Ve světě dnes leží v provizorních skladech tisíce metrických tun použitého pevného paliva z elektráren a k tomu miliony litrů radioaktivního kapalného odpadu z produkce zbraní. Část je v kontejnerech, část v nádržích, často dlouhé dekády. A právě tahle časová škála – tisíciletí – je důvod, proč je jaderný odpad tak politicky toxické téma.

V americkém Jefferson Lab (Thomas Jefferson National Accelerator Facility spadající pod U.S. Department of Energy) teď vzniká technologie, která slibuje posun v řádu, ne v procentech. Projekt pracuje na Accelerator-Driven Systems (ADS): řešení, které má „přepálit“ dlouho žijící radionuklidy na izotopy s kratším poločasem. Podle aktuálního rámce by to mohlo zkrátit potřebnou dobu izolace odpadu o 99,7 % – zhruba ze 100 000 let na přibližně 300 let.

Sen o nekonečné energiiSen o nekonečné energii

Jaderná fúze míří na burzu. Startup General Fusion láká Wall Street na energii budoucnosti

Jak „spálit“ to, co má vydržet navždy

Základní princip ADS je elegantní i brutální zároveň. Urychlovač vyšle vysokoenergetický protonový svazek do těžkého kovového terče – uvažuje se například o kapalné rtuti. Dopad vyvolá proces zvaný spallace, při kterém vzniká proud neutronů. Ty pak bombardují samotný jaderný odpad (minor actinides a dlouhožijící produkty štěpení) a postupně ho přeměňují na stabilnější nebo kratší dobu radioaktivní prvky.

Nejde jen o „likvidaci“ odpadu. Štěpné reakce spuštěné tímto bombardováním generují teplo – a to lze proměnit na bezemisní elektřinu. V jednom konceptu se tak propojuje dekontaminace s výrobou energie. Pokud to zní jako sci-fi, je dobré připomenout, že technologicky je to stále výzkum: Jefferson Lab je podle dostupných informací v optimalizační fázi a k velkému nasazení má projekt ještě roky.

8,17 milionu dolarů a cíl: zlevnit supravodivost

Klíčovým „úzkým hrdlem“ jsou samotné urychlovače: tradičně spoléhají na drahé kryogenní chlazení, aby se dostaly na teploty potřebné pro supravodivost. Jefferson Lab jde jinudy. V rámci programu NEWTON (Nuclear Energy Waste Transmutation Optimized Now) financovaného částkou 8,17 milionu dolarů vyvíjí nové supravodivé radiofrekvenční (SRF) dutiny pro vysoce výkonné protonové lineární urychlovače.

Konkrétně se pracuje na dutinách z niobu potažených tenkou vrstvou cínu, která vytvoří intermetalickou sloučeninu niob–cín s vysokým výkonem. Výsledek má umožnit supravodivý stav při vyšší teplotě, konkrétně 18 kelvinů. To je zásadní detail: vyšší teplota znamená potenciálně levnější provoz a realističtější cestu k tomu, aby urychlovače nebyly jen laboratorní raritou.

Program JanusProgram Janus

Jádro kdykoli a kdekoli. Pentagon testuje modulární reaktor, který se vejde do letadla

Zatímco Amerika zkoumá, Evropa kope hluboko

Je tu ale kontrast, který se nedá přehlédnout. Zatímco ADS zůstává ve fázi vývoje, některé země mezitím volí přímé, inženýrsky „poctivé“ řešení: hlubinná úložiště. Finsko v roce 2024 představilo Onkalo – první trvalé hlubinné úložiště pro vysoce aktivní odpad. Leží na ostrově Olkiluoto více než 400 metrů pod zemí ve stabilním podloží a používá vícebariérový systém KBS-3, který má izolovat vyhořelé palivo po dobu 100 000 let.

Metoda je založená na jasné logice vrstev: vyhořelé palivo se uloží do měděných kontejnerů, ty se umístí do tunelů, obalí bentonitovou jílovou vrstvou a vše se uzavře do horninového masivu tak, aby se minimalizovalo riziko úniku radiace. Provozovatel Posiva na projektu pracoval přes 25 let a Onkalo je často popisováno jako milník pro udržitelnost jaderné energetiky.

Podobný směr zvolilo Švédsko, které loni v říjnu zahájilo výstavbu vlastního hlubinného úložiště. A zhruba tucet evropských zemí plánuje další projekty. V USA se naopak návrh dlouhodobého řešení – úložiště pod Yucca Mountain v Nevadě (asi 300 metrů pod zemí a 300 metrů nad hladinou podzemní vody) – opakovaně stává politickým ping-pongem, který se mění s tím, kdo sedí v Bílém domě.

Důsledek je prozaický: odpad se hromadí převážně tam, kde vzniká – u elektráren a zpracovatelských zařízení. Některé zásoby jsou v meziskladech už od 40. let. A v Hanfordu čeká na zpracování přes 200 milionů litrů vysoce radioaktivního kapalného odpadu, směsi tekutiny, sedimentu a kalu v nádržích. Držet takové množství „na neurčito“ není plán, jen odklad.

ByznysByznys

Westinghouse chystá nábor stovky nových zaměstnanců ve Španělsku. Reaguje na zájem o jejich jaderné reaktory

Jaderný boom problém nevymaže, jen ho zvětší

Téma odpadu se přitom s velkou pravděpodobností vrátí do popředí ještě ostřeji. Projekce říkají, že globální jaderná kapacita by se do roku 2050 mohla více než zdvojnásobit na přes 1 000 GW(e). Polovina růstu má připadnout na Čínu, která má do roku 2030 nakročeno k tomu, aby v objemu jaderné flotily předstihla USA. Staví přes 30 nových reaktorů – téměř třetinu všech právě budovaných jaderných elektráren na světě – a investuje jak do velkých Gen III/IV projektů, tak do malých modulárních reaktorů (SMRs).

A Čína není sama: přibližně 50 zemí včetně Egypta, Bangladéše nebo Turecka dnes zvažuje či plánuje jaderné programy, které by mohly do roku 2050 přidat zhruba 160 GWe. To je dobrá zpráva pro bezemisní výrobu elektřiny. Současně je to ale multiplikátor odpadu – a tedy tlak na řešení, která jsou nejen technicky funkční, ale i politicky průchozí.