Představte si elektrárnu, která po silnicích i polních cestách dojede až na místo, kde je elektřina zapotřebí nejvíce. Přesně takovou představu nabídli jaderní inženýři v SSSR před 60 lety svým nadřízeným. Vznikla tak myšlenka a nakonec i prototyp takzvaného „eněrgosamochodu“ – jinými slovy mobilní jaderné elektrárny, která měla sloužit jako zdroj energie pro odlehlé části země i vojenské základny v případě vojenského konfliktu.
V 60. letech se nakonec ukázalo levnější vyřešit problém jinak, ale nápad nikdy zcela nezemřel. Další posdobný projekt mobilního reaktoru nazvaného Pamír s unikátním typem jaderného zařízení chlazeného plynem místo vody byl doveden do prototypové fáze v Bělorusku. Jeho spuštění zabránila jaderná havárie v Černobylu, která v bývalém SSSR výrazně narušila důvěru v j aderné technologie. Pohyblivý jaderný reaktor se náhle zdál být příliš velkým rizikem.
Rusové nebyli ve své snaze sami. Výzkumu mobilních reaktorů se věnovala v 50. a 60. letech i americká armáda a její zájem – byť nyní čistě teoretický – se v posledních letech obnovil. Armáda zvažuje, zda by drobné reaktory nemohly pomoci omezit ohromné náklady na dopravu energií.
KURIOZITA, ČI NĚCO VÍC?
Výraz „pojízdná atomová elektrárna“ dnes zní zcela nereálně, ale tyto stroje skutečně fungovaly a představují jednu z nejzvláštnějších kapitol vývoje jaderné energetiky. Experimentovaly s nimi obě supervelmoci druhé poloviny 20. století, ale zvláštní směr nabral jejich vývoj především v bývalém SSSR.
Příběh jejich vzniku ve východním bloku podle dostupných zdrojů začal v roce 1955. Jeden ze zakladatelů tamního atomového průmyslu, Jefim Pavlovič Slavský, se prý během návštěvy leningradského závodu pustil do debaty s jeho vedením o možnosti vývoje autonomního atomového zdroje pro osamělé oblasti země. Například pro posádky radarových a dalších stanic daleko mimo hlavní sídla, inženýry či geology pracující na zpřístupnění nových nerostných zdrojů, a tak podobně.
Padesátá léta byla nejen v SSSR obdobím „jaderného optimismu“, a tak projekty rychle získaly potřebné financování a podporu. Výkresy pro stavbu byly hotovy už v roce 1957 a o pouhé dva roky později už bylo vyrobeno i vybavení pro zkušební prototyp zařízení nazvaného TTP-3. Zkratka by se dala přeložit jako „elektrický zdroj schopný přepravy“, ale používal se pro něj i výraz „eněrgosamochod“, tedy energovozidlo.
Jednalo se o sestavu několika vozů na podvozku posledního typu sovětského těžkého tanku T-10, ale i ten byl pro dané účely nakonec malý. Podvozek bylo nutné prodloužit zhruba o třetinu (místo sedmi kol jich měl deset) a hmotnost reaktorového vozidla činila zhruba 90 t.
Na zabezpečení celého provozu nestačil ovšem jeden „samochod“. Celou soupravu tvořila čtyři vozidla o celkové váze 210 t: jedno reaktorové, jedno s parogenerátorem (tedy systémem na převod tepla z reaktoru na páru pohánějící turbínu), třetí vozidlo přepravovalo turbínu a čtvrté ovládací panely a další nutné vybavení.
Reaktor byl dnes běžného typu, tzv. tlakovodní. Samotná reaktorová nádoba s palivem a radioaktivní zónou měla rozměry válce o výšce zhruba 6 m a s průměrem 6,6 m. I přes své relativně malé rozměry byl celý systém dvoustupňový: radioaktivní voda z reaktoru neproudila přímo do turbíny, ale v tepelném výměníku předávala teplo vodě v druhém okruhu, která poháněla samotnou turbínu.
Palivo bylo tzv. vysoce obohacené, což znamená, že obsahovalo více než 20 % radioaktivního uranu (zhruba 4 % u většiny dnešních reaktorů). Z dnešního hlediska by bylo považováno za velké bezpečnostní riziko a zařízení by se muselo řídit ještě mnohem přísnějšími předpisy než běžná elektrárna.
Reaktor vytvářel zhruba 8,8 MW tepla, ze kterého se mohly vyrábět maximálně 2 MW elektřiny (na dnešní poměry málo, dnes bychom čekali cca o necelý MW více). To je výkon, který mohou běžně dosahovat i velké dieselagregáty. Zásoba paliva v reaktoru stačila zhruba na rok provozu. Zařízení nebylo dostatečně odstíněné, a tak v praxi musel být kolem reaktoru vztyčen ještě velký násep, který chránil obsluhu před účinky radioaktivity.
Prototyp „eněrgosamochodu“ v roce 1960 začal zkoušky v Obninsku, v centru sovětského jaderného výzkumu, a v roce 1961 v něm došlo k zažehnutí jaderné reakce. Zkoušky probíhaly údajně do roku 1965, ale pak byl projekt víceméně zastaven. Důvody byly nejvíce ze všeho ekonomické: zařízení bylo vzhledem k výkonu příliš drahé, složité a nebezpečné. Konec „eněrgosamochodů“ to ovšem nebyl.
VZHŮRU K PAMÍRU
Už během 60. let se začal paralelně s koncem TTP-3 rýsovat nápad na výstavbu jiného mobilního reaktoru jako zařízení pro zajištění vojenských schopností v případě zničení jiných zdrojů energie. V běloruském Ústavu energeticko-inženýrských problémů mělo vzniknout zařízení, které by bylo schopné dodávat energii například mobilním protiletadlovým stanovištím. Reaktor měl být pokud možno lehký, kompaktní a s dlouhou výdrží. Odpovědí mělo být zařízení velmi nezvyklého typu: plynem chlazený (konkrétně N2O4) jaderný reaktor. Byl jednostupňový, a tak stejný plyn, který chladil reaktor, zároveň poháněl turbínu vyrábějící elektřinu. Šlo v podstatě o unikátní zařízení, a tak asi není divu, že vývoj trval velmi dlouhou dobu. Plány vznikly v 60. letech, ale zkoušky reaktoru začaly až v roce 1985, a to ještě jen na „stojánce“, ne přímo na vozidlech. Reaktor znovu používal vysoce obohacené palivo (na 45 % obsahu radioaktivního uranu). Jeho využití mělo tu výhodu, že jediný náklad paliva stačil na zhruba pět let provozu. Celou sestavu tvořila dvě vozidla: jedno s reaktorovým návěsem, druhé s blokem turbíny. Reaktorové vozidlo mělo hmotnost zhruba 65 t.
Pamír měl ještě nižší výkon než TTP- 3, podle různých údajů zhruba jen 630 až 700 kW elektrického výkonu. V běžných podmínkách jde o v podstatě zanedbatelný výkon, ale ekonomika nakonec projekt nezastavila. O to se postarala jaderná havárie v Černobylu v roce 1986. Vývoj Pamíru probíhal v Bělorusku, které bylo spadem z Černobylu silně zasaženo; vedení této sovětské republiky nehodlalo riskovat zkoušky mobilního reaktoru prakticky nevyzkoušeného typu, a tak projekt ještě ve stejném roce ukončilo.
MŮŽE BÝT?
V roce 2010 se začalo mluvit o tom, že by se projekt mohl oprášit. Bělorusové oznámili, že by se mohli pustit do vývoje upravené verze Pamíru s pomocí ruského kapitálu. Nové zařízení mělo být výkonnější (cca 2 MW) a bez doplnění paliva sloužit až 25 let. Ale jak už jsme si v případě projektů z bývalého SSSR zvykli, nakonec z řečí nebylo nic. Chronický nedostatek financování (hlavně toho stabilního a dlouhodobého) i tento projekt nakonec beznadějně pohřbil.
Jak je asi patrné i z našeho zběžného pohledu do dějin ruských „pojízdných elektráren“, i v této oblasti je jasně patrný technický pokrok. Reaktory jsou stále menší, výkonnější a v neposlední řadě také spolehlivější. To je důležité nejen z hlediska bezpečnosti, ale také ekonomiky. Objevují se nové typy malých reaktorů, jež by mohly být výhledově dostatečně spolehlivé, aby se daly upevnit i na mobilní zařízení.
Nejde přitom jen o snění ruských atomových inženýrů, kteří se neustále potýkají s finanční nouzí. Poli „mobilních reaktorů“ se začala v posledních letech intenzivněji věnovat také americká armáda. Ta se při svých zahraničních misích potýká stále s jedním problémem: 80 % její logistické zátěže tvoří doprava tekutin – hlavně vody a nafty. Cena jejich přepravy k bojovým jednotkám je přitom po započtení všech nákladů a rizik astronomická, v některých případech vyjde litr nafty v bojové linii armádu na tisíce korun. Vojáci zkoumají různá řešení, například program zavádění obnovitelných zdrojů u předsunutých jednotek, aby se alespoň snížila spotřeba elektřiny, či využívání místních zdrojů biomasy. Své místo by v tomto „mixu“ mohla najít údajně i jaderná energie, právě v podobě malých jaderných reaktorů. Američané s nimi stejně jako Rusové experimentovali především v 60. letech, ale projekty stejně jako ty ruské nikam nevedly. Jednalo se o běžné tlakovodní reaktory, ale rizika se zdála převažovat nad možnými přínosy. Podle mnohých ovšem technický pokrok situaci změnil a nové typy reaktorů by mohly splňovat stejné požadavky s menším nebezpečím havárie. „Eněrgosamochody“ nejsou zcela bez budoucnosti, i když je těžké říct, zda jejich okamžik už přišel.