Najpokrokovejší jadrový reaktor v Indii dosiahol samoudržateľnú fázu, ktorá predstavuje veľký skok pre tamojší program atómovej energie a posúva ho o krok bližšie k zníženiu závislosti od uránu.
Prototyp rýchleho množivého reaktora (PBFR) v Kalpakkam v juhoindickom štáte Tamilnádu dosiahol v pondelok kritický stav – štádium, v ktorom môže jadrová reťazová reakcia sama pokračovať. Keď bude reaktor plne funkčný, India sa stane po Rusku len druhou krajinou, ktorá bude mať komerčný rýchly množivý reaktor.
Odporúčané príbehy
zoznam 3 položiekkoniec zoznamu
Indický premiér Narendra Modi to nazval „hrdým momentom pre Indiu“ a „určujúcim krokom“ pri presadzovaní jadrového programu krajiny.
„Tento pokročilý reaktor, ktorý je schopný vyprodukovať viac paliva, ako spotrebuje, odráža hĺbku našich vedeckých schopností a silu nášho strojárskeho podniku. Je to rozhodujúci krok smerom k využitiu našich obrovských zásob tória v tretej fáze programu,“ uviedol v pondelok v príspevku pre X.
Čo je teda rýchly množivý reaktor a prečo je tento najnovší pokrok dôležitý – pre Indiu a celý svet?
Tu je to, čo vieme:
O čom je indický rýchly množivý reaktor?
Rýchly množivý reaktor je pokročilý jadrový reaktor, ktorý produkuje viac štiepneho materiálu – paliva, ktoré možno použiť na jadrové štiepne reakcie – ako spotrebuje.
Indický rýchly množivý reaktor bol navrhnutý a vyvinutý Centrom pre atómový výskum Indiry Gándhíovej (IGCAR), kľúčovou výskumnou a vývojovou inštitúciou v rámci ministerstva pre atómovú energiu krajiny. Má elektrický výkon 500 megawattov (MWe).
Jadrové reaktory, ktoré India a väčšina ostatných krajín inak používajú, sú známe ako tlakové ťažkovodné reaktory. Používajú urán ako palivo a plutónium chrlia ako odpad.
Ale rýchly množivý reaktor môže potom použiť toto vyvrhnuté plutónium ako palivo na spustenie samoudržiavacej jadrovej reakcie. Rýchle množivé reaktory tiež používajú urán ako palivo, ale potrebujú menej, pretože môžu spotrebovať aj plutónium. Takže v skutočnosti bude reaktor Kalpakkam potrebovať na výrobu elektriny menej uránu ako ťažkovodné reaktory.
Preto sa nazýva druhá etapa indického jadrového programu.
V pondelok indická vláda uviedla, že reaktor je navrhnutý tak, aby „Indii umožnil získať väčšiu energiu zo svojich obmedzených zásob uránu a zároveň pripravil pôdu pre rozsiahle nasadenie reaktorov na báze tória“.
V správe Modiho kancelárie z marca 2024 sa uvádza, že indický PFBR „bude spočiatku používať palivo Uranium-Plutonium Mixed Oxide (MOX). „Deka“ Urán-238 obklopujúca palivové jadro prejde jadrovou transmutáciou, aby sa vyrobilo viac paliva, čím si vyslúži názov „Chovateľ“.
Urán-238 označuje najrozšírenejšiu, prirodzene sa vyskytujúcu formu uránu, ktorá je sama o sebe len slabo rádioaktívna, ale dokáže zachytiť neutróny a zmeniť sa na plutónium.
„Keďže využíva vyhorené palivo z prvého stupňa, (FBR) (rýchly množivý reaktor) tiež ponúka veľkú výhodu v zmysle výrazného zníženia produkovaného jadrového odpadu, čím sa vyhne potrebe veľkých geologických úložísk,“ dodáva správa.
Ako funguje rýchly množivý reaktor?
Paul Norman, profesor jadrovej fyziky a jadrovej energie na univerzite v Birminghame, povedal Al-Džazíre, že – ako uviedol úrad indického premiéra vo svojej správe – rýchle množivé reaktory využívajú plutónium aj urán. Urán sa tiež ďalej premieňa na plutónium.
„Jedným bonusom tohto typu systému je, že môže enormne zvýšiť zásoby jadrového paliva tým, že teoreticky využije ‚celý urán‘ (prostredníctvom konverzie plutónia) a nie len jeho malú časť,“ povedal.
„Túto technológiu možno tiež vyladiť smerom k tóriovým systémom a na Zemi má byť viac tória ako uránu, čo poskytuje ďalšie obrovské zvýšenie množstva jadrového paliva,“ vysvetlil.
Celosvetovo sú zásoby tória štyrikrát väčšie ako zásoby uránu.
A v Indii je táto rovnica ešte viac zaťažená: Krajina je domovom asi 1-2 percent svetového uránu, ale má viac ako 25 percent svetového tória.
Ako obrovské zásoby tória pomáhajú Indii?
Výstavba PFBR sa oficiálne začala v roku 2004 po viacerých odkladoch. Ale jeho dôležitosť zdôraznili vedci krajiny oveľa skôr.
V správe z októbra 1996, ktorú pre Medzinárodnú agentúru pre atómovú energiu napísali indickí vedci Shivram Baburao Bhoje a Perumal Chellapandi, sa uvádza, že program rýchlych reaktorov je v Indii dôležitý kvôli rastúcemu a neustálemu dopytu krajiny po elektrine.
India je po Číne a Spojených štátoch tretím najväčším žrútom energie na svete. S najväčšou svetovou populáciou a rýchlo rastúcou ekonomikou sa očakáva, že spotreba energie v Indii bude ďalej rásť.
Ako ukázala vojna proti Iránu a jej vplyv na globálne ceny energií, pretrvávajúca prevažná závislosť od fosílnych palív predstavuje riziko pre ekonomiky, ako je tá India.
Jadrová energia v súčasnosti predstavuje iba 3 percentá energetického mixu krajiny, ale India to chce dramaticky zvýšiť, z 8 180 MW v roku 2024 na 100 GW do roku 2047.
Práve tam zapadá trojstupňový jadrový program a tórium.
V druhej fáze rýchle množivé reaktory využívajú na výrobu elektriny urán a plutóniový odpad z ťažkovodných reaktorov. Produkujú tiež viac plutónia a ľahší izotop uránu nazývaný urán-233, čo je hotový štiepny materiál, ktorý možno použiť ako palivo v reaktoroch tretieho stupňa.
Tieto reaktory tretieho stupňa, keď budú navrhnuté, budú založené na tóriu. Boli by kŕmené tóriom – ktorého má India dostatok – a uránom-233. Odpad, ktorý by tieto reaktory vyprodukovali: tiež urán-233, ktorý sa môže vrátiť späť ako palivo pre reaktory.
Keď India dokončí svoj trojstupňový proces, bude v skutočnosti schopná výrazne znížiť svoju potrebu prirodzene sa vyskytujúceho uránu a namiesto toho použiť tórium na väčšinu svojich potrieb v oblasti jadrovej energie.
Prečo je to dôležité pre zvyšok sveta?
Ďalšie krajiny – vrátane USA, Francúzska, Spojeného kráľovstva, Japonska a Ruska – pracovali na technológii rýchleho množivého reaktora.
Komerčný rýchly množivý reaktor má však doteraz iba Rusko.
Norman povedal, že problémy s materiálmi reaktorov, prepracovaním a ekonomikou celého procesu často tiež zastavili rozsiahle nasadenie takýchto systémov.
Ak India dokáže premeniť úspech svojho prototypu reaktora na komerčný model na výrobu jadrovej energie, mohlo by to inšpirovať ďalšie krajiny, aby nasledovali tento príklad.
