V minulosti byl uran poměrně nepotřebným prvkem. Používal se snad jen k barvení skla a keramiky. Téměř sto let po jeho objevu, v roce 1898, Marie Curie-Sklodowska poprvé izolovala radium (Ra).Uranové rudy se postupně staly vítaným zdrojem nového prvku. Uran sám však získal na ceně až po historickém...
V minulosti byl uran poměrně nepotřebným prvkem. Používal se snad jen k barvení skla a keramiky. Téměř sto let po jeho objevu, v roce 1898, Marie Curie-Sklodowska poprvé izolovala radium (Ra).
Uranové rudy se postupně staly vítaným zdrojem nového prvku. Uran sám však získal na ceně až po historickém objevu štěpení (1939 -Otto Hahn). Následovalo spuštění prvého jaderného reaktoru (1942 -Enrico Fermi) a bohužel i výroba a použití prvých jaderných pum (1945).
Uranové palivo pro jaderné reaktory bývá obvykle obohaceno. Co to znamená? Obsah izotopu U-235 je zvýšen z přirozené hodnoty (kolem 0,72 %) na 3, 4 i více procent. Proces obohacování, doprovázený vznikem obohaceného a ochuzeného uranu, je technicky i finančně velmi náročný. Provádí se centrifugací plynného fluoridu uranového.
Centrifugy jsou vzájemně propojeny. Bývá jich běžně spojeno i několik tisíc. Díky rozdílné hmotnosti se při obrovské obvodové rychlosti dají izotopy uranu 235 a 238 oddělit. Pracoviště obohacování je hermeticky odděleno od obsluhy. Páry a plynné sloučeniny uranu by totiž mohly kontaminovat dýchací orgány obsluhy. Dokonce i opravy se provádějí bez přístupu obsluhy (zpravidla dálkovým vyřazením vadné centrifugy a jejím obtokem). Obrázky centrifug byly pořízeny na pohyblivých modelech v informačním centru (přímo v provozu platí přísný zákaz fotografování).
Technologie obohacování zahrnuje mnoho utajovaných skutečností. Jen malá část obsluhy a kontrolních inspektorů má přístup ke všem technickým parametrům výroby. Utajování "know-how" má smysl k zabránění nežádoucí produkce zbraní hromadného ničení.
Jaderný odpad
Každý oprávněný zákazník, který požaduje obohatit uran, potřebuje jiný stupeň obohacení. Pro optimalizaci ceny si také může zadat výsledný obsah izotopu 235 v ochuzeném uranu. Tato hodnota bývá mezi 0,20 a 0,45 %. Záleží to na momentální ceně přírodního uranu a cenové nabídce konkrétního závodu na obohacování. Lehce si můžeme vypočtat, že množství ochuzeného uranu výrazně přesahuje množství uranu obohaceného.
Co s takovým kvantem ochuzeného uranu dělat? Odpověď je složitá. I ochuzený uran patří k jaderným materiálům a nesmí se pro svou zneužitelnost v nerozptýlené formě ukládat ani do běžných úložišť radioaktivních odpadů. Možná i z tohoto důvodu pronikl roku 1973 do oblasti vojenského "využívání". Jeho vysoká hustota (nad 19 g/cm3) a hořlavost jej předurčily k výrobě velmi účinné munice.
Bombardování uranem má své stinné stránky. Většina uranových střel (kolem 70 %) při použití shoří. Toxický a radioaktivní dým, obsahující velmi jemně rozptýlený oxid, pak snadno kontaminuje dýchací orgány zvířat i osob, rostliny a terén. Neshořelé projektily a střepiny (od několikagramových až po tunové) se pak bez dozoru povalují na bojišti. Uvedl jsem, že se ochuzený uran nesmí v kulturních zemích v nerozptýlené formě ukládat ani do běžných úložišť radioaktivních odpadů. Pokud jsou na iráckých a afgánských bojištích dodnes stovky tun projektilů obsahujících uran, pak to není ten nejlepší stav.
Co s tím lidstvo hodlá dělat? Zdá se, že vojenskému "využití" jakéhokoliv uranu už odzvonilo. Věda neustrnula na objevech Fermiho a Hahna. Dnes jsou k dispozici ověřené podklady k bezpečné a nízkoodpadové výrobě nesmírného množství energie z veškerého uranu, thoria a plutonia. Velmi efektivní bude i výroba elektřiny z dosud odpadního ochuzeného uranu. Ten se už dnes přidává spolu s plutoniem do nového směsného paliva (MOX) využívaného např. jednadvaceti 900 MW reaktory ve francouzských elektrárnách. Do konce tohoto desetiletí se dočkáme i spuštění ruského héliového reaktoru (GT MHR), který dokáže přeměnit na energii nejen nepotřebné zásoby obávaného plutonia, ale i ochuzený uran. Nebezpečný odpad se tak stane velmi cennou energetickou surovinou třetího tisíciletí.
Přepracování paliva
V japonském Rokkasho se dokončuje stavba nového závodu na recyklaci (přepracování) použitého jaderného paliva, který bude uveden do provozu v polovině roku 2005. Odpadnou tím složité transporty do Evropy. Lokalita je již dnes vybavena přístavem na příjem zásilek (na snímku vykládání použitého paliva), skladem použitého paliva, skladem vysoce aktivních odpadů z přepracování japonského paliva v zahraničí, trvalým úložištěm nízko a středně aktivních odpadů, závodem na obohacování uranu a výrobu jaderného paliva. Uvažuje se i o stavbě závodu na výrobu směsného oxidového paliva (MOX) obsahujícího plutonium a částečně i ochuzený uran.
Ing. Jaroslav Kulovaný,
Jaderná elektrárna Dukovany
