Co s jaderným odpadem? Pomoci by mohlo elektromagnetické dělo, které ho pošle ke Slunci

Nové elektromagnetické dělo má být zbraní budoucnosti. Může ale sloužit i pro mírové účely, například k likvidaci radioaktivního odpadu nebo jako zdroj energie.

Stejně jako jiné vynálezy minulosti, třeba dynamit či jaderné štěpení, ukazuje technologie svou dobrou i zlou tvář. Elektromagnetické dělo může v budoucnu hrát velmi rozdílné role, uvádí server Futurezone.

Kromě ničivé síly to je i využití při výzkumu vesmíru, dobývání nerostných surovin mimo Zemi, ale také jako varianta k likvidaci jaderného odpadu. Objevují se teoretické koncepty, že by dělo mohlo nebezpečný odpad vystřelovat směrem ke Slunci. Extrémní teploty by jej zničily.

Že tento projekt není pouhou fantasmagorií, ukazuje to, že se ve Francii o využití děla k ničení jaderného odpadu vážně zajímají na École Polytechnique, nejznámější francouzské technické univerzitě v Palaiseau nedaleko Paříže.

Tuny vyhořelého paliva ročně

Země galského kohouta totiž dvě třetiny své spotřeby elektřiny pokrývá právě z jaderných zdrojů a produkuje tuny vyhořelého paliva ročně (podle studie výše zmíněné univerzity je to skoro 9 tun paliva ročně, pozn. red.). Vysoce radioaktivního materiálu, který uvolňuje záření stovky tisíc let, je necelých devět tun ročně.

Vystřelení materiálu rychlostí 30 kilometrů za sekundu směrem ke Slunci by mohlo být jednou z možností, jak elektromagnetické dělo využít.

Na jeho vývoji v současné době pracují Spojené státy. Ve zkouškách je Pentagon nejdále, ale ideu rozvíjejí i další země: Rusko a Francie společně s Německem. Hovoří se také o Indii a pochopitelně o Číně.

„Princip elektromagnetického urychlovače je relativně jednoduchý. Sestává z generátoru proudu připojeného ke dvěma paralelním kolejnicím. Na kolejnice lze umístit projektil, který obvod uzavírá. Proud vytváří magnetickou indukci a působí kolmo k pohybu elektronů. Když v obvodu proudí proud, indukčně vytváří magnetické pole. Toto pole bude působit na elektrony, které projektil tlačí ve směru kolejnic,“ vysvětlil před dvěma lety Nicolas Cruaud v příspěvku pro konferenci SpaceOps, kterou pořádá Americký institut pro letectví a astronautiku (AIAA), jenž je největším profesním sdružením svého druhu na světě.

VIDEO: Americké námořnictvo testuje dělo na svých lodích

Zdroj: US Military System, Youtube.com

Definitivní zničení

Další varianty ničení nebo ukládání jaderného odpadu jsou mnohem rizikovější z pohledu ochrany životního prostředí.

Historicky se nejprve uvažovalo o ukládání vyhořelého paliva z reaktorů na dno oceánů, později se prosadila myšlenka o hlubinných úložištích, která mají mít životnost stovky tisíc let. Zničení ve vesmíru je z tohoto pohledu definitivní, a tím i bezpečnější, argumentuje Nicolas Cruaud.

Na výzkumu této možnosti se podílí i francouzská organizace ANDRA, zodpovědná za nakládání s jaderným odpadem. Zamýšlený projektil do elektromagnetického děla s jaderným materiálem by měl vážit 2,3 kilogramu a jeho délka by byla 50 centimetrů. Projektil by měl obsahovat 100 gramů vysoce jaderného materiálu.

Obal má tvořit uhlík. Kolejnice elektromagnetického děla by musely mít délku 580 metrů. Náklady na energii, jež by takovou střelu vystřelila, by byly údajně jen 130 eur. Elektrické zařízení pro nabíjení děla by stálo 360 milionů eur.

Je to reálné?

Publicista a zakladatel webu Universe Today Fraser Cain, který se specializuje na vesmírné technologie, před třemi lety uvedl, že vystřelování radioaktivního materiálu směrem ke Slunci může dávat smysl. Hvězda totiž podle něj může fungovat jako výkonný „kompostér“ při teplotách několika milionů stupňů Celsia.

Klíčovou otázkou ale zůstává, zda by takové řešení bylo ekonomicky smysluplné. Nyní se ročně vyprodukuje z jaderných elektráren 97 tisíc tun radioaktivního odpadu.

Cain počítá s tím, že v současnosti stojí dopravit kilogram nákladu na nízkou oběžnou dráhu deset až dvacet tisíc dolarů. Společnost SpaceX se dostala na 2 500 dolarů. Elon Musk dokonce slibuje snížit náklady až k deseti dolarům za kilogram.

Pokud by se počítalo s vystřelením 12 tisíc tun vysoce radioaktivního materiálu na oběžnou dráhu, při ceně 2 500 dolarů za kilogram by to ročně znamenalo 30 miliard dolarů.

Navíc v případě havárie rakety by se radionuklidy rozptýlily v atmosféře, namítl Cain. Dostat odpad až ke Slunci by znamenalo vynásobit tuto sumu dvacetkrát, pak už by to znamenalo ročně 1,2 bilionu dolarů.

MOHLO BY VÁS ZAJÍMAT:

Místo Ruska nabízejí Ukrajině plyn Američané. Chtějí rozšířit svůj vliv v Evropě

Přetahovaná mocností o nadvládu nad algoritmy. Nejvýkonnější superpočítač mají nyní Japonci

Jiří Hynek: Vláda musí dotáhnout vojenské zakázky co nejrychleji

Levnější než tokamak

Ve Velké Británii zase zkoumají možnosti elektromagnetického děla při produkci fúzní energie na Oxfordské univerzitě. Vývojem této technologie za zabývá firma First Light Fusion, již založili oxfordští akademici Nicolas Hawker a Yiannis Ventikos.

Projektil vystřelený z elektromagnetického děla může vytvořit termojadernou fúzi po nárazu do „terče“. Jednalo by se o řešení, jež je řádově levnější než současné projekty tokamaků (zařízení vytvářející toroidní magnetické pole, pozn. red.).

Hawker tvrdí, že dosavadní simulace ukazují, že tato cesta není slepou uličkou. Cíl, který má projektil zasáhnout, obsahuje palivo (izotopy vodíku – deuterium a tritium). Energie uvolněná při nárazu vede k tomu, že se izotopy spojí a vytvoří helium a volné neutrony. Na krátký čas se vytvoří plazma, která má mít vyšší teplotu než Slunce a hustotu větší než olovo.

Pro vystřelení projektilu zkouší First Light Fusion, která už zaměstnává 40 lidí, právě elektromagnetické dělo s názvem Machine 3. Cílem je vystřelit náboj rychlostí až 30 kilometrů za vteřinu. Tím by mělo být dosaženo při nárazu projektilu cíle vysoké teploty, přesahující milion stupňů Celsia.

Přesný popis technologie ale firma tají, protože jej považuje za obchodní tajemství. Nicméně náklady na dělo podle firmy činí „jen“ čtyři miliony liber, a je tak výrazně levnější než stavba fúzního reaktoru.

ITER za všechny peníze

Vytvořená plazma by tak byla násobně levnější, než je případ projektu termonukleárního reaktoru ITER, který se staví ve Francii. Náklady tohoto projektu se odhadují na desítky miliard dolarů.

Vedení projektu udávalo cenu 22 miliard dolarů, americké ministerstvo energetiky před dvěma lety uvedlo, že cena bude trojnásobná, až 65 miliard dolarů. Stavba začala v roce 2006, tokamak by měl být spuštěn v roce 2025. Na druhém nejdražším vědeckém projektu historie (více stála a stojí jen mezinárodní vesmírná stanice ISS, pozn. red.) se podílí 35 zemí.

S vývojem elektromagnetického děla začalo v roce 2005 americké námořnictvo. Podle letošní zprávy pro americký Kongres ale stále není určen termín, kdy by mohlo být nové zařízení připomínající zbraně ze ságy Star Wars uvedeno do běžné výzbroje.

Armáda odhaduje, že náklady na střelu, která odpovídá ničivé síle současných raket Tomahawk, budou 50 tisíc dolarů. V případě Tomahawku to je 1,8 milionu dolarů, tedy 36krát tolik. Na vývoji prototypů děla se podílejí firmy BAE Systems a General Atomics.

POSLECHNĚTE SI NÁŠ NEJNOVĚJŠÍ PODCAST: