Čína našla v amerických archivech zdroj energie, který by mohl pohánět její budoucnost po dobu 20 000 let, a využila ho

To si nevymýšlím. V 60. letech 20. století Spojené státy, konkrétně Národní laboratoř Oak Ridge v Tennessee, vynalezly revoluční typ jaderného reaktoru, který mohl běžet na thoriu místo uranu (který byl mnohem hojnější a levnější), bez rizika roztavení, produkoval 50krát méně odpadu a nevyžadoval žádnou vodu. Poté byl program kvůli neorganizované politice v roce 1969 opuštěn a vizionářský vědec, který stál za vynálezem, byl poslán domů.

Odtajněné plány projektu následně zůstaly po celá desetiletí zapomenuty v archivech. Dokud je nenašli čínští vědci a v roce 2011 se nerozhodli provést experimentální projekt v poušti Kan-su, aby zjistili, zda se jim ho podaří uskutečnit.

Před pár dny se jim to konečně po 14 letech práce podařilo.

Zde je celý příběh. Jak technologie funguje, byrokratická politika, která ji ve Spojených státech zničila, a proč by mohla skutečně změnit pravidla hry.

Technologie

Nejprve mi dovolte vysvětlit konvenční jadernou energii, protože jsem si během diskusí v posledních několika dnech uvědomil, že mnoho lidí není s jejím fungováním příliš obeznámeno.

Konvenční jaderná elektrárna je v podstatě jako obří kotel na vaření vody. V jádru je to přesně ono: v uranových palivových tyčích se spustí jaderná řetězová reakce (atomy se štěpí a uvolňují částice, které štěpí další atomy, tj. „štěpení“), čímž se vygeneruje obrovské množství tepla, toto teplo se použije k vaření vody na páru a pára roztočí turbíny, které vyrábějí elektřinu.

Docela vtipné je, že si mnoho lidí neuvědomuje, že jaderná elektrárna se v zásadě tolik neliší od parního stroje z 18. století. Je to stejný základní koncept, s párou, která vykonává práci, až na to, že místo spalování uhlí k ohřevu vody používáme uranové palivové tyče.

Teoreticky docela jednoduché, ale jak všichni víme, v praxi má konvenční jaderná energie několik poměrně významných nevýhod:

• Bezpečnost. Všichni známe tento problém: konvenční jaderné elektrárny mají nepříjemnou tendenci se roztavit a celé oblasti se stát radioaktivními a neobyvatelnými po tisíciletí. Což je, řekněme, méně než žádoucí výsledek. Je pravda, že se to v historii stalo jen dvakrát, ale riziko je velmi reálné.
• Nedostatek uranu. Tyto látky jsou relativně vzácné a koncentrují se pouze v několika málo zemích (pouze čtyři země – Kazachstán, Kanada, Namibie a Austrálie – dohromady produkují 80 % světového uranu).
• Neúčinnost paliva. Konvenční reaktory získají pouze asi 1 až 3 % energie obsažené v uranu, než se palivové tyče „vyčerpají“. Doslova vyhazujete 97 až 99 % paliva jako radioaktivní odpad.
• Jaderný odpad. Vyhořelé palivo zůstává smrtelně radioaktivní po desítky tisíc let. Nemáme žádná trvalá úložná řešení, pouze dočasná zařízení a velký optimismus – pravděpodobně naivní – že budoucí generace objeví způsob, jak situaci napravit.

Kvůli všem těmto nevýhodám vědci hledají alternativy již po celá desetiletí. A skutečně jednu našli, když se vrátili do 40. let 20. století do Národní laboratoře Oak Ridge v Tennessee, výzkumného a vývojového centra financovaného vládou USA.

Myšlenka je vlastně docela jednoduchá: pokud je hlavním nebezpečím konvenčních jaderných elektráren roztavení – například když se uranové palivové tyče tak zahřejí, že se roztaví – proč nezkapalníme jaderné palivo? Není co tavit, pokud už je roztavené… A tam máte základní myšlenku „reaktoru s roztavenou solí“ (MSR).

Příklad schématu reaktoru s roztavenou solí.

Funguje to tak, že vezmete speciální soli (například fluoridové soli) a zahřejete je, dokud nezkapalní, při teplotě kolem 500 °C. Poté rozpustíte jaderné palivo (thorium nebo uran) přímo v této roztavené soli a v kapalině proběhne jaderná řetězová reakce – atomy se rozštěpí, uvolní teplo a zahřejí samotnou sůl.

Ptáte se, jak je to bezpečnější? Díky poměrně důmyslnému návrhu, kde je dno reaktoru vyrobeno z neroztavených solí, které by se roztavily, pokud by se roztavené soli přehřály („mrznoucí zátka“, kterou vidíte na obrázku výše). A pokud by se tyto neroztavené soli roztavily, automaticky by to způsobilo, že by přehřáté roztavené soli padaly – pouze gravitací – do tichých nouzových nádrží, jejichž geometrie (jsou to velké, ploché nádoby) by automaticky zastavila jadernou reakci.

Představte si to takto. Pro ilustraci si představte, že rozděláváte oheň – hustě nacpaný svazek hořících klacíků – nad silnou vrstvou ledu, několik stop pod kterou leží plochý beton. Pokud se oheň příliš rozpálí, led roztaje a klacíky se rozprostřou na betonu pod ním: oheň zhasne, protože nemůže skákat mezi klacíky. Docela podobný koncept.

Aby bylo jasno, v tomto konceptu MSR tyto horké roztavené soli smíchané s jaderným palivem stále musí ohřívat vodu (nebo jiný plyn, jak uvidíme později) na páru, aby poháněly turbíny a vyráběly elektřinu; stejný základní princip jako u konvenčních reaktorů. Zde je však klíčový rozdíl: radioaktivní roztavená sůl proudí kovovými trubkami uvnitř tepelného výměníku, kde ohřívá čistou vodu proudící na druhé straně, aniž by se obě látky smísily. To znamená, že radioaktivní soli zůstávají zcela oddělené ve svém vlastním uzavřeném okruhu, zatímco do turbín vstupuje pouze čistá, neradioaktivní pára. Pokud dojde k úniku v parním systému, neuvolníte radioaktivní materiál do životního prostředí, pouze čistou vodu.

Existuje ještě jedna stejně důležitá, ale méně zřejmá bezpečnostní výhoda: MSR pracují při atmosférickém tlaku – stejném tlaku jako vzduch kolem nás. Konvenční reaktory pracují při tlaku přes 150 atmosfér, protože jako chladivo používají vodu, a k udržení kapalné vody na 300 °C+ – což je trojnásobek jejího normálního bodu varu – je potřeba intenzivní tlak. To znamená, že konvenční reaktory vyžadují masivní ocelové tlakové nádoby se stěnami silnými až 30 cm a vážícími stovky tun. A pokud by tyto systémy nádob někdy selhaly, došlo by k masivní explozi: trochu jako prasklá pneumatika auta, jen o velikosti jaderné elektrárny, a rozšířila by smrtící radioaktivní prvky všude kolem. Pro srovnání, pokud dojde k úniku z potrubí MSR, dostanete jen pomalé kapání roztavené soli, která při kontaktu se vzduchem tuhne: je to nepříjemné, ale ne katastrofální.

To má také obrovský, vedlejší dopad na ekonomiku: samotná tlaková nádoba je z velké části důvodem, proč konvenční jaderné elektrárny stojí 6 až 10 miliard dolarů (nebo v případě Vogtle, poslední jaderné elektrárny ve Spojených státech, 18 miliard dolarů ) a jejich výstavba trvá deset let (v případě Vogtle 11 let). Eliminace požadavku na tlak značně zlevňuje a urychluje výstavbu MSR.

Tolik k bezpečnosti. Jak jsou řešeny další nevýhody? Pojďme se nyní podívat na nedostatek uranu a neefektivitu paliva.

Obrovskou výhodou MSR je, že na rozdíl od konvenčních reaktorů lze místo uranu použít thorium. To je důležité, protože thorium je mnohem běžnější prvek než uran: v zemské kůře se vyskytuje v množství přibližně 9–10 ppm (částí na milion) – zhruba stejně běžné jako olovo – ve srovnání s pouhými 2–3 ppm uranu.

Klíčovým aspektem, který je však třeba pochopit, je, že thorium, na rozdíl od uranu, NENÍ tzv. „štěpný“ materiál, což znamená, že samo o sobě nemůže udržet jadernou řetězovou reakci. Je jednoduše „plodné“, což znamená, že se může stát „štěpným“, ale až po přeměně, v tomto případě na uran-233.

Tomu se říká „reprodukce“. Jaderné palivo se vytváří z nehořlavého materiálu. Transformační proces probíhá takto: když atom thoria-232 absorbuje neutron (nezapomeňte, že neutrony v aktivním reaktoru neustále létají kvůli štěpení atomů), stane se thoriem-233. Poté se thorium-233 přirozeně rozpadne – asi za 22 minut – na protaktinium-233. Protaktinium-233 se pak rozpadne asi za 27 dní na uran-233. A tady to máte: uran-233 je štěpný, což znamená, že se nyní může štěpit a udržovat řetězovou reakci. Takže asi za měsíc jste přeměnili nehořlavý atom (thorium) na hořlavý atom (uran-233) jednoduše tím, že jste ho nechali v reaktoru absorbovat neutrony. Dokud budete stále přidávat thorium a ono bude stále absorbovat neutrony, budete neustále vyrábět nové palivo.

Počkejte, proč nemůžete tuto „reprodukci“ provést přeměnou thoria-232 na štěpný uran-233 v konvenčním reaktoru? Technicky vzato byste mohli, ale narazili byste na nepřekonatelný problém: s pevným palivem nemůžete dosáhnout soběstačného reprodukčního cyklu. Takže byste sice vyráběli U-233, ale ne tolik, abyste udrželi reakci A zároveň vyprodukovali další U-233 z čerstvého thoria. Zůstali byste závislí na dováženém uranu a skončili byste znovu u stejného problému.

Krása MSR však spočívá v tom, že protože palivo je kapalné a tekuté, můžete do něj průběžně přidávat čerstvé thorium. Uran-233 se replikuje a zůstává v kapalině, kde se okamžitě účastní jaderné řetězové reakce A zároveň produkce dalšího uranu-233 z thoria, zatímco celý systém nadále pracuje a generuje energii. V podstatě jste vytvořili perpetuum mobile pro jaderné palivo: reaktor si vyrábí vlastní palivo z thoria a zároveň s tímto palivem pracuje, přičemž ho při spalování produkuje více.

Existuje ještě jedna obrovská výhoda. Vzpomeňte si, jak konvenční reaktory extrahují pouze asi 1 až 3 % energie obsažené v uranu, než se palivové tyče „vyčerpají“. Je to proto, že štěpný odpad se hromadí v pevném palivu a otravuje reakci, čímž ji zastavuje, podobně jako když těsto na chleba přestane kynout, jakmile se nahromadí příliš mnoho CO2; reakční odpad nakonec samotnou reakci udusí.

S MSR není takový problém, protože v systému s kapalným palivem můžete chemicky odstranit štěpný odpad z kapalné soli vytékající ven, zatímco reaktor pokračuje v provozu, čímž se získá téměř 99 % energie paliva, místo aby se plýtvalo 97–99 %. To je 30 až 50násobné zlepšení energetické účinnosti!

To znamená, že i náš problém s jaderným odpadem je z velké části vyřešen. Zaprvé, odpadu je 30 až 50krát méně, protože z paliva se získá 30 až 50krát více energie; základní matematika. Zadruhé, malé množství odpadu, které zbývá, je mnohem méně škodlivé: na rozdíl od konvenčního reaktorového odpadu, který zůstává nebezpečně radioaktivní po desítky tisíc let (déle než zaznamenaná historie lidstva), potřebuje odpad z MSR bezpečné skladování pouze po dobu 300 až 500 let. To je stále dlouhá doba, ale vybudování skladovacích zařízení, která vydrží několik století, je relativně triviální inženýrská výzva; víme, jak na to, zatímco nevíme, jak postavit cokoli navrženého tak, aby zůstalo bezpečné po potenciálně 100 000 nebo 200 000 let.

Jeden poslední kritický bod: na rozdíl od konvenčních reaktorů nemusí být MSR stavět v blízkosti masivních vodních zdrojů; lze je postavit prakticky kdekoli. Čínský MSR „TMSR-LF1“, revoluční projekt, o kterém diskutujeme, se nachází v okrese Minqin v provincii Kan-su, v jedné z nejsušších oblastí Číny, přímo na okraji pouště Gobi (viz snímek obrazovky níže; mapu si můžete prohlédnout zde ).

Čínská továrna MSR „TMSR-LF1“ se nachází v okrese Minqin v provincii Kan-su
, v jedné z nejsušších oblastí Číny.

Počkejte, slyším vás říkat, myslel jsem si, že MSR musí také odpařovat vodu, aby roztočily turbíny a vyráběly elektřinu? No, ne vždy: pamatujete si, jak jsem napsal „ nebo jiný plyn, jak uvidíme později “ jako upozornění? To je tento případ. Současný reaktor je demonstrační projekt testující thoriový palivový cyklus bez výroby elektřiny (takže tam není žádná turbína), ale Čína už začíná stavět skutečnou elektrárnu na stejném místě: reaktor o výkonu 60 MW, který bude vyrábět 10 MW elektřiny pomocí superkritických turbín s oxidem uhličitým místo tradiční páry. CO2 zůstává v uzavřené tlakové smyčce; horká roztavená sůl ho ohřívá, roztáčí turbínu, chlazení okolním vzduchem ho ochlazuje a cyklus začíná znovu. V systému není nikde potřeba voda.

V praxi to znamená, že rakety MSR mohou být nasazeny v západních provinciích Číny s nedostatkem vody (v tomto případě jako severní Kan-su), v pouštích Střední Asie podél Nové hedvábné stezky, nebo dokonce – dovolte mi vás ohromit – na Měsíci (ano , opravdu! ). Kdekoli si to strategická potřeba vyžádá, bez ohledu na dostupnost vody.

Dobře, přiznávám, že je to trochu technické. Ale potřeboval jsi pochopit, co MSR vlastně dělají a proč jsou revoluční, jinak by tenhle článek nedával moc smysl.

Jedna věc, kterou jsem ale nevysvětlil, je osud programu Oak Ridge: proč Amerika vynalezla tak slibnou technologii, úspěšně ji demonstrovala, pak program zastavila a veškerý výzkum veřejně zveřejnila? Velkou ironií je, že čínský program MSR, který by mohl být klíčem k jeho budoucnosti, je postaven na základě odtajněných amerických plánů.

Program Oak Ridge

Zde je to, co dělá tento příběh z amerického pohledu obzvláště „trapným“, zvláště pokud reaktory s roztavenou solí splní svůj slib a stanou se velmi významnými pro energetickou budoucnost Číny: Amerika o reaktorech s roztavenou solí nejen teoretizovala, ale skutečně jeden postavila!

V 60. letech 20. století v Oak Ridge ředitel Alvin Weinberg upřímně věřil, že reaktory s roztavenými solemi (MSR) jsou budoucností jaderné energie. Přesvědčil Komisi pro atomovou energii, aby financovala řádný test. Experiment s reaktorem s roztavenými solemi (MSRE) probíhal v letech 1965 až 1969, tedy čtyři roky, a zaznamenal přes 13 000 hodin provozu . Prokázal, že koncept funguje. Okruh dodávky roztavené soli byl stabilní. Pasivní bezpečnostní zařízení fungovala přesně tak, jak bylo zamýšleno (ta, která jsem vysvětlil výše na analogii s táborákem na ledě).

Nikdy nepředvedli kompletní replikační cyklus – přeměnu thoria na uran-233 uvnitř běžícího reaktoru – ale dostatečně dokázali, že cesta vpřed je jasná. Weinberg pokračoval ve svém hledání. Měl data. Měl provozní zkušenosti. Měl technologii, která by dokázala vyřešit největší problémy jaderné energie.

Pak se do toho vmísila politika.

Na začátku 70. let se Nixonova administrativa rozhodla, že budoucnost patří rychlému množivému reaktoru s tekutým kovem (LMFBR) – konkurenční technologii. Mužem, který měl za úkol tuto technologii uskutečnit, byl Milton Shaw, který vedl oddělení reaktorů Komise pro atomovou energii. Shaw byl chráněncem admirála Rickovera, legendárního a drsného otce jaderného námořnictva. Zcela si osvojil styl řízení svého mentora : po mém, žádná diskuse, a když nejste se mnou, jste proti mně.

Weinberg nadále prosazoval reaktory s roztavenými solemi. A co hůř, neustále veřejně upozorňoval na bezpečnostní problémy spojené s výstavbou konvenčních reaktorů všude kolem; což je druh pravdy, která byrokraty znervózňuje. To z něj dělalo nepříjemného člověka.

Weinbergovými vlastními slovy : „ Bylo jasné, že [Shaw] ve mě neměl velkou důvěru, a vlastně ani v Národní laboratoř Oak Ridge. Koneckonců jsme prosazovali roztavenou sůl, ne LMFBR .“

V roce 1973 byl propuštěn. V té době byl reaktor s roztavenou solí již nefunkční; Shaw ho v roce 1969 donutil k uzavření.

Shawův tým vypracoval zprávu ( WASH-1222 ), v níž uvedl, že reaktory MSR „ vyžadují příliš mnoho vývoje “, zatímco LMFBR označil za „ vyspělou technologii “, kterou by Amerika měla usilovat. Nezáleželo na tom, že MSR byly v provozu již několik let, zatímco LMFBR byly stále ve fázi plánování. Politická rozhodnutí nevyžadují logickou konzistenci.

A samozřejmě se ukázalo, že to byla špatná volba: „ vyspělá “ technologie LMFBR, na kterou Spojené státy vsadily všechno, nevedla absolutně nikam. Pokusili se kolem ní vyvinout projekt s názvem množivý reaktor Clinch River , schválený v roce 1970 s počáteční cenou 400 milionů dolarů. Do roku 1983 náklady prudce vzrostly na 8 miliard dolarů bez konce v dohledu. Kongres v říjnu 1983 zastavil financování; reaktor nebyl nikdy dokončen a nevyrobil ani watt elektřiny.

Tato ztráta pro Ameriku se pro Čínu stala ziskem v tom nejdoslovnějším možném smyslu. Oak Ridge, jak bylo pro takový projekt typické, zdokumentoval svou práci stovkami technických zpráv, pololetních zpráv o pokroku z let 1958 až 1967, podrobných technických specifikací, dat z materiálových věd a provozních protokolů MSRE. Po skončení programu v roce 1976 se tyto zprávy staly veřejně dostupnými poté, co byly nalezeny v do značné míry zapomenutých technických knihovnách a archivech.

V roce 2002 je objevil Kirk Sorensen, letecký inženýr z NASA, a se svým kolegou Brucem Pattonem zajistil finanční prostředky na jejich digitalizaci. Do roku 2006 Sorensen vytvořil web energyfromthorium.com a vše zveřejnil online jako veřejné úložiště. Zdarma. Přístupné pro všechny.

Čína využila tento veřejně dostupný americký výzkum jako základ pro svůj program MSR, což otevřeně uznává. Xu Hongjie, vedoucí vědecký pracovník čínského projektu MSR, na zasedání Čínské akademie věd začátkem tohoto roku prohlásil: „ Spojené státy zveřejnily svůj výzkum, zatímco čekaly na vhodného nástupce. Tímto nástupcem jsme byli my .“

Pravdou je, že revoluční vědecká technika by neměla půl století zapadat prach jen proto, že jedna země ztratila rozvahu. Pokud Amerika nebyla ochotna přijmout Weinbergovu vizi, musel ji přijmout někdo jiný. Tím někým se ukázala být Čína.

Nejnovější průlom Číny

Čína nejen oprášila plány pro Oak Ridge a postavila repliku. Udělala to, co Weinberg nikdy neměl šanci dokončit: dokončila kruh.

Pamatujete si na kriticky chybějící součást experimentu Oak Ridge? MSRE dokázal, že lze provozovat reaktor s roztavenou solí. Dokázal, že bezpečnostní systémy fungují. Dokonce dokázal, že lze použít uran-233 jako palivo. Nikdy však neprokázal samoreplikující se cyklus – reaktor, který by během provozu neustále vytvářel vlastní palivo z thoria, „ perpetuum mobile “, který jsem popsal dříve. To byl svatý grál, věc, která by z celého konceptu udělala spíše revoluční než zajímavý.

Před pár dny toho Čína dosáhla.

Jejich reaktor TMSR-LF1 v Kan-su úspěšně dokončil první přeměnu thoria na uran na světě uvnitř provozovaného reaktoru s roztavenou solí. Šanghajský institut aplikované fyziky Čínské akademie věd oznámil, že získal platná experimentální data prokazující fungování thoriového palivového cyklu; thorium-232 kontinuálně zachycuje neutrony a přeměňuje se na uran-233 uvnitř provozovaného reaktoru.

Může se to zdát jako postupný krok: „ Dobře, uspěli, no a co? “ Ale pochopte, co to odemyká: dokazuje to, že thoriový palivový cyklus funguje. To znamená, že Čína nyní v principu může navrhovat a stavět reaktory, které mohou běžet neomezeně dlouho na thorium dostupné na domácím trhu, aniž by se spoléhala na zahraniční dodávky uranu a aniž by byla zranitelná vůči narušení dodavatelského řetězce.

Podle Cai Xiangzhou , zástupce ředitele Šanghajského institutu aplikované fyziky (který projekt vede), Čína na této technologii prakticky ŽÁDNOU nezávisí: „ Více než 90 % komponent reaktoru se vyrábí v Číně, přičemž klíčové díly jsou 100% lokalizovány a dodavatelský řetězec je zcela nezávislý. Tento úspěch představuje první krok k vytvoření průmyslového ekosystému pro technologie reaktorů s roztavenými solmi thoria v Číně .“

A to ani nemluvíme o samotném thoriu, jehož zásoby má Čína obrovské. Některé odhady naznačují, že by stačily k zásobování země energií po dobu 20 000 až 60 000 let. To není překlep. Desítky tisíc let energetické nezávislosti díky domácím zdrojům a technologiím, které Čína nyní ovládá od začátku do konce.

Aby bylo jasno, je před námi ještě dlouhá cesta. Současný TMSR-LF1 je demonstrační tepelný reaktor o výkonu 2 megawatty – jednoduše dokazuje, že reprodukční cyklus funguje, ale nevyrábí elektřinu. V podstatě se jedná o důkaz konceptu: „ Ano, dokážeme reprodukovat uran-233 z thoria v reaktoru s roztavenou solí .“ Kritický milník, ale zatím to není elektrárna.

Další fáze již probíhá. Letos začala výstavba reaktoru, který bude v podstatě větším protějškem TMSR-LF1 ve stejné lokalitě v Kan-su: reaktoru, který přidá i složku pro výrobu energie. Je navržen tak, aby vyráběl 10 MW elektrické energie pomocí superkritických turbín na oxid uhličitý (sCO2), které jsem zmínil dříve.

Neuvěřitelná věc, která skutečně zdůrazňuje úroveň ambicí Číny v tomto projektu, je, že samotné turbíny s CO2 představují špičkovou technologii. Pokud vím, byla by to vlastně první jaderná elektrárna na světě, která by tuto technologii turbín využívala k výrobě elektřiny. Podle Wisconsinského energetického institutu by nahrazení tradičních parních turbín plynovými turbínami s uzavřeným cyklem s CO2 mohlo zvýšit účinnost výroby elektřiny o 50 procent nebo i více – což by bylo transformační zlepšení pro jakoukoli technologii výroby energie.

Čína tak současně demonstruje zbrusu novou technologii jaderného reaktoru (MSR replikující thorium) A revoluční technologii turbín (superkritický CO2) a to vše staví jako integrovanou elektrárnu v poušti Gobi. Jaká ambice!

Pokud to bude fungovat – a ta nejsložitější část byla právě hotová – Čína překoná konvenční jadernou energii ve zcela nové kategorii výroby elektřiny. Nejenže bude bezpečnější a levnější než tradiční reaktory, ale bude také zásadně účinnější při přeměně tepla na elektřinu. A samozřejmě, opět, to vše s využitím hojného množství thoria jako zdroje energie.

Posledním krokem je prokázání komerční připravenosti. Cai Xiangzhou uvádí , že cílem je „ dokončit výstavbu a demonstraci 100megawattového tepelného prototypu do roku 2035 a dosáhnout komerční aplikace .“ Reaktor o výkonu 100 MW je podle konvenčních jaderných standardů malý – většina moderních reaktorů má výkon přes 1 000 MW – ale je dostatečně velký, aby ověřil ekonomické a provozní vlastnosti nezbytné pro komerční nasazení.

Pokud bude thoriový MSR o výkonu 100 MW spolehlivě fungovat a vyrábět elektřinu za konkurenceschopnou cenu, bude mít Čína vše, co potřebuje k zahájení komerční výstavby těchto reaktorů. A vzhledem k tomu, že Čína kontroluje celý dodavatelský řetězec v tuzemsku – od samotného thoria až po každou klíčovou součást – teoreticky neexistují žádné technické ani geopolitické překážky, které by jí bránily ve výstavbě desítek, a později stovek těchto reaktorů po celé zemi.

Aby bylo jasno, teoreticky by energie vyrobená z reaktorů MSR měla být mnohem levnější než z konvenční jaderné energie (která je již relativně levná). To dává smysl: thorium je levnější než uran, palivo se lépe využívá – 30 až 50krát – konstrukce reaktorů MSR bude mnohem levnější (nezapomeňte: žádná masivní tlaková nádoba), palivo lze doplňovat za provozu i za provozu elektrárny a tak dále. „Teorii“ a „praxi“ samozřejmě dělí roky řešení problémů, nepředvídané technické výzvy a drsná realita reálného provozu. Čína vsadila na to, že teorii lze v praxi realizovat. Pokud ale mají pravdu – a zatím nic nenasvědčuje tomu, že by neměli – budou nejméně o deset let napřed před všemi ostatními.

Dlouhodobé důsledky

Pokud se sázka na MSR uskuteční, je téměř nepochopitelné, co by to nakonec mohlo znamenat pro strategickou pozici Číny.

Zaprvé to zřejmé: nezávislost na energetických úzkých místech. Žádný Hormuzský průliv. Žádný Malacký průliv. Žádná zranitelnost vůči námořní blokádě dodávek ropy.

Za druhé, nejde jen o výrobu elektřiny: hojná a levná energie transformuje všechna energeticky náročná odvětví. Tavení hliníku, výroba oceli, chemická výroba, výroba polovodičů, provoz datových center s umělou inteligencí – to vše se v Číně stává strukturálně ještě levnějším na provoz, než je tomu nyní. Dokonce i nákladní doprava: jen před pár hodinami Čína oznámila svůj záměr postavit největší nákladní loď na světě, poháněnou… uhodli jste: reaktorem na bázi thoria s roztavenou solí!

Země, která již nyní dominuje největší světové výrobní kapacitě, by získala další nepřekonatelnou cenovou výhodu v nejstrategičtějších odvětvích 21. století.

Za třetí: flexibilita nasazení. Čína by mohla postavit tyto bezpečné jaderné elektrárny kdekoli: v Tibetu, Sin-ťiangu, ve vnitrozemských pouštích, na nákladních lodích, na Měsíci – kdekoli si to strategická nutnost vyžádá. Země střední Asie bez vodních zdrojů, ale s dostatkem pouště? Perfektní kandidáti na MSR. Pákistán, Kazachstán, Uzbekistán – všichni potenciální zákazníci pro bezpečné, čínsky vyrobené thoriové reaktory, které nevyžadují dovoz paliva ani vody a nepředstavují riziko roztavení.

Za čtvrté, kaskádové efekty na další technologie. Hojná a levná elektřina umožňuje realizovat dříve nerentabilní procesy. Například velkovýrobu vodíku pro průmysl a dopravu. Pravděpodobně není náhoda, že první experimentální reaktor o výkonu 10 MW, který je v současné době ve výstavbě v Kan-su, je již navržen k výrobě tzv. „purpurového vodíku“, což je způsob ukládání energie ve formě vodíku, který lze následně použít jako palivo pro řadu aplikací. Tradiční výroba vodíku je drahá, ale sázka je jasná, že MSR mohou výrobu vodíku zefektivnit a zekonomicky zhodnotit.

Ale především tento projekt MSR ilustruje hlubší příběh: příběh Číny, která se odváží tam, kde Západ ustoupí. Nejde jen o MSR: v prakticky každém zdroji energie, v prakticky každé myslitelné oblasti vidíme stejnou dynamiku. Žijeme ve světě, kde byrokracie a nedostatek velkolepé vize, snů, nejsou realitou v zemi řízené komunistickou stranou, ale jsou v zemích, které jí nejsou.

Příběh o Číně, která oživila Weinbergův sen, je téměř bolestně symbolický. Plány na hojnou energii se v archivech zaprášily, protože neodpovídaly politické situaci a byly zmařeny byrokracií. A tady je Čína, která metodicky pracuje s těmito odtajněnými americkými dokumenty, řeší problémy, které Oak Ridge nikdy nedokázal dokončit, a buduje v Kan-su budoucí opuštěné Tennessee. Rozvíjející se civilizace doslova vykopává a oživuje opuštěné sny upadající civilizace, kterou archeologové budoucí Ameriky opustili.

Dodatek: Problém koroze. Přidáno 7. listopadu 2025

Děkuji všem za důležité reakce na můj článek, nečekal jsem, že téma thoriové jaderné energie zaujme tolik lidí!

Častou odpovědí, kterou jsem obdržel a kterou považuji za velmi zajímavé dále rozvést, je přesvědčení, že projekt American Oak Ridge byl v 60. letech 20. století zastaven kvůli nepřekonatelným problémům s korozí a že v té době na Zemi prostě neexistoval žádný materiál, který by byl schopen zvládnout silně korozivní povahu roztavených solí.

Zaprvé je pravda, že koroze BYLA v Oak Ridge velkým technickým problémem. Byla to však výzva, k jejímuž řešení byli na dobré cestě. Přečtěte si tento článek z roku 1973 : vysvětlují, že vynalezli slitinu zvanou Hastelloy-N, která sice odolávala korozi, ale sama o sobě měla problémy, protože se u ní vyvíjely povrchové trhliny. Tento problém však také vyřešili objevem, že „ přidáním titanu do Hastelloy-N lze zmírnit jak problém s praskáním, tak i radiační křehnutí Hastelloy-N .“

Máte také tento další dokument z počátku 70. let, ve kterém opět vysvětlují, že Hastelloy-N obsahující titan a niob by byl pravděpodobně perfektní, ale vzhledem k tomu, že reaktor Oak Ridge byl odstaven, nemohl být testován.

Jinými slovy, problém koroze byl z velké části vyřešen – nebo alespoň byl na dobré cestě k vyřešení – a to není to, co zastavilo projekt Oak Ridge. Jak vysvětluji v článku, zastavila ho spektakulárně špatně vypočítaná sázka Spojených států: věřily, že budoucnost jaderné energie spočívá v rychlém množivém reaktoru s tekutým kovem, nikoli v reaktorech s roztavenými solmi. Vložili do toho miliardy dolarů a nic z toho nebylo.

Pokud jde o Čínu, i ta se velmi usilovně zabývá problematikou koroze a publikovala na toto téma řadu výzkumných studií. Ve svém reaktoru s roztavenou solí v provincii Kan-su používají slitinu s názvem „GH3535“, což je v podstatě vylepšená čínská verze slitiny Hastelloy-N vyvinuté společností Oak Ridge.

GH3535 je superslitina na bázi niklu s přibližně stejným chemickým složením jako Hastelloy-N (71 % niklu, 16 % molybdenu, 7 % chromu a 4 % železa – 5 % v případě Hastelloy-N), která byla speciálně navržena tak, aby odolávala korozi roztavenými solemi při teplotách kolem 700 °C.

Číňané publikovali na toto téma řadu článků, včetně špičkového výzkumu z let 2024-2025 o manipulaci s praskáním na hranicích zrn vyvolaným telurem (příklady zde a zde ), což je pozoruhodně podobné přesnému problému, který se Oak Ridge snažil vyřešit pomocí svého titanem modifikovaného Hastelloy-N.

Velký rozdíl samozřejmě spočívá v tom, že čínský reaktor s roztavenou solí skutečně funguje, a ačkoli stále zkoumají způsoby, jak ho dále optimalizovat, ukazuje to, že problém s korozí by se dal s notnou dávkou odhodlání a trpělivosti vyřešit.

zdroj: Arnaud Bertrand