Ideální jaderný reaktor? Průměr 75 centimetrů a přes kilometr pod zemí
foto: Pixabay/Ilustrační foto geotermální elektrárny
Americký startup Deep Fission plánuje revoluční jaderné reaktory: Víceméně tradiční technologii chce vměstnat do devítimetrového tubusu o průměru 75 centimetrů a výkonem 15 MW.
Malé modulární reaktory (SMR) amerického startupu Deep Fission se od jiných projektů SMR liší nejenom tím, že jsou opravdu malé, ale především umístěním. Sestavu takových reaktorů plánuje startup umístit do hlubokých vrtů: počítá s deseti reaktory v souběžných vrtech, aby daly výkon 150 MW – a v typickém nasazení plánuje i klastry takových vrtů, s výkonem i 2 GW.
Princip je jednoduchý: nadloží – kalkulačně 1,5 kilometru – má fungovat jako přirozený kontejnment, tedy vnější obal, který u běžných reaktorů představuje desítky tisíc tun betonu a jednu z největších nákladových položek při stavbě. Na povrch se má vést, v uzavřeném tzv. sekundárním okruhu, jen pára pro pohon turbíny/generátoru. V podstatě tedy jde o obdobu geotermální elektrárny – jenom s tím rozdílem, že teplo vodě nepředává magma, ale primární okruh reaktoru, v němž probíhá štěpná reakce.
Startup tvrdí, že jeho technologie malých modulárních reaktorů, jež nazývá Gravity, představuje levnější, bezpečnější a rychleji nasaditelnou alternativu k tradičním jaderným zdrojům. Firma už oznámila první předběžné dohody na 12,5 GW vyrobené energie. Zájemci jsou datová centra, průmyslové parky a další partneři a první zvažované lokality jsou v Kansasu, Texasu a Utahu.
Od úložiště k elektrárně
Projekt reaktorů Gravity navazuje na výsledky výzkumu a vývoje firmy Deep Isolation, která se zaměřovala na ukládání jaderného odpadu ve vrtech. Při analýzách bezpečnosti se podle zakladatelky Deep Isolation Liz Muller ukázalo, že podmínky v hlubokém vrtu se překrývají s tím, co potřebuje pro provoz tlakovodní reaktor. Zakladatelka neváhala a provedla „pivot“: založila Deep Fission a s pomocí grantů amerického ministerstva energetiky chce spustit pilotní provoz – se štěpnou reakcí – již v létě 2026.
Ke splnění šibeničního termínu – a hlavně při následných povolovacích procesech – má pomoci, že Deep Fission důsledně uplatňuje technologie, které používá většina amerických jaderných bloků. Týká se to i paliva, jímž má být nízko obohacený uran. Schvalování však přesto zůstává největší neznámou. Cílem je, aby regulátor projekt hodnotil v rámci existujících pravidel (jinak nevyhnutelně dojde k mnohaletému zpoždění). Ta však nepočítají s tím, že reaktor bude zakopaný hluboko pod zemí, monitorovaný převážně na dálku a hlavně spoléhající na geologii jako klíčový bezpečnostní prvek.
Ani hluboký vrt nemusí zajistit bezpečnost
Právě bezpečnost je pro Deep Fission hlavním argumentem. Startup se spoléhá na analogii s ropným průmyslem. Ten umí dlouhodobě chránit podzemní vodu i při průchodu látek podstatně „špinavějších“, než je voda kolující v systému reaktoru. Umístění reaktoru hluboko pod zemí také odstraňuje rizika leteckých útoků, havárií vozidel, extrémního počasí či povodní. V nejhorším scénáři podle prezentačních materiálů startupu může dojít k poškození zařízení, ale ne k ohrožení lidí nebo životního prostředí. Pokud by například oblast zasáhlo silné zemětřesení, vrt by se jednoduše utěsnil a reaktor by zůstal v podmínkách připomínajících hlubinné úložiště.
Kritici upozorňují, že pro každé vybrané místo bude třeba detailně prozkoumat chování hornin, proudění podzemní vody, přenos tepla i dlouhodobou geologickou stabilitu. Také varují, že umístění reaktoru v hloubce, na nedostupném místě, otevírá problémy s údržbou a výměnou paliva, a také s dlouhým potrubním systémem mezi povrchem a reaktorem.
V každém případě Deep Fission letos vystoupila z neviditelného („stealth“) režimu a získala od prvotních investorů čtyři miliony dolarů a následně 30 milionů dolarů v rámci soukromé emise akcií. Na plný provoz, tedy rutinní stavbu elektráren, chce najet v roce 2029. Pak počítá, že výstavba by trvala jenom půl roku: čtyři týdny vrtání, osm až deset týdnů instalace kontejneru – a dva měsíce na testování a postupné spouštění.