TRANSMUTAČNÍ REAKTOROVÉ SYSTÉMY


ADTT - naděje jaderné energetiky nebo stále ještě utopie?


  Úvod
  Možnosti transmutace štěpných produktů a aktinidů
  Neutronový zdroj pro ADTT
  Podkritický reaktorový systém (blanket)
  Chemické problémy ADTT
  Výzkumné programy ve světě a jejich cíle
  Možnosti ČR
  Závěr a zhodnocení
  Literatura


Podmínky akceptovatelnosti jaderné energetiky

Současnou situaci ve využívání jaderné energie lze rámcově charakterizovat tak, že jaderná energetika je resp. může být veřejností akceptovatelná při splnění čtyř základních podmínek. Je tedy považováno za nezbytné:



Využití jaderných transmutací

Možnost využití jaderných transmutací je známá již delší dobu, avšak teprve v posledních letech byly získány bližší informace o různých typech přeměn i relativně nejschůdnějších cestách k dosažení stabilních resp. krátkodobých nuklidů.

Významný pokrok v několika důležitých oblastech, zejména pak ve vývoji nových urychlovačů a možnostech jejich širokého využití, v materiálové oblasti jaderných zařízení a v separačních metodách, podstatně přispěl k vážným úvahám o reálnosti principiálně nové možnosti zneškodňování jaderných odpadů na bázi jejich jaderné transmutace. Podle věrohodných odborných odhadů by vhodnými transmutacemi mohlo dojít ke zkrácení doby kontrolovaného uložení odpadů pouze na stovky let. Přitom by celkové množství odpadů proti stávajícímu stavu bylo sníženo alespoň 10x. I když se ani tyto technologie v posledu bez úložiště odpadů neobejdou, mohou především časově, ale i objemem redukovat stávající problém na mnohem přijatelnější úroveň. To vše dokonce při zisku další energie.



Podkritický reaktorový systém (blanket)

Použití urychlovače k pohánění (řízení) reaktorových systémů určených pro "jaderné spalování" radioaktivních odpadů (štěpných produktů) i pro výrobu elektrické energie (spalovaním aktinidů) umožňuje jaderné reaktory provozovat s podkritickým množstvím jaderného paliva. Systém pracuje jako násobící soustava s vnějším zdrojem neutronů. Obávaná havárie typu nekontrolovatelného nadkritického stavu by tak byla vyloučena. Tepelný výkon podkritického systému může být poměrně snadno ovládán např. nastavováním výkonu svazku protonů, resp. jiných urychlovaných částic. Ovšem ani použití klasických reaktorových řídících systémů není předem vyloučeno.



Podmínka účinné jaderné transmutace

Základní fyzikální podmínkou účinné transmutace dlouhodobých aktinidů a štěpných produktů je intenzivní hustota toku tepelných neutronů. Kombinací vysokých hodnot hustoty toku neutronů a účinného průřezu lze pak dosáhnout v řadě případů velké transmutační rychlosti. Je proto prvním z řady problémů zajistit velice intenzivní zdroj neutronů. I zde však došlo k významnému pokroku a tak lze o takovém zdroji již seriózně uvažovat. Může být získán např. pomocí linearního urychlovače protonů s využítím tříštivých (spalačních) reakcí.




Tříštivé (spalační ) reakce

Při dopadu protonového svazku s vysokou energií na terčík, který obsahuje těžká jádra, dochází k tříštivým jaderným reakcím (nuclear spallation reactions), tzn., že terčík je zdrojem různých druhů intenzivních svazků.

Zdá se být již nyní zřejmé, že právě spalační zdroj může být vhodným řešením požadavků systémů ADTT. Možným zdrojem protonů může být velice výkonný lineární urychlovač. Pokrok v jejich technologii byl dosažen nejen v rámci základního fyzikálního výzkumu, ale i ještě nedávno diskutovaných tzv. hvězdných válek. Zkoumají se však i jiné možnosti uspořádání neutronového zdroje, včetně kombinací méně intenzivních svazků urychlených částic s podkritickou násobící soustavou.



Následující stránky mohou dát odpověď na otázku "Jsou urychlovačem řízené systémy nadějí jaderné energetiky nebo jsou stále ještě utopií?".

Autoři textu: Karel Matějka, Jaroslav Zeman, Kamil Tuček - FJFI ČVUT, Břehová 7, 115 19 Praha 1
  Miloslav Hron, Ivo Peka - Ústav jaderného výzkumu Řež a.s., 250 68 Řež
Stránky vypracoval: Jaroslav Zeman - FJFI ČVUT

 

Zpět na začátek stránky

| 

Email: zeman@troja.fjfi.cvut.cz 

Domovská stránka KJR-FJFI