Stavba konvenční jaderné elektrárny je v současnosti spojena s velkým ekonomickým zatížením, se zdlouhavými povolovacími procesy a nutnými investicemi do návazné infrastruktury. Tyto faktory jsou často nepřekonatelnou překážkou v cestě za diverzifikací energetického mixu. V dnešní době probíhá intenzivní vývoj malých jaderných reaktorů. V budoucnu by se mohly stát nástrojem, jak řešit energetickou soběstačnost státu a narůstající poptávku po elektřině. Za malý jaderný reaktor lze podle definice Mezinárodní agentury pro atomovou energii (IAEA – International Atomic Energy Agency) považovat zařízení s elektrickým výkonem maximálně 300 MWe. V odborné literatuře jsou označovány zkratkou SMR, která se používá buď pro malé a střední reaktory (Small and Medium Sized Reactors), nebo pro malé modulární reaktory (Small Modular Reactors) a také pro modulární reaktory malého a středního výkonu (Small-medium Modular Reactors). Existuje několik různých konceptů v různých fázích vývoje: lehko i těžkovodní reaktory, plynem chlazené reaktory či reaktory chlazené tekutým kovem. Koncept SMR není čistě teoretický, příp. ve fázi vývoje. Na světě je už v provozu několik desítek, možná i stovek takových zařízení. Mnoho let slouží na palubách ponorek, letadlových lodí a dalších vojenských i civilních plavidel (kupř. ledoborce). Přednosti SMR Výhodou malých reaktorů je především znatelně nižší cena spojená s výstavbou a s tím spjatá větší jistota i nižší riziko pro investory. Výstavbu velkých reaktorů, u nichž se obrovské součástky vyrábějí kusově, často provázejí prodlevy ve výstavbě, a tudíž i prodražení zakázky. Přitom bezpečnostní a technické parametry malých reaktorů jsou v podstatě srovnatelné s moderními reaktory III. a vyšší generace. U malých a modulárních reaktorů probíhá výměna paliva mnohem méně často. Dochází k ní maximálně jednou za 3–4 roky, někdy i později. Pro srovnání: v klasických jaderných elektrárnách je to cca každých 12–18 měsíců. V některých konceptech se palivo mění jen jednou za 20 let. V jiných zůstává bez výměny v reaktoru po celou dobu životnosti. Tím se výrazně snižuje bezpečnostní riziko i početnost kvalifikovaného personálu. SMR jsou navrženy s důrazem na co nejmenší počet zaměstnanců potřebných k obsluze. Některé koncepty jsou dokonce navrženy jako zcela bezobslužné. Hlavním argumentem z hlediska trvale udržitelného rozvoje je fakt, že SMR mají nulové emise CO2. Malé reaktory nejsou prostorově náročné. U některých se počítá s umístěním v podzemí, což umožňuje jejich lokalizaci v blízkosti obydlených oblastí. Vyu žití SMR » V rozvojových zemích s obrovskou poptávkou po elektřině, ale bez potřebného kapitálu a know-how k výstavbě klasických jaderných zdrojů. » V odlehlých, izolovaných či řídce osídlených oblastech s nedostatečně robustní infrastrukturou a přenosovou sítí. » V oblastech věčně zamrzlé půdy (permafrost) k zásobování teplem. » Při odsolování mořské a podzemní vody v pouštních a hornatých krajích. » Jako flexibilní alternativa ke klasickým jaderným elektrárnám na trhu s množstvím nefosilních zdrojů. » Výroba vodíku, zkapalňování uhlí. Současn ý vývoj SMR ve sv ětě Dnes vyvíjí SMR ve světě řada společností a vědeckých institucí. Do vývoje malých a modulárních reaktorů se aktivně zapojují i lidé (kupř. Bill Gates), protože SMR jsou jednou z nástrojů, jak snížit emise CO2. Mezi nejzajímavější projekty patří reaktor mPower společnosti Babcock & Wilcox. Má dlouholeté zkušenosti z vládních zakázek (reaktory pro jaderné ponorky námořnictva USA). Většina systémů (včetně parogenerátoru), má být umístěna v jediném velkém kontejneru o průměru necelých 5 m a výšce 23 m. Ten by měl celý spočívat pod zemí, pod vrstvou betonu. Reaktor má elektrický výkon 180 MWe a palivo se mění jednou za čtyři roky. Cyklus lze zkrátit i prodloužit. Reaktor je navržen jako modulární: vedle prvního reaktoru tedy lze vybudovat další a navyšovat tak kapacitu postupně. Reaktor NuScale vychází z podobného konceptu jako Power. Dosahuje však menšího elektrického výkonu 45 MWe. Palivový cyklus je standardně dvouletý. Lze jej prodloužit až na 5letý. Reaktor je navržen jako modulární a v jedné lokalitě lze vybudovat až 12 nezávislých modulů o výkonu 45 MWe. SVBR-100 je malý ruský modulární reaktor chlazený tekutými kovy, konkr. slitinou olova a bizmutu. Vytvářelo jej konsorcium AKME. Koncept vychází z více než 50leté zkušenosti z vývoje reaktorů pro ruské jaderné ponorky. Reaktor má elektrický výkon 101 MWe a předpokládaný palivový cyklus je 8 let. CAREM-25 představuje argentinský výzkumný projekt malého, vodou chlazeného jaderného reaktoru. S výkonem 27 MWe by mohl sloužit jako zdroj energie pro regiony s nízkými nároky na elektrickou energii. Také by mohl pomoci při desalinizaci mořské vody, čímž by usnadnil proces získávání pitné vody v přímořských oblastech. Zajímavostí je, že minimálně 70 % všech dílů budou schopny dodat argentinské společnosti. Prototyp by měl začít fungovat v roce 2018. Reaktor 4S vyvíjí v Japonsku společnost Toshiba ve spolupráci s Central Research Institute of the Electric Power Industry. Je chlazen sodíkem a dosahuje výkonu 50 MWe. Zajímavá je především doba, po kterou se nemusí měnit palivo. Reaktor 4S si vystačí bez výměny paliva až 30 let. V budoucnu by se mohl využívat kupř. na Aljašce. Potenci ál SMR pro ČR Malé a modulární jaderné reaktory mají pro ČR, konkrétně pro vědeckou obec a pro podnikatelskou sféru, velký potenciál. Díky nepřetržitému 60letému vývoji jaderné energetiky v naší zemi disponujeme špičkovým odborným know-how v oblasti jaderného inženýrství, chemického cyklu, strojírenství, v systémech řízení apod. České know-how lze nabídnout v řadě zemí, které na vývoji malých reaktorů v současnosti pracují, a udržet tak úroveň znalostí na špičce. Dalším potenciálním přínosem pro ČR je možnost podílet se na realizaci konkrétních projektů pro české firmy. Malé jaderné reaktory jsou většinou navrhovány tak, aby náročnost na jejich budování nebyla tak vysoká, jako při budování velkých reaktorů. Na jejich konstrukci se tedy mohou podílet i menší společnosti a získávat tak potřebné reference pro klasické reaktory. Podle odhadů Mezinárodní agentury pro atomovou energii (MAAE) bude světová poptávka po reaktorech o malém a středním výkonu (100–400 MW) do roku 2040 představovat zhruba 500–1000 bloků. Celková hodnota tohoto segmentu trhu se pak odhaduje na 300–600 mld. USD, tj. zhruba 6–12 bilionů Kč. Přestože v současnosti se s konceptem SMR v české energetické strategii nepočítá, mohly by malé reaktory v budoucnosti sehrát úlohu lokálních kombinovaných zdrojů elektrické energie a tepla pro průmyslové i neprůmyslové použití. Eventuálně by mohly být použity i pro potenciální 5. blok JE Dukovany, příp. jako postupná náhrada za stávající bloky této elektrárny. /aj/
