dnes je pondělí 21. října 2019, svátek má Brigita  11:59  
    Encyklopedie Energie  -> Výklad
        
     Rozšířené hledání
     Menu
  Encyklopedie Energie
    Výklad
    Slovník
    Pokusy
    O encyklopedii
    RAO
    Schémata Elektráren
  Bheliom
  Objednávka

URYCHLOVAČEM ŘÍZENÝ REAKTOR

Další možný způsob uvolňování jaderné energie spočívá ve využití tříštivých reakcí vyvolaných urychlenými protony. Tento princip byl navržen již v padesátých letech a nyní prožívá svoji velkou renesanci. Nejčastěji je dnes označován zkratkou ADTT z anglického "urychlovačem řízená transmutační technologie". Podle ADTT obsahuje reaktor jen podkritické množství štěpitelného paliva. Znamená to, že se v něm nedostává neutronů k udržení řetězového charakteru jaderného štěpení. Řetězová reakce bude probíhat jen tehdy, umístíme-li do reaktoru silný zdroj neutronů.
Takovým zdrojem neutronů má být terčík z těžkého prvku (např. z thoria či z olova) bombardovaný svazkem vysoce urychlených protonů. Jádro těžkého prvku, které vždy obsahuje mnoho neutronů, se totiž po zásahu rychlým protonem zpravidla roztříští. Takto uvolněné neutrony vyvolají štěpení jader v reaktoru, který terčík obklopuje. To znamená, že výkon reaktoru bude možné přímo regulovat pomocí výkonu urychlovače, který je zdrojem bombardujících protonů. To je velmi praktické a hlavně bezpečné při jakékoli nesnázi stačí vypnout urychlovač a reakce okamžitě vyhasne.

Staveniště první demostrační jednotky
ADTT v Los Alamos.

Proč se tento princip zatím nevyužívá?
Hlavní překážkou je příliš nízká účinnost dodávky neutronů prostřednictvím urychlovače protonů. Do urychlovače je potřeba zavést mnohem více energie, než kolik pak nese svazek protonů, a zdaleka ne všechny protony způsobí tříštivé reakce. Kromě toho je samotná výstavba urychlovače velmi drahá. Naději na výrazný pokrok přinesl až rozvoj nových urychlovačů tzv. protonových děl v rámci projektu "hvězdných válek", který probíhal v USA v osmdesátých letech. Jedno takové velké protonové dělo se nachází v Národní laboratoři Los Alamos a má se nyní stát základem pro první experimentální provoz ADTT.

Optimistické odhady uvádějí, že i přes pokrok v konstrukci urychlovačů bude u ADTT celá jedna pětina vyrobené elektřiny určena na provoz urychlovače. Jinými slovy, bezpečnější řízení elektrárny půjde na úkor účinnosti provozu. Naštěstí má ADTT i jiné, v dnešní době velmi podstatné výhody:

Základní schéma elektrárny řízené urychlovačem (ADTT).
  • obdobně jako v rychlých reaktorech lze pomocí ADTT transmutovat thorium na uran 233. V případě ADTT se ale uran 233 využije jako palivo okamžitě, bez nepříjemné okliky přes úpravnu;
  • bez náročných úprav lze v ADTT spalovat i přebytky plutonia, které jsou dnes nebezpečným pozůstatkem z období rozsáhlého jaderného zbrojení. Úpravy plutonia pro klasické elektrárny jsou komplikované jak z hlediska ochrany životního prostředí, tak z hlediska zajištění plutonia před vojenským či teroristickým zneužitím;
  • pomocí ADTT lze přeměnit (transmutovat) dlouhožijící radioaktivní prvky na prvky s podstatně kratší dobou rozpadu.
    Podle ADTT mohou neutrony v reaktoru po stupně "rozbít" všechny těžké dlouhožijící radioizotopy.
Největší demonstrační elektrárna
s rychlým množivým reaktorem - francouzský Superphénix.

Právě poslední bod znamená velkou naději pro ty, kteří se nedokáží smířit s dlouhodobou radiací vyhořelého jaderného paliva. Projekty založené na ADTT předpokládají, že se vyhořelé jaderné palivo z tradičních elektráren dále energeticky využije a přitom se zároveň zlikvidují radioaktivní látky s dlouhým poločasem rozpadu. Projekt je velmi lákavý i ekonomicky z části peněz, které již dnes jaderné elektrárny spoří na likvidaci vyhořelého jaderného paliva (tedy zatím na hlubinná úložiště), by se u elektráren vybudovaly urychlovače, a ty by vedle likvidace nebezpečných zářičů pomáhaly vyrábět další elektřinu. To, co dnes považujeme za odpad, by bylo díky ADTT opět palivem.

A hlavní obtíže? První jsme již uvedli nedostatečná účinnost urychlovačů. Zbývá vyjasnit i přechod protonů z vysokého vakua urychlovače do prostředí horkého olověného či thoriového terčíku a chlazení terčíku. Celou řadu komplikací bude přinášet také třídění velmi aktivních látek. Odpady (stabilní a krátkožijící produkty jaderných reakcí) bude nutné oddělovat od dlouhožijících radioizotopů, které musí v reaktoru zůstat spolu s palivem, aby byly transmutovány. Nezbývá než věřit, že uvedené komplikace nebudou pro odborníky nepřekonatelné.




simopt@simopt.cz
    Zajímavé odkazy Reklama na energyWebu    
    Počítadlo přístupů
   
16944968

Creative Commons License
energyWeb is licensed under a Creative Commons Attribution-Noncommercial-No Derivative Works 3.0 Unported License.
Based on a work at http://www.energyweb.cz. Permissions beyond the scope of this license may be available at www.energyweb.cz.