18. 1. 2013
Dva citáty od překladatele na úvod:
The spice extends life.
The spice expands consciousness.
The spice is vital to space travel.
Travel. Without moving. — Princess Irulan (Dune, 1984)
He who controls the spice, controls the universe! — Baron Vladimir Harkonnen (Dune, 1984)
***
Přeložil Hamilbar, převzato odtud
Na úvod cyklu článků o jaderné energii se pokusím upozornit na několik aspektů, které se většinou zmiňují jen tak mimochodem, nebo se v rozhovoru o “jaderné alternativě” fosilních paliv nezmiňují vůbec.
Začneme u jednoduchých čísel a obrázků, které jsou často výmluvnější, než hustě popsané stránky. Vy, jež máte více rozvinutou levou hemisféru, věnujte prosím pozornost číslům, a ti, jejichž silnou stránkou je obraznost, za níž je odpovědná pravá hemisféra, nechť se laskavě zaměří na grafy a hezké obrázky.
Toto je – 200 tun trinitrotoluenu (TNT, nevlastní to strejda dynamitu, za peníze stržené jeho prodejem byla zřízena slavná Nobelova cena):
Cože, vážně 200 tun? Tři vagóny výbušniny?
Ano, zde prosím cifry energetické hustoty různých materiálů.
Energetická hustota přírodní směsi izotopů uranu U-238 a U-235, obohacená do reaktorové úrovně je 2 000 000 krát (slovy: dvoumiliónkrát) vyšší než energetická hustota benzínu.
K tomu je zapotřebí původní obsah U-235 v hornině, jež obyčejně činí 0,71%, zvýšit na 2-4%, tedy pouze 3-5 krát.
No a jestliže porovnáme takto obohacený uran s dnes módními Li-Ion bateriemi, pak energetická hustota uranu je vyšší než energetická hustota akumulátorů “všeho všudy” 120-milionkrát.
S olověnými akumulátory to ani nebudu porovnávat – dostáváme poněkud komická čísla.
Zkrátka, začíná magie velkých čísel.
Můžeme směle říci, že světový jaderný klub je ve skutečnosti daleko uzavřenější organizace, než EU, NATO nebo G20. Do něj se nedá vstoupit “jen tak” – “podle místa narození”, jako do Ligy arabských států, nebo “z přesvědčení”, jako do Hnutí nezúčastněných.
Ve skutečnosti je pro vstup do “jaderného klubu” nutné soustředit na vědecký, technologický a inženýrský výzkum, organizační a výrobní projekty, život a úsilí minimálně celé jedné generace obyvatel dané země.
A pak je třeba den za dnem, rok za rokem, udržovat a zdokonalovat své struktury a své lidi zabezpečující členství v “jaderném klubu”.
Kromě toho jak se zdá, alespoň na základě zkušeností USA, JAR nebo Ukrajiny – “vstup do klubu – rubl, výstup – kopějka, další lístek neprodáváme”.
Tedy, vstoupit do klubu, ale nevěnovat potom dostatečnou pozornost rozvoji celého spektra jaderných technologií má za následek, že podruhé se již většinou nepodaří vyždímat ze země všechny síly a vyvinout nadlidské úsilí k návratu ztraceného vědění. Podruhé se do jaderné řeky nevstupuje.
Kdo je dnes členem “jaderného klubu”? Všichni ti, kteří jsou, tak či onak, namočeni do jaderné energie. Na začátek jsem naprosto svévolně umístil “zbraňaře”, kteří si opatřili svoji jadernou bombu, potom – reaktoráře, mající svůj fungující reaktor, a potom – všichni ostatní tak či onak se účastnící využívání jaderné energie.
Nejprve – vedoucí skupina. V pruhovaných plavkách plavou vpřed, ke světlé jaderné budoucnosti:
Je zapotřebí vysvětlení? Tady je:
Za prvé, máme “Velkou jadernou sedmičku” – USA, Rusko, Francie, Čína, Velká Británie, Indie a Pákistán. Vojenský jaderný klub, lidé schopní uspořádat u vás na dvoře váš personální armagedon.
Vedle názvu každého státu je počet jaderných náloží nashromážděných každým z nich v průběhu dvacátého a počátkem jednadvacátého století. Někdo může zničit kuličku desetkrát, jiný pouze jednou – to není důležité, kterýkoliv ze členů “Velké sedmičky” dokáže lehce zadupat menší stát do doby kamenné.
Všechny tyto státy dokázaly úspěšně rozjet obohacování přírodního uranu v průmyslovém měřítku a vybudovaly na svém teritoriu dostatečně výkonné závody na oddělování jednotlivých izotopů. A právě tyto závody vyrábí rozhodující objemy průmyslového jaderného paliva, protože státy těžící uran ho většinou nejsou schopny přetvořit v nic kloudného, co by se hodilo pro JPC (jaderný palivový cyklus), takže ho prodávají někomu z “Velké sedmičky”, nebo několika dalším státům, nacházejícím se v seznamu o něco níže, které disponují technologiemi oddělování izotopů uranu – a nazpět pak dostávají obohacené uranové palivo ve formě hezkých palivových “tabletek”, takových jako jsou na té první fotografii. Jak tam v misce leží 200 tun tritolu.
Upřímně řečeno, už v této etapě je cítit rozdíl v přístupu mezi ruskými a západními technologiemi.
Americký (západní) JPC pracuje se směsným oxidem uranu U3O8 nazývaným také žlutý koláč (anglicky yelow cake) zde.
Zde je ta substance:
Vypadá sympaticky, ale kurkuma to není.
Ruský palivový cyklus je postaven na využití tetrafluoridu uranu :
Dříve tím barvili porcelán.
A vůbec, zde – všechny barvy uranu.
Protože když mně začínají vyprávět o tom, že “Rusové celou bombu ukradli Američanům i s výkresy”, upozorňuji je na tento málo známý fakt. Protože moje babička právě s tímto svinstvem pracovala v Dněprodzeržinsku na jednom z prvních úpravárenských kombinátů sovětského JPC. A porcelánová vázička s hezkým obrázkem pod glazurou stála v obýváku na sekretáři.
Žlutým koláčem a tetrafluoridem uranu vlastně končí obyčejný život přírodního uranu a začíná to, co tak pozorně hlídá MAAE – separace izotopů.
K tomu žlutý koláč i tetrafluorid uranu mění v plyn – hexafluorid uranu (UF6), který se již jednoduše, díky nepatrnému rozdílu v hmotnosti (všehovšudy 3 neutrony na každé jádro) separuje na velice složitých obohacovacích zařízeních – plynových centrifugách nebo plynových difúzních kaskádách. V současnosti se zhruba 35% obohacování provádí na difúzních kaskádách a 65% na centrifugách.
Zde je seznam států, jak již jsem řekl poněkud širší než “Velká sedmička”, ale i tak velice omezený – za obohacování izotopů bez poptávky a bez patřičné kontroly ze strany MAAE vás klepnou přes prsty, a to velmi bolestivě. Upřímně řečeno, otázky k Severní Koreji, Izraeli a Iránu vznikají právě z tohoto důvodu. I když – je jasné, že při dostatečné vytrvalosti a drzosti, dříve nebo později, si bombu vyrobí všichni zájemci.
Zde jsou ti šťastní obohacovači: Argentina, Brazílie, Velká Británie, Německo, Izrael, Indie, Irán, Čína, Holandsko, Severní Korea, Pákistán, Rusko, USA, Francie, Japonsko. Kromě toho, společný obohacovací závod mají s Francií ještě také Belgie, Itálie, a Španělsko.
Tudíž členy “Izotopového klubu” je – víceméně oficiálně – 15 států, a ještě tři státy jsou, takříkajíc, přidružené.
Dva státy, členové “Izotopového klubu” – Izrael a Severní Korea, jak se zdá, v současnosti pomaličku bastlí štěpný materiál pro své vojenské programy (a z vysoka kašlou na mírový atom, o čemž něco řeknu níže), ještě tři státy – Argentina, Brazílie a Irán – se nachází v “předprahovém” stavu, majíce vlastní programy separace izotopů, které však využívají výlučně na cíle mírového atomu a další dva státy – Německo a Japonsko – na nátlak svého “opičího” loby (“Zpátky do pastýřské idylky”) řekly ne narkotikům atomové energii.
Ovšem k pochopení toho, kdo za co stojí v “Izotopovém klubu” – uvedu data z této zprávy:
Rusko se podílí 40ti procenty na světových kapacitách separace izotopů, podíl USA činí 20%, Francie 15%, podíl spojených Německa-Velké-Británie-Belgie – dalších 22% světových kapacit separace.
Všichni ostatní obohacovači, včetně Japonska, nedisponují více než 3% světových separačních kapacit. Což možná stačí na jaderný klacek, ale na vytvoření vlastního uzavřeného JPC – rozhodně ne.
Protože jak se říká “spice must flow” – nejsou harvestery centrifugy – není obohacený uran.
A proč se vlastně celý svět sjednotil na centrifugách? A proč je v tabulce World Nuclear Association tímto symbolem (*) odlišeno difúzní obohacování? Odpověď je jednoduchá – energie, energie a ještě jednou energie. Difúzní obohacování bylo původně vyvíjeno pro vojenský program.
A američtí vojáci, takříkajíc, jednoduše kašlali na spotřebu energie – potřebovali zbraňový, vysoce obohacený uran (pro reaktory ponorek – obohacený na desítky procent, pro atomovou bombu – minimálně 75%, pro elektrárenské reaktory připomínám – pouhá 2-4%) a navíc rychle! Nafty a energie byly spousty, o nákladech nikdo nepřemýšlel a tak fofrem postavili továrny na plynovou difúzi.
V průběhu několika desítek let se technologie obohacování uranu v SSSR a v západních zemích vyvíjely naprosto izolovaně, i když všechny začínaly z technologie plynné difúze. Z publikovaných nepřímých dat bylo v SSSR známo, jaká průmyslová technologie je používána na západě. Jenomže na konci 40tých let zemi zoufale chyběla energie a sovětští vědci byli nuceni hledat alternativy k plyno-difuznímu způsobu. A dále se v podmínkách Studené války z pochopitelných důvodů technologie plynové difuze a odstřeďování rozvíjely odděleně – difúze na západě, kdežto centrifugy – v SSSR.
Takže západ se o úspěších SSSR dověděl až v 90tých letech minulého století kdy v rámci kontroly procesu odzbrojení obě strany částečně uvolnily informace. Tehdy se ukázalo, že Rusko disponuje výrazně efektivnější a ekonomičtější technologií. Zlikvidovat tento náskok západní společnosti a státy dodnes nedokázaly.
Celkem je technologie plynové difúze více než 20krát energeticky náročnější, než obohacování centrifugami.
Mimochodem, pikantnost celé situaci dodává fakt, že jeden z konstruktérů prvních ruských centrifug – Rakušan Gernot Zippe nakonec odjel na západ, kde pracoval pro anglo-holandský koncern URENCO pro který zkonstruoval další model centrifugy. Právě centrifugy Urenco dokázal podloudně získat napřed Pákistán a potom přes Pákistán i Irán.
Proto dva ze třech hlavních konkurentů Ruska na světovém trhu obohacování uranu, francouzská firma Areva (částečně) a americká USEC (zcela), dodnes používají mimořádně energeticky náročnou plyno-difúzní technologii. Odstředivou technologií v západním provedení mají evropské firmy Urenco a Areva, ale pouze nejnovější pokolení centrifug dokáže jakžtakž konkurovat ruským z hlediska energetické náročnosti.
Továrna Urenco v USA byla nakonec uvedena do provozu. 20.srpna 2012 byla první linka nových centrifug naplněna hexafluoridem uranu.
Kapacita závodu Urenco dosahuje 1,5 miliónu jednotek separační práce (JSP) ročně. Tedy 7% současné kapacity závodů na obohacování uranu v Rusku.
Rusko ovšem plánuje zvýšit do roku 2015 kapacitu svých závodů o 10 milionů JSP ročně.
A dosáhnout roční kapacity 33 miliónů JSP.
Špajs mašt flou.
Who controls the spice, controls the Universe!
Převzato z ostrova Janiky
