Úložiště jaderných odpadů

Kromě toho, že poskytují velké množství energie, jsou ekonomické, nespotřebovávají kyslík a neprodukují žádné skleníkové plyny, nemají jaderné elektrárny problém ani s použitým palivem. Že jsme se zbláznili? Že jste naopak slyšeli, že jaderný odpad je největším problémem jaderné energetiky? Byli jsme se na to podívat. Pojďte s námi.

Yucca Mountain je horský hřbet tvořený sopečným tufem, ležící asi 160 km na sever od Las Vegas. Po asi dvou hodinách jízdy od Las Vegas projel náš autokar kontrolním bodem ve vojenské základně Mercury a zatočil do prostoru Nevada Test Site. Obrovský areál hor a pouští vlastní americký stát a armáda. Přejeli jsme první horský hřbet a otevřelo se před námi rozsáhlé ploché údolí. Míjíme zařízení, která dříve sloužila k vojenským pokusům, dnes ke sledování počasí nebo výzkumu zvuku. Další stanoviště v údolí jsou už novější, např. SMF (Sample Management Facility), kde se archivují všechny geologické vzorky odebrané při průzkumech místa úložiště, či HRF (Hydrologic Research Facility), kde se studují hydrologické parametry úložiště. Před námi je další mohutné horské pásmo, ale my se stáčíme k západu, kde údolí uzavírá právě hřeben Yucca Mountain. Hory na severu střeží nejedno strašlivé tajemství. Za nimi provedly USA v šedesátých létech 900 podzemních a 100 nadzemních pokusných jaderných výbuchů... Hřibovité mraky byly vidět až z Las Vegas.

Oblast B51 je blízko...
Hora Yucca je provrtána 8 km dlouhým tunelem zahnutým do tvaru písmene C s oběma konci vyvedenými na povrch. Štola je téměř horizontální a má průměr 7,5 m. Kolmo na ní budou chodby pro ukládání jaderných odpadů, vyražené v sopečném tufu (chemické složení jako žula, ale není krystalický), 300 m pod povrchem země a 300 m nad hladinou podzemní vody. Zaměst-nanci amerického ministerstva energetiky nám podrobně vysvětlili způsob ukládání kontejnerů s použitým palivem, prováděné geologické testy a zkoušky chování hornin při teplotách přes
200 °C, pustili nás do tunelu, ve kterém se pilně pracuje, a vyvezli nás i nahoru na vrchol hory nad úložiště. Zakázaná oblast na severu přitahuje naši zvědavost: „Je pravda, že tam někde leží oblast B51, kterou známe z filmů o Ufonech?“ ptáme se. Naši průvodci se uculují a říkají: „To my nevíme, asi ne... ale nevíme...,“ a dodávají: „Testovalo se tam neviditelné letadlo Stealth a teď se tam testují další nové tajné zbraně...“
Do úložiště Yucca Mountain se začnou ukládat kontejnery s použitým palivem asi od roku 2014. Do té doby se nechávají ve skladech v areálech elektráren – je jich zatím relativně málo a jsou dobře zabezpečené proti vodě, ohni, nárazu, vydrží i pád letadla či cílenou střelu z děla. Na všechny takové eventuality se skladovací kontejnery testují.

V Carlsbadu
už to funguje pět let
Podobné odpady, které budou v Yucca Mountain, se už od roku 1999 bezpečně ukládají do podzemního úložiště zvaného WIPP, které leží v Novém Mexiku u města Carlsbad – jmenovce našich lázní. Rozdíl je v tom, že to nejsou odpady z energetiky, ale z amerického vojenského programu.

Grimsel
Také Švýcarsko, které vyrábí 40 % veškeré své elektřiny v jaderných elektrárnách, má v ukládání jaderných odpadů jasno. Studuje geologické oblasti vhodné pro úložiště. Vedle geologických vrtů, seismického průzkumu, laboratorních průzkumů a matematického modelování provádí i modelování přímo v oblasti podobné předpokládané lokalitě. Je to Grimsel Test Site – GTS, kterou už od roku 1983 provozuje společnost NAGRA. Nachází se v žulové skále alpského masivu Aar nedaleko města Interlaken. Hlavním úkolem těchto laboratoří je prokázat bezpečnost a technickou proveditelnost, získat data pro výpočtové modely, a také optimalizovat koncepci úložiště. Pro našince je důležitou informací, že se v lokalitě Nagra provádějí experimenty v rámci široké mezinárodní spolupráce, na které se podílejí i odborníci z České republiky.
Grimsel Test Site leží v nadmořské výšce 1730 metrů. Hlavní tunel je dlouhý více než jeden kilometr a má průměr 3,5 metru. Mezi hlavní výzkumné programy patří studium průchodu radionuklidů, vody a plynů přírodními bariérami, studium termálních, hydraulických a chemických procesů v měřítku 1:1 a studium chování inženýrských bariér. Mezi nejzajímavější (a pro laiky nejpochopitelnější) výsledky patří to, že průměrná rychlost migrace prvků je v žulové hornině
2–5,10-10 m2/s. Jak si toto nepředstavitelné číslo převést do člověku lépe pochopitelných měřítek? V případě, že by došlo k nejnepravděpodobnějšímu porušení všech bariér – porušení kontejnerů a betonových sil, ve kterých jsou uložené, radionuklidy by „urazily“ ve skále za jeden rok vzdálenost
1,5 cm. Z úložiště v hloubce 1 km by se tedy hypoteticky dostaly na povrch až za dobu delší než 60 tisíc let. Za tak dlouhou dobu je už drtivá většina radionuklidů rozpadlých a tedy neškodných. A to se navíc uvedená hodnota týká plynu, přičemž ukládané radioaktivní materiály se před uložením fixují v pevném skupenství (sklo, betonit atd.).

Na výlet za experimenty
V blízkosti Grimselu je několik alpských jezer propojeno do systému přečerpávacích elektráren. Hory jsou zde provrtány více než 100 kilometry chodeb a tunelů. A právě jeden z těchto tunelů se využívá pro experimenty spojené se studiem podmínek v podzemních úložištích. Lokalita pro stavbu úložiště bude muset být schválená referedem. A právě to je důvod, proč jsou víkendy v těchto laboratořích věnovány veřejnosti. Už při vstupu do lokality vás vítají usměvavé hostesky - jste nejprve pozváni na kávu a koláče. Potom si můžete projít celý tunel, kde probíhá spousta zajímavých experimentů. Přímo vědci, kteří zde pracují, se věnují návštěvníkům a vysvětlují, vysvětlují a vysvětlují. Všichni jsou si vědomi, že pokud si nenakloní veřejnost na svou stranu, bude složité získat povolení pro stavbu úložiště. Švýcaři jsou pragmatičtí, takže místní odborníci jsou si jistí, že pokud se jim podaří přesvědčit veřejnost o výhodách této koncepce, nebude s referendem problém. V návštěvních dnech zavítá do této lokality během víkendu několik stovek lidí. Vlastníci jaderných elektráren ve Švýcarsku se nyní nezaměřují ani tak na přesvědčování veřejnosti o potřebě stavět nové bloky (i když už brzy to bude třeba), ale právě o potřebě výstavby úložiště. V České republice budeme hlubinné úložiště potřebovat kolem roku 2065.

Pozn.: Hned u vchodu do laboratoře vás čeká jedinečný zážitek, přímo pohádkový pohled – v roce 1974 při hloubení jednoho z tunelů zde byly objeveny malé jeskyně plné překrásných krystalů. Nejčastěji jsou krystaly tvořeny oxidem křemíku, některé z nich jsou dlouhé až 20 cm a úplně čiré - říká se jim gwindel a mají hexagonální strukturu. Druhými zde nejrozšířenějšími krystaly jsou takzvané chlority (křemičitany hořčíku, železa a hliníku), které jsou temně zelené. Najdete zde ale i světle zelené nebo jasně růžové – celkem 12 druhů krystalů. Krystaly vznikaly před 16 miliony let – v době, kdy končilo období formování alpského masiv. V této bouřlivé době se zde objevovaly trhlinky a praskliny, do kterých okamžitě vnikaly solné roztoky o teplotě kolem 400 °C, ve kterých byly rozpuštěny minerály. Později se při pozvolném chladnutí minerály oddělovaly a vytvářely krystalické struktury. To všechno probíhalo v hloubce kolem 10 km. V průběhu dalších milionů let se Alpy díky erozi snižovaly, takže nyní byly tyto jeskyně objeveny v hloubce jen několik set metrů pod povrchem.

Víte, že:
V porovnání s klasickou energetikou je množství odpadů z jaderné energetiky zanedbatelné – na každou vyrobenou MWh jsou to 4 g (z uhlí je to 115 kg popela, 0,75 m3 CO2, další emise nepočítáme). Na rozdíl od jiných toxických odpadů jsou velmi přísně a přesně evidovány, značeny, hlídány a kontrolovány. A na rozdíl od nich svou toxicitu s časem ztrácejí, neboť radioizotopy, které obsahují, se přeměňují na neaktivní prvky. V porovnání s jinými toxickými odpady jsou od samého začátku ošetřovány, zabaleny, utěsněny a pečlivě uloženy na zvlášť vybraných místech. Jaderná energetika je také jediným průmyslovým odvětvím, které si na likvidaci svých odpadů od samého začátku střádá finanční prostředky (u nás je to např. 50 Kč z každé megawatthodiny „jaderného“ proudu) a tvoří tak fond, z něhož se odpadové hospodářství financuje. Jaderné odpady se také dají recyklovat na nové palivo.