Jaderný odpad je největší zátěží životního prostředí vytvořenou lidmi

Lidstvo nedokáže, a ještě dlouho, problémy s jaderným palivem uspokojivě vyřešit. A lze tvrdit, že úložiště jaderného odpadu nejsou trvalá ani definitivní a do expirace jeho záření nastane několik civilizačních změn, kdy se z trosek bývalých jaderných elektráren stanou záhady „zašlých civilizací“.

jaderná energie | na serveru Lidovky.cz | aktuální zprávy jaderná energie | foto: Reprofoto
jaderná energie

Tento článek je o čase, trochu o jeho relativitě z hlediska lidské schopnosti jej vnímat i o míře jeho nedocenění. A také o míře ohrožení, jež nejsme schopní, a částečně ani ochotni vnímat. Bude o souvislostech života na Zemi a neustále vznikajícího objemu jaderného odpadu. Začnu jedním ze zákonů profesora Parkinsona: doba nutná pro schválení investice ve vedoucích orgánech společnosti je nepřímo úměrná výši investice.

Důvodem je, že přístřešek na jízdní kola zaměstnanců za několik desítek tisíc si dovedeme vybavit a odhadnout jeho cenu (každý jinou, proto dlouhé dohadování), zatímco o investici do jaderné elektrárny za stovky miliard rozhodneme rychleji, protože si neumíme vybavit elektrárnu ani statisíce miliard. Nemajíce sami zkušenost, spoléháme na zkušenosti jiných. Míra informovanosti a povědomí o souvislostech je významně nižší, proto i rozhodnutí bývá rychlejší, byť podstatně méně kvalifikované. A to je v jaderném podnikání pravidlem.

Nejméně 60 tisíc let

Poločas rozpadu izotopu uranu-235 je 30 tisíc let, jednodušeji řečeno, vyhořelé jaderné palivo z elektráren bude letální nejméně 60 tisíc let. Většina lidí „průřezově planetou“ to chápe jako pouhopouhou číslovku, nikoli jako varovnou informaci. Takový dlouhý časový úsek se zcela vymyká jak našemu chápání v generačním pojetí časové posloupnosti, tak našim historickým zkušenostem.

Jen pro srovnání, dle nejnovějších archeologických výzkumů vědci doložili, že přes Beringii, jež tehdy byla souší, nepřešli první obyvatelé z Eurasie před 25, ale před 27 tisíci lety. Od té doby postupně osídlili celý americký kontinent až po Ohňovou zemi. Za stejnou dobu nedosáhne uran-235 ani poločasu rozpadu. Pokud by tehdy vzniklo vyhořelé jaderné palivo, čekalo by nás ještě více než 30 tisíc let koexistence s touto smrtonosnou matérií. Jaké jsou současné představy, jak problém s vyhořelým jaderným palivem vyřešit?

Vyhořelé jaderné palivo z jaderných elektráren bude letální nejméně 60 tisíc let. Většina lidí „průřezově planetou“ to chápe jako pouhopouhou číslovku, nikoli jako varovnou informaci. Takový dlouhý časový úsek se zcela vymyká jak našemu chápání v generačním pojetí časové posloupnosti, tak našim historickým zkušenostem.

Nejdříve o velikosti problému. Jeden blok jaderné elektrárny s nominálním výkonem tisíc megawattů (MW) vyprodukuje ročně okolo 30 tun vyhořelého paliva. To je nejprve chlazeno v bazénech u jaderných elektráren, pak na desítky let ukládáno do suchých skladů v areálech elektrárny. Palivo lze jedenkrát recyklovat – vzniká palivo výrazně horší kvality (nižší podíl uranu-235) a zbytek, jenž slouží jako základ pro výrobu jaderných zbraní. Pro recyklované palivo platí po jeho vyhoření stejné závěry jako pro to primárně použité.

Obecná představa o nakládání s vyhořelým palivem a s rezidui po přepracování paliva je jasná – budování trvalých hlubinných úložišť jaderného odpadu v lokalitách seismicky inertních, s maximální horninovou homogenitou a neporušeností, tvořených tvrdými horninami, zpravidla granitem.

Tato hlubinná úložiště by měla splňovat řadu geologických a geomorfologických požadavků – naprostá fyzikální stabilita horniny, netečnost lokality vůči vlivům prostředí, například zemětřesení či zatopení objektu úložiště podzemní nebo povrchovou vodou. Vzhledem k povaze ukládaného materiálu nejde o „vytváření slují“, které lze po jejich naplnění zasypat, ale o průmyslový komplex s mimořádnými nároky na bezpečnost, který je třeba provozovat a udržovat. Jak dlouho? Šedesát tisíc let!

Pravidlo 50 ku 50

Zatím bylo do provozu uvedeno v padesátých letech 20. století jediné úložiště odpadu – na Marshallových ostrovech. Kráter na ostrově Runit byl zavezen jaderným odpadem z amerických jaderných testů a pokryt masivní betonovou kupolí (Runit Dome). Stoupající hladiny světových moří jsou příčinou, proč z úložiště do Tichého oceánu uniká prudce jedovaté radioaktivní plutonium. Druhé hlubinné úložiště Onkalo na jihozápadě Finska je ve výstavbě u budované jaderné elektrárny Olkiluoto.

Bude-li dokončen a do komerčního provozu uveden projekt ITER, uvidíme, zda produktem jaderné fúze bude pouze vodík a kyslík, a jaká bude cena takto získané energie. Zatím platí pro celou oblast vývoje systémově nových jaderných technologií a pro nakládání s radioaktivním odpadem pravidlo 50 ku 50, jež znamená: již 50 let jsme ujišťováni, že nejpozději do 50 let bude situace úspěšně vyřešena.

Pomiňme fakt, že tato elektrárna již měla pár let vyrábět elektřinu, a to za takřka třetinové investiční náklady; samotné úložiště by mělo být uvedeno do zkušebního provozu za pět let. Budovaná elektrárna stojí na mořském břehu, úložiště pak na blízkém ostrově. A to je zatím z celosvětového pohledu vše.

Mezi tím každý instalovaný megawatt jaderných elektráren produkuje ročně 30 kilogramů jaderného odpadu. Pro úplnost, současný instalovaný výkon jaderných elektráren ve 30 zemích světa je přibližně 372 tisíc MW. Vynásobte to 30 tunami radioaktivního odpadu ročně… Všechny nové energetické technologie založené na štěpení jaderného materiálu znamenají zvyšování tohoto nežádoucího množství vyhořelého paliva.

Bude-li dokončen a do komerčního provozu uveden projekt ITER, uvidíme, zda produktem jaderné fúze bude pouze vodík a kyslík, a jaká bude cena takto získané energie. Zatím platí pro celou oblast vývoje systémově nových jaderných technologií a pro nakládání s radioaktivním odpadem pravidlo 50 ku 50, jež znamená: již 50 let jsme ujišťováni, že nejpozději do 50 let bude situace úspěšně vyřešena.

Nonsens bezemisní výroby elektřiny

Lidská odpovědnost za stav Země vyjadřovaná nejen ekologickým aktivisty, ale prakticky značnou částí světové populace se zatím téměř výlučně zaměřuje na ochranu před globálním oteplováním. Definují se dlouhodobé cíle, analyzuje podíl součástí procesu oteplování, měří se podíl lidských činností v poměru k přirozeným projevům dlouhodobých přírodních cyklů, zavrhuje se ledacos, a podporuje něco jiného. Mezi tím je třeba bedlivě zvažovat, co je ještě projev odpovědnosti, a co už politický či obchodní kalkul.

Jedním z nejspornějších tvrzení je jaderná energie jako bezemisní výroba elektřiny. Nenucenost, s níž se tento nonsens veřejnosti prezentuje, zaráží. Emise radioaktivního záření patří mezi nejhorší na Zemi, například jaderné zbraně. Zdá se mi, že veškeré aktivity spojené se záchranou ovzduší a ochranou před globálním oteplováním jsou zčásti motivované snahou odvést pozornost od problému mnohem horšího – od jaderného odpadu. Ale je možné, že jsem lehce paranoidní.

Jedním z nejspornějších tvrzení je jaderná energie jako bezemisní výroba elektřiny. Nenucenost, s níž se tento nonsens veřejnosti prezentuje, zaráží. Emise radioaktivního záření patří mezi nejhorší na Zemi, například jaderné zbraně. Zdá se mi, že veškeré aktivity spojené se záchranou ovzduší a ochranou před globálním oteplováním jsou zčásti motivované snahou odvést pozornost od problému mnohem horšího – od jaderného odpadu.

Pomiňme tedy oblast politicko-mocenských klání a jednodenních řešení. Zatím je zřejmé, že podle odborníků jediným řešením, jak – z dnešní úrovně znalostí – naložit s jaderným odpadem, je budování rozsáhlých podzemních úložišť. Pomiňme také, že investice do takového úložiště se rovná ceně nové jaderné elektrárny. Finové tvrdí, že budované trvalé úložiště Onkalo bude mít životnost sto tisíc let. Za tuto dobu radioaktivita vyhořelého paliva nepochybně vyprchá.

Jenomže, bude tato planeta za oněch sto tisíc let stejná jako nyní? Budou „věčně“ platit atmosférické, geologické a další podmínky určující současný status quo i u dlouhodobých předpovědí? To je první zásadní otázka. Mám k ní několik poznámek: nevlídná písečná poušť Gobi byla před šesti tisíci let pokryta svěží vegetací. Egyptští vládcové nestavěli své pyramidy na písku Sahary. Beringie byla pevnou souší před 25 tisíci lety, dnes je zde mořská úžina.

Před 3,5 tisíci lety vybuchla ve Středozemním moři sopka Téra, která zničila jednu civilizaci, vyvolala malou dobu ledovou – pokud se chcete potápět do jejího kráteru, navštivte Santorini, srpek pevniny je okrajem kráteru tehdejší sopky. To jsou většinou fakta, která „známe z dějepisu“. Byl bych rád, abyste zaznamenali, že v poměru s délkou času uplynuvšího od popsaných událostí je délka letální fáze záření jaderného odpadu mnohonásobná.

Pravděpodobnost hraničící s jistotou

Na stabilitu úložišť mohou působit i dlouhodobé vlivy, jako je subdukce zemských desek. To, co počítáme ročně v řádech milimetrů, případně centimetrů, nabude za desetitisíce let řádu kilometrů. Lze tedy vyloučit požadovanou seismickou stabilitu úložiště paliva i na tak dlouhou dobu? K tomu je třeba ještě přičíst, že podzemní úložiště jaderného odpadu je, jak bylo zmíněno, aktivním zařízením, jež je třeba provozovat, a to trvale. Jakákoliv provozní selhání mohou mít fatální následky.

Znáte nějakou, jakoukoliv, technologii či technologický postup, jenž by byl známý a používaný před pěti sty lety, a dosud by byl používán ve stejné a nijak nezměněné podobě, se stejnou technikou? Žijeme v době pokroku, používaná technika i technologie se rychle mění, původní fortele jsou zapomínané a nahrazované jinými. Mnoho dříve běžných nástrojů a pomůcek časem zaniklo – a nemusí to být zrovna kratiknot, jenž transformoval v kleštičky na odřezávání špiček doutníků.

Odehrálo-li se v našich „přečtených“ dějinách několik pádů velkých říší a s nimi i jejich civilizačních struktur, kde máme jistotu, že se totéž nestane naší civilizaci? Otázka nezní „zda“, ale „kdy“. A v časovém horizontu 60 tisíc let jde o pravděpodobnost hraničící s jistotou.

Otázka tedy zní: Lze předpokládat, že technologické postupy a provozní údržba hlubinných jaderných úložišť zůstanou jako lidská dovednost živé několik desetitisíců let? V této souvislosti připomenu profesora Miroslava Bártu, egyptologa, jehož velkým tématem jsou civilizace a jejich změny – a především společné dílo s Martinem Kolářem Kolaps a regenerace. Cesty civilizací a kultur. Žijeme totiž v době, kdy slovo „stabilita“ bylo zcela nahrazeno slovem „růst“. Tím jsme dílem přišli o schopnost sebereflexe.

Splývají nám příčiny s následky, pro sebehorší důsledek máme vysvětlení a omluvu mírou úspěšnosti příčiny. Navíc jsme hluboce přesvědčeni, že růst nemá žádná omezení, žádné hranice a žádná pravidla – vyjma pravidel růstu. Knihu profesora Bárty jsem zmínil, protože prokazuje proměnlivost civilizačního vývoje, jeho dočasnost a transformace, zániky a nové zrody.

Odehrálo-li se v našich „přečtených“ dějinách několik pádů velkých říší a s nimi i jejich civilizačních struktur, kde máme jistotu, že se totéž nestane naší civilizaci? Otázka nezní „zda“, ale „kdy“. A v časovém horizontu 60 tisíc let jde o pravděpodobnost hraničící s jistotou.

Absolutně neefektivní

Jaderná energetika vznikla jako technologický doplněk „jaderných milířů“, jak se dříve (a trefněji) reaktory na výrobu komponentů pro jaderné bomby nazývaly. Obrovská množství tepla vznikajícího při řízené štěpné reakci je nezbytné intenzivně ochlazovat; chlazení je ten nejcitlivější bezpečnostní bod provozu reaktoru. Množství tepla proměněného většinou v páru vede k lokálním změnám mikroklimatu v okolí reaktorů – a vedlo i k myšlence využít tepla z těchto prvotně vojenských zařízení pro výrobu elektřiny.

Energetický obsah paliva je mimořádně vysoký, ale termická účinnost jaderné elektrárny se pohybuje mezi dvěma až třemi procenty. Jaderné elektrárny jsou tedy z hlediska spotřeby a využití primárního paliva absolutně neefektivní.

Tak vznikly komerční jaderné elektrárny. A s nimi i tuny vyhořelého paliva. Energetický obsah paliva je mimořádně vysoký, ale termická účinnost jaderné elektrárny se pohybuje mezi dvěma až třemi procenty. Zbytek buď zůstane ve vyhořelém palivu, nebo musí být odchlazen. Pro srovnání, průměrné parní lokomotivy vykazovaly termickou účinnost 12 až 15 procent. Jaderné elektrárny jsou tedy z hlediska spotřeby a využití primárního paliva absolutně neefektivní.

Lidstvo není – a ještě dlouho nebude – schopné problémy s jaderným palivem uspokojivě a definitivně vyřešit. A již dnes lze tvrdit, že trvalá úložiště jaderného odpadu nejsou trvalá ani definitivní – je vysoce pravděpodobné, že po několika generacích bude ztracena znalost provozu a údržby úložišť – a že do expirace záření nastane několik civilizačních změn, kdy z trosek bývalých jaderných elektráren se stanou stejné záhady „zašlých civilizací“, jako jsou pro nás dnes Sfinga, Stonehenge či egyptské pyramidy.

Dvě podmínky

Můžeme s jistotou tvrdit, že v průběhu doby letálnosti záření odpadu nastanou civilizační zlomy, kdy dosavadní bude zapomenuto, a nové bude postupně vznikat. Se stejnou jistotou můžeme tvrdit, že dnešní podnebí na Zemi se podstatně změní. Hladina světového oceánu bude nadále stoupat. Subdukční pohyby zemských desek vyvolají podstatné změny reliéfu krajiny – tam, kde je dnes stabilita, mohou v průběhu 60 tisíc let nastat zásadní proměny.

Pokud byste zadali řešení problému s vyhořelým palivem Julesi Verneovi, zřejmě by navrhl naložit současný jaderný odpad do velkokapacitních raket a vystřelit jej na oběžnou dráhu okolo Slunce. Podmínky by byly dvě: výroba dostatečného počtu velkokapacitních raket a zastavení další produkce jaderného odpadu.

K tomu lze přidat kaldery ve Středomoří či v Yellowstonském parku a pro úplnost nějakého kamenného posla z vesmíru – to už trochu straším. Ve srovnání s předchozím by to však vyděsit nemělo. Ceterum autem censeo (ostatně soudím), že z nejširšího hlediska ekologického je vyhořelé palivo z jaderných elektráren absolutně největší zátěží pro životní prostředí, již lidé vytvořili. A vytvářejí.

Pokud byste zadali řešení problému s vyhořelým palivem Julesi Verneovi, zřejmě by navrhl naložit současný jaderný odpad do velkokapacitních raket a vystřelit jej na oběžnou dráhu okolo Slunce. Podmínky by byly dvě: výroba dostatečného počtu velkokapacitních raket a zastavení další produkce jaderného odpadu.Ale to jsme na začátku tohoto článku.

Počet příspěvků: 48, poslední 8.11.2020 02:01 Zobrazuji posledních 48 příspěvků.