno v titanu, který měl odolat i žáru kremace nebo výstřelu ze zbraně. Technologie se přestala používat s nástupem levnějších lithiových baterií, ale někteří pacienti s tímto "jaderným srdcem" žijí dodnes.
(Absurdní scéna domácího sklepa s radioaktivním generátorem)
Malé modulární reaktory (SMR) vs. Temelín: V čem je rozdíl?
Tady se dostáváme k tomu, co plní titulky novin – SMR (Small Modular Reactors) neboli malé modulární reaktory. Tady už nejde o pasivní horký kámen, ale o klasické štěpení uranu, jaké známe z Temelína nebo Dukovan, jen v menším balení.
Ale pozor na slovíčko "malý". V jaderném průmyslu "malý" neznamená velikost ledničky.
Zatímco velký reaktor (Temelín) je gigantický komplex o výkonu přes 1000 MW, SMR se snaží být kompaktnější. Samotná nádoba reaktoru se sice vejde na kamion nebo železniční vagón, ale celá elektrárna – s budovou, turbínou, chlazením a zabezpečením – zabere plochu zhruba dvou fotbalových hřišť.
Představte si to jako rozdíl mezi stavbou katedrály (Temelín) a montovanou halou (SMR). SMR se vyrobí v továrně na lince, přiveze se na místo, smontuje se jako stavebnice a zapojí. Rolls-Royce, firma proslulá motory do letadel a luxusními vozy, je v tomto lídrem, protože už 60 let vyrábí malé reaktory pro britské ponorky. Teď tuto technologii chtějí vytáhnout z vody na souš.
(Ilustrace - Dramatické srovnání obrovské tradiční jaderné elektrárny s kompaktním, moderním malým modulárním reaktorem)
Infobox:
Mikro-reaktory: Energie v kontejneru (ale ne pro vaši vesnici)
Možná jste slyšeli o mikro-reaktorech (např. projekt eVinci od Westinghouse), které se skutečně vejdou do přepravního kontejneru a mají výkon 1–5 MW. Teoreticky by to stačilo pro jednu větší vesnici.
Proč je tedy neplánujeme pro každou obec? Je to čistá ekonomika. Náklady na pořízení, ostrahu (stále je to jaderný materiál!) a provoz jsou tak obrovské, že pro běžnou vesnici s 500 obyvateli by cena elektřiny byla astronomická. Tyto mikro-zdroje dávají smysl jen tam, kde peníze nehrají roli nebo kde není jiná možnost – polární stanice, vojenské základny v poušti nebo doly na Aljašce. Pro běžnou obec se to (zatím) nevyplatí.
Budoucnost vytápění v ČR: SMR místo uhelných tepláren
Pokud tedy SMR nebudeme mít ve sklepě a nevyplatí se ani pro malou vesnici, k čemu jsou? Odpověď zní: Teplárny.
Česká republika je specifická tím, že máme rozsáhlou síť centrálního vytápění. Většina velkých měst je závislá na uhelných teplárnách, které ale budou muset skončit. A čím je nahradit? Plyn je drahý a geopoliticky ošemetný. Solární panely v lednu, když mrzne, vodu neohřejí.
Zde nastupuje ČEZ a vize SMR. Plán není postavit reaktor v každé ulici, ale umístit ho tam, kde dnes stojí uhelná teplárna za městem. Jediný modulární reaktor dokáže vyrobit dostatek tepla pro desítky tisíc domácností a k tomu elektřinu pro průmysl. Místo kouře z komína by šla jen pára z chlazení. Horká voda v radiátorech na sídlišti v Brně, Ostravě nebo Praze by tak v budoucnu mohla být ohřívána štěpením atomu.
(Ilustrace - Moderní modulární reaktor (SMR) nahrazuje starou uhelnou teplárnu, z níž stoupá jen čistá pára, symbolizující ekologickou budoucnost.)
Kdy vyroste první SMR v Česku a je to bezpečné?
Zní to skvěle, ale má to háček. Zatímco rover Curiosity už po Marsu jezdí, komerční SMR pro města se teprve rodí na rýsovacích prknech a v prvních pilotních projektech.
Brzdou není ani tak technika, jako byrokracie a strach. Povolit jaderné zařízení trvá roky. Úřady musí mít jistotu, že i když reaktor stojí kousek od města, je absolutně bezpečný. Moderní SMR naštěstí sázejí na "pasivní bezpečnost". To znamená, že k bezpečnému odstavení nepotřebují čerpadla a elektřinu (která selhala ve Fukušimě), ale stačí jim fyzikální zákony – gravitace a přirozená cirkulace vody. A fyzikální zákony se, na rozdíl od čerpadel, nepokazí.
První SMR by měl v Česku vyrůst v areálu Temelína kolem roku 2032. Pokud se osvědčí, možná se naše děti budou dívat na staré fotky uhelných komínů stejně nevěřícně, jako my dnes koukáme na parní lokomotivy. Reaktor ve sklepě mít nebudeme, ale teplo z jádra doma mít budeme. A to je možná ještě lepší.
Co si o tom myslíte? Chtěli byste mít jistotu tepla z malého reaktoru za městem, nebo ve vás blízkost jádra stále vzbuzuje obavy? Napište mi do komentářů nebo na e-mail.
Děkuji vám, že jste článek dočetli až do konce. Pokud se vám můj přístup k vědě, vesmíru a kritickému myšlení líbí, zvažte prosím vstup do Klubu zvědavců níže. Přes e-mail spolu můžeme zůstat v přímém kontaktu zcela nezávisle na tom, co zrovna dělají algoritmy sociálních sítí nebo vyhledávačů.









