Úvod
Věda
Planeta země
Historie
Zajímavosti
Lifestyle
Záhady a napětí
Vědec z ČVUT vyvinul efektivnější a odolnější palivo pro jaderné elektrárny

Martin Ševeček z Fakulty jaderné a fyzikálně inženýrské ČVUT v Praze se svým týmem úspěšně otestoval materiály pokrytí jaderného paliva, které mohou poskytnout provozovatelům ekonomický benefit, a v krajním případě i dodatečný čas pro zvládnutí jaderné havárie.

Poslední rok podroboval zkouškám různé varianty palivových proutků na MIT, jedné z nejlepších technických škol na planetě.

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,“ popisuje 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,“ vysvětluje Ševeček.

Palivová trubička s „mechovým“ potahem na bázi chromu
Palivová trubička s „mechovým“ potahem na bázi chromu

O co jde?

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.

Martin Ševeček, FJFI ČVUT
Martin Ševeček, FJFI ČVUT

Ekonomika až na prvním místě

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,“ říká vědec.

Sám ale dodává, 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,“ dodává 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 20 procent.

IUkázka funkce pokrytí – detail stěny trubičky v řezu
IUkázka funkce pokrytí – detail stěny trubičky v řezu

Běh na dlouhou trať

Všechno kolem jádra je hodně konzervativní obor, podobně jako třeba letectví. Než se začne používat něco nového, musí to projít stovkami testů. A to není ani levné, ani rychlé.

„Některé jevy se projevují v rámci sekund, u jiných je třeba dělat testy roky za provozu v reaktoru…Experimenty jsou korozní, mechanické, studujeme termofyzikální vlastnosti, radiační poškození… Plus se k tomu dělají výpočty, design a úprava experimentů, vyhodnocení výsledků z těch experimentů a reporting do článků nebo prezentací,“ vyjmenovává Ševeček postup testování.

Nový materiál například strávil rok v reaktoru na Massachusettském technologickém institutu (MIT) v USA. Tady se ale ukazuje síla mezinárodní spolupráce, kterou v současné době zastřešují Američané.

Koncept palivové trubičky na bázi SiC (karbidu křemíku) s několika vrstvami.
Koncept palivové trubičky na bázi SiC (karbidu křemíku) s několika vrstvami.

„Největší hodnotu pro mě mají zkušenosti a kontakt s nejlepšími lidmi v oboru…Naše řešení může přispět k vývoji nových metodik hodnocení chování paliva a poskytne unikátní data publikovaná ve vědecké literatuře, která posunou oblast dál,“ říká Ševeček.  Mimochodem, ve vývoji ATF není tento odborník žádný nováček – už předloni získal ocenění v kategorii bezpečnosti reaktorových systémů od Evropské komise v Nuclear Innovation Prize za vedení vývoje podobné materiálové inovace nazvané MultiProtectFuel.

Česká účast na podobném výzkumu 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.

Související články
Roste pomalu, ale vydrží déle. Tento vzorec se opakuje u bylin, keřů i lián od Arktidy po polopouště. Mezinárodní tým vědců vedený Botanickým ústavem Akademie věd ČR analyzoval více než 3 100 druhů rostlin z pěti kontinentů a ukázal, že pomalý růst je napříč různými skupinami rostlin spojen s delším životem. Výsledky publikované v časopise […]
Líbivé rčení, že „oči jsou okna do duše“, už jste určitě slyšeli. Kupodivu ale nejde jen o prázdnou frázi. Z jejich stavu lze rozpoznat nejen celkovou fyzickou kondici, ale i stovky vnitřních onemocnění.   Žlutavé, lehce vystouplé skvrny v očním okolí nejsou nic, co by nedokázala zkrotit trocha šikovnosti a make-upu. Na pohled kosmetický problém […]
Agrovoltaika vznikla před čtyřiceti lety v Německu, v současnosti ji však nejvíce rozvíjí Izrael. A zatímco v zemích s mírným klimatem se řeší, aby panely nestínily plodinám příliš, v Izraeli zase, aby stínily dostatečně a ochránily úrodu před spálením.   V Údolí pramenů letos získali rekordní úrodu 30 tun hroznů vypěstovaných právě tímto způsobem. Oblast […]
Někdo z dnešních středoškolaček a středoškoláků může jednou objevit druhou Zemi. Jiný možná postaví přístroj, který takový objev umožní. Iniciativa Generace vesmír chce mladým lidem ukázat, že cesta ke světové vědě nemusí začínat ve velké zahraniční laboratoři. Klidně může začít v české třídě.   Představte si, že jednou objevíte planetu podobnou Zemi. Nebo navrhnete kosmický […]
reklama
Historie
Žila na Starém Městě mořská panna?
Během staletí si Praha vyslouží řadu přívlastků. Někdy je označována za zlatou, jindy za stověžatou. Málokdo ale ví, jaká tajemství skrývá ve svých ulicích…   Celou řadu kuriozit ukrývá hlavně Staré Město. Kromě proslulé nejužší uličky tu totiž stojí i vůbec nejmenší pražský dům. Nachází se v Anežské ulici, nedaleko kláštera Na Františku a na […]
Katary bůh k dobrému konci nedovedl?
Pierrovi je přes 40 let. Žije v Toulouse, kde mu patří malý krámek, a už léta poslouchá učení, které hlásají kataři, jichž se v tomto kraji nalézá velké množství. Rozhodne se přijmout jejich učení za své a stát se „dokonalým“.   Pierre uvěří, že dobrý Bůh stvořil duchovní svět, zatímco ten zlý (Satan) vybudoval hmotný […]
Posunuli Máchovi datum úmrtí?
Když v neděli 23. října 1836 na vrchu Radobýlu upravuje svoji novou báseň, všimne si Mácha, že dole v Litoměřicích vypukl požár. Na nic nečeká a běží pomáhat s hašením. Občas se osvěží vodou, kterou u toho používá. Jenže ta je možným zdrojem nákazy, která nakonec způsobí jeho smrt…   Herec, dramatik, cestovatel, kreslíř a […]
Milánský dóm se stavěl téměř 600 let
Chopil se vlády v Miláně. Ve snaze zvýraznit svou moc a bohatství i význam celého města se vévoda Gian Galeazzo Visconti rozhodne zrealizovat ambiciózní architektonický projekt. Jde o jednu z největších gotických katedrál na světě, která je v mnoha směrech výjimečná!   Katedrála Narození Panny Marie (Duomo di Milano – Milánský dóm) se na náměstí […]
Zajímavosti
Tyrkysová: Barva, která nás ochrání před smrtí?
Není to ani modrá, ani zelená. Přesto je však plnohodnotnou barvou se svým vlastním původem! Proč je tyrkysová tak oblíbená? A kdo jí dal jméno?   Už tisíce let lidé milují vzácný kámen, který má díky obsahu mědi velmi nevšední barvu. Nejstarší stopy směřují do Egypta, kde zdobí předměty nalezené v hrobkách – tím nejslavnějším […]
Habsburg: Kolébka mocného rodu
První Habsburk usedá na český trůn v roce 1306. Dlouho tady nevydrží. Podruhé se rod dotkne české královské koruny v roce 1526 a vydrží vládnout až do vzniku republiky. Kde se vůbec vzali?   O Radbotovi z Klettgau (?985–1045) toho historie neví mnoho. Je prý vnukem zakladatele rodu Habsburků, Guntrama Bohatého (?930–973), ale prameny jsou tak skoupé, že […]
Postavte si iglú!
Jakmile napadne sníh, děti okamžitě letí ven, aby pod jejich rukama vznikl sněhulák. Když je materiálu dostatek, pustí se někteří do iglú, inuitského obydlí.   Všichni ho dávají do souvislosti s Inuity, tedy národem, jež přežívá na severu Ameriky a Grónska. Jenže tito obyvatelé studených oblastí užívají slůvko iglú pro veškerá obydlí. Vedle těch sněhových se […]
Iguanodon: První objevený dinosaurus
Dělníci v lomu v Sussexu mají v rukou krumpáče a rozbíjejí obří šutry na menší a ty pak na štěrk. Pak si jeden z nich všimne kamene se zvláštním obtiskem. Schová ho – občas do lomu chodí blázen, který tyto zvláštnosti kupuje. Třeba zaplatí i tentokrát…   Je příjemné slunečné odpoledne a anglický lékař Gideon Mantell (1790–1852) […]
Záhady a napětí
Dokonalé rysy Dámy z Elche: Vytesali bustu do kamene v bájné Atlantidě?
Z pohledu na dokonalé linie se tají dech. Obří kruhy přitisknuté k hlavě tajemné dámy působí, jako by spojovaly minulost s dalekou budoucností a technologiemi, o kterých si mohla starověká civilizace nechat jen zdát. Kdo je tajemná Dáma z Elche? Vzniklo dokonalé dílo pod šikovnýma rukama sochaře ze ztracené Atlantidy, nebo ji mají na svědomí […]
Stínoví lidé: Temné bytosti z jiných dimenzí, nebo jen hra mysli?
Svědci z celého světa popisují nezávisle na sobě tytéž detaily: černou siluetu bez rysů, klobouk se širokou krempou a mrazivý pocit, že si je někdo prohlíží. Někdy stojí u nohou postele, jindy se mihnou koutkem oka a zmizí. Jsou to návštěvníci odjinud, nebo jen mimořádně přesvědčivý výtvor našeho mozku?   Noc v americkém obytném přívěsu. […]
Sovětský vrt do pekla: Z hloubky dvanácti kilometrů se ozývalo sténání mrtvých
Chtěli zjistit, co se ukrývá hluboko pod zemskou kůrou. Místo toho objevili dutinu, z níž se ozývalo sténání mrtvých, jejichž duše byly lapeny v samotném pekle. Přesně to se mělo stát při velikášském projektu Sovětského svazu v druhé polovině 20. století.   Stroje pracují na plné obrátky. První kilometry země obrovský vrták špikuje jako nic. […]
Most Overtoun: Proč tu psi skáčou do prázdna?
Na první pohled je to jen krásný kamenný most u skotského sídla Overtoun House. Jenže majitelům psů se během jeho přecházení již desítky let svírá žaludek. Některá zvířata se podle svědků náhle rozběhnou k okraji a skočí dolů do rokle, jako by je tam něco přivolalo. Jde jen o nešťastně řešené místo, nebo tu psi […]
reklama
Nenechte si ujít další zajímavé články
Provozovatel: RF HOBBY, s. r. o., Bohdalecká 6/1420, 101 00 Praha 10, IČO: 26155672, tel.: 420 281 090 611, e-mail: sekretariat@rf-hobby.cz