Vědec z ČVUT vyvinul efektivnější palivo pro jaderné elektrárny
11. listopadu 2024 14:11
Přidejte si nás na domovskou Výsledky několika běžících projektů týmu Martina Ševečka z FJFI dopadly skvěle – a jeden z nich bude využit v amerických jaderných reaktorech. Jde o trubičky ze zirkoniové slitiny s povlakem na bázi chromu a niobu, které chce převzít americká firma vyrábějící palivo pro varné reaktory pro komerční uplatnění.
„Důležité pro mě je, že v rámci veřejně financovaných projektů jsou naše materiály otevřené, takže výsledky, na rozdíl od průmyslových řešení, půjdou volně do světa,“ popsal zkušený jaderný inženýr.
„Mohli bychom to řešení prodat, ale získání patentové ochrany trvá několik let s nejistým výsledkem. Takhle jsme navázali spolupráci s komerčními výrobci paliva, kteří mohou do dalšího výzkumu dát peníze i zahraničním vědcům – na rozdíl od amerického ministerstva energetiky, které mimo Spojené státy nemůže dát ani cent,“ vysvětlil Ševeček.
Co přesně si pod pokrytím jaderného paliva představit? „Palivová tyč je složená z pelet obohaceného uranu uzavřených v kovovém pokrytí, které je typicky ze zirkonia. My vylepšujeme zejména to pokrytí, které představuje hlavní bariéru mezi radioaktivními látkami a okolním prostředím. Je to tedy pokrytí z klasické zirkoniové slitiny s kombinací ochranných povlaků, případně kompletní nahrazení zirkonia novým materiálem,“ popisuje Ševeček.
Hlavní cíl této snahy je jasný – zvýšení efektivity a bezpečnosti. „Toho dosáhneme zlepšením korozních vlastností zejména při vysokých teplotách očekávaných při těžkých haváriích a s tím souvisejícím snížením tvorby vodíku, který byl problematický ve Fukušimě,“ řekl vědec. Sám ale dodal, že ani sebelepší palivo nezabrání havárii podobné té japonské v roce 2011, pokud není speciálně upravený i samotný reaktor.
„Pokud použijete naše povlaky v kombinaci s optimalizovanou konstrukcí reaktoru, tak se dostanete na úroveň bezpečnosti, která by důsledky fukušimských událostí omezila,“ dodal Ševeček.
Firmy většinou tlačí na ekonomickou stránku věci, a tady mají tzv. ATF (Advanced Technology Fuels) velkou výhodu, protože umožňují efektivnější využití paliva. „V praxi to znamená, že ze stejného množství materiálu může provozovatel na konci dostat více výkonu, tedy elektřiny, a to až o dvacet procent,“ vysvětlil výhody mladý vědec.
Česká účast na podobném výzkumu podle něj otevírá navíc tuzemským vědcům a studentům dveře k dalším perspektivním projektům spojeným s jadernými obory – počínaje vývojem malých modulárních reaktorů (SMR) až k jaderným aplikacím ve vesmíru.
Konkrétních obrysů nabývá aktuálně spolupráce na jaderných kosmických pohonech, reaktorech pro základny na Měsíci a Marsu, nebo na vývoji radioizotopových generátorů.
