Čína a thoriový reaktor

Arnaud Bertrand

Nic si nevymýšlím. V 60. letech 20. století vynalezly Spojené státy, konkrétně Národní laboratoř Oak Ridge v Tennessee, revoluční typ jaderného reaktoru, který mohl fungovat na thorium namísto uranu (mnohem hojnější a levnější), bez rizika roztavení, produkoval 50krát méně odpadu a nevyžadoval vodu. Poté byl však kvůli chaotické politice program v roce 1969 zrušen a vizionářský vědec, který za tímto vynálezem stál, byl propuštěn.

Poté zůstaly odtajněné plány projektu po desetiletí zapomenuty v archivech. Až do roku 2011, kdy je objevili čínští vědci a rozhodli se provést experimentální projekt v poušti Gansu, aby zjistili, zda by mohli tento reaktor zprovoznit.

Před několika dny, po 14 letech práce, se jim to konečně podařilo.

Zde je celý příběh. Jak tato technologie funguje, jaká byrokratická politika ji v USA zabila a proč by mohla skutečně změnit pravidla hry.

Technologie

Nejprve mi dovolte vysvětlit konvenční jadernou energii, protože jsem si během diskusí v posledních dnech uvědomil, že mnoho lidí neví, jak přesně funguje.

Konvenční jaderná elektrárna je v podstatě jako obrovská konvice na vaření vody. V zásadě jde o toto: spustíte řetězovou jadernou reakci v uranových palivových tyčích (atomy se štěpí a uvolňují částice, které štěpí další atomy, tj. dochází k „štěpení“), to generuje obrovské množství tepla, toto teplo se používá k ohřevu vody na páru a pára pohání turbíny, které vyrábějí elektřinu.

Zajímavé je, že mnoho lidí si neuvědomuje, že jaderná elektrárna se v zásadě neliší od parního stroje z 18. století. Je to stejný základní koncept, kde práci vykonává pára, až na to, že místo spalování uhlí k ohřevu vody používáme uranové palivové tyče.

Teoreticky je to docela jednoduché, ale jak všichni víme, v praxi má konvenční jaderná energie poměrně významné nevýhody:

• Bezpečnost. Všichni známe tento problém: konvenční jaderné elektrárny mají nepříjemnou tendenci tavit se a znečišťovat celé regiony radioaktivitou, která je činí neobyvatelnými po tisíciletí. To je, řekněme, výsledek, který není příliš žádoucí. Je pravda, že se to v historii stalo pouze dvakrát, ale riziko je reálné.
• Nedostatek uranu. Tyto látky jsou relativně vzácné a koncentrované pouze v několika zemích (pouze čtyři země – Kazachstán, Kanada, Namibie a Austrálie – společně produkují 80 % světového uranu).
• Neefektivita paliva. Konvenční reaktory extrahují pouze asi 1 až 3 % energie obsažené v uranu, než jsou palivové tyče „vyčerpány“. Doslova 97 až 99 % paliva vyhodíte ve formě radioaktivního odpadu.
• Jaderný odpad. Vyhořelé palivo zůstává smrtelně radioaktivní po desítky tisíc let. Nemáme žádná trvalá řešení pro jeho skladování, pouze dočasná zařízení a spoustu – pravděpodobně naivního – optimismu, že budoucí generace najdou způsob, jak tento problém vyřešit.

Kvůli všem těmto nevýhodám vědci již desítky let hledají alternativy. A ve skutečnosti jednu našli již v 40. letech 20. století v Oak Ridge National Laboratory v Tennessee, výzkumném a vývojovém centru financovaném americkou vládou.

Myšlenka je vlastně docela jednoduchá: pokud je tavení – jako když se uranové palivové tyče zahřejí natolik, že se roztaví – hlavním nebezpečím konvenčních jaderných elektráren, proč neuděláme jaderné palivo tekuté? Není co tavit, pokud je již roztavené... A tím máte základní myšlenku „reaktoru s roztavenými solemi“ (MSR).

Funguje to tak, že vezmete speciální soli (například fluoridové soli) a zahřejete je na teplotu přibližně 500 °C, dokud se neroztaví. Poté rozpustíte jaderné palivo (thorium nebo uran) přímo v této roztavené soli a zajistíte, aby jaderná řetězová reakce proběhla v této kapalině – atomy se štěpí, uvolňují teplo a ohřívají samotnou sůl.

Jak je to bezpečnější, ptáte se? Díky důmyslnému designu, kdy dno reaktoru tvoří neroztavené soli, které by se roztavily, pokud by se roztavené soli přehřály (tzv. „mrazicí zátka“, kterou vidíte na obrázku výše). A pokud by se tyto neroztavené soli roztavily, přehřáté roztavené soli by automaticky spadly – pouhou gravitací – do nouzových tichých nádrží, jejichž geometrie (jedná se o široké ploché nádoby) by automaticky zastavila jadernou reakci.

Přemýšlejte o tom takto. Představte si pro účely této argumentace, že rozděláváte táborák – pevný svazek hořících klacků – nad silnou vrstvou ledu, několik metrů pod kterou se nachází pouze rovný beton. Pokud se váš táborák příliš rozžhaví, led se roztaví a vaše polena se rozprostřou na beton pod ním: oheň zhasne, protože nemůže přeskočit mezi poleny. Koncept je velmi podobný.

Aby bylo jasno, v tomto konceptu MSR musí tyto horké roztavené soli smíchané s jaderným palivem nakonec ohřát vodu (nebo jiný plyn, jak uvidíme později) na páru, aby poháněla turbíny a vyráběla elektřinu; stejný základní princip jako u konvenčních reaktorů. Ale tady je hlavní rozdíl: radioaktivní roztavená sůl proudí kovovými trubkami uvnitř výměníku tepla, kde ohřívá čistou vodu, která teče na druhé straně, aniž by se tyto dvě látky kdy smíchaly. To znamená, že radioaktivní soli zůstávají zcela oddělené ve svém vlastním uzavřeném okruhu, zatímco k turbínám směřuje pouze čistá, neradioaktivní pára. Pokud dojde k úniku v parním systému, neuvolníte do životního prostředí radioaktivní látky, ale pouze čistou vodu.

Existuje další stejně důležitá, ale méně zřejmá bezpečnostní výhoda: MSR fungují při atmosférickém tlaku – stejném tlaku jako vzduch kolem nás. Konvenční reaktory fungují při tlaku více než 150 atmosfér, protože jako chladicí kapalinu používají vodu, a aby se voda udržela v kapalném stavu při teplotě 300 °C+ – třikrát vyšší než její normální bod varu – je zapotřebí intenzivní tlak. To znamená, že konvenční reaktory vyžadují masivní ocelové tlakové nádoby se stěnami o tloušťce až 30 cm, které váží stovky tun. A pokud by tyto nádoby někdy selhaly, došlo by k mohutné explozi: trochu jako prasklá pneumatika, akorát že by to bylo v měřítku jaderné elektrárny a smrtelně radioaktivní prvky by se rozptýlily všude kolem. Naproti tomu, pokud dojde k úniku z potrubí MSR, dojde pouze k pomalému kapání roztavené soli, která při kontaktu se vzduchem ztuhne: je to nepříjemné, ale ne katastrofální.

To má mimochodem také obrovský dopad na ekonomiku: samotná tlaková nádoba představuje velkou část důvodů, proč konvenční jaderné elektrárny stojí 6 až 10 miliard dolarů za kus (nebo v případě Vogtle, poslední jaderné elektrárny ve Spojených státech, 18 miliard dolarů za kus) a jejich výstavba trvá deset let (11 let v případě Vogtle). Odstranění požadavku na tlak činí MSR podstatně levnějšími a rychlejšími na výstavbu.

Tolik k bezpečnosti. Jak jsou řešeny ostatní nevýhody? Podívejme se nyní na vzácnost uranu a neefektivitu paliva.

Obrovskou výhodou MSR je, že na rozdíl od konvenčních reaktorů můžete místo uranu použít thorium. To je obrovská výhoda, protože thorium je prvek mnohem běžnější než uran: vyskytuje se v zemské kůře v množství přibližně 9–10 částic na milion (ppm) – přibližně stejně jako olovo – oproti pouhým 2–3 ppm u uranu.

Je však důležité si uvědomit, že thorium, na rozdíl od uranu, NENÍ tzv. „štěpným“ materiálem, což znamená, že samo o sobě nemůže udržet jadernou řetězovou reakci. Je pouze „plodné“, což znamená, že se může stát „štěpným“, ale pouze po transformaci, v tomto případě na uran 233.

Tomuto procesu se říká „reprodukce“. Vytváříte jaderné palivo z nehořlavého materiálu. Proces transformace probíhá následovně: když atom thoria-232 absorbuje neutron (pamatujte, že neutrony v aktivním reaktoru neustále létají kvůli štěpení atomů), stane se z něj thorium-233. Poté se thorium-233 přirozeně rozpadne – za přibližně 22 minut – na protactinium-233. Poté se protactinium-233 rozpadne – za přibližně 27 dní – na uran-233. A je to: uran 233 je štěpný, což znamená, že se nyní může štěpit a udržovat řetězovou reakci. Takže za přibližně jeden měsíc jste přeměnili nehořlavý atom (thorium) na hořlavý atom (uran-233) pouhým ponecháním v reaktoru, aby absorboval neutrony. Dokud budete přidávat thorium a ono bude absorbovat neutrony, budete neustále vyrábět nové palivo.

Počkejte, proč nemůžete provést tuto „reprodukci“ přeměnou thoria-232 na štěpné uran-233 v konvenčním reaktoru? Technicky byste mohli, ale narazili byste na nepřekonatelný problém: s pevným palivem nelze provést autonomní reprodukční cyklus. Reprodukovali byste tedy U-233, ale ne v dostatečném množství, aby se zároveň udržela reakce A reprodukovalo se více U-233 z čerstvého thoria. Zůstali byste závislí na dováženém uranu a vrátili byste se ke stejnému problému.

Krása MSR však spočívá v tom, že protože palivo je tekuté a tekuté, můžete neustále přidávat čerstvé thorium, uran-233 se reprodukuje a zůstává v kapalině, kde se okamžitě účastní jaderné řetězové reakce A produkce dalšího uranu-233 z thoria, zatímco vše pokračuje v provozu a výrobě energie. V podstatě jste vytvořili perpetuum mobile pro jaderné palivo: reaktor vyrábí své vlastní palivo z thoria a současně s tímto palivem funguje, přičemž ho spalováním reprodukuje další.

Existuje ještě jedna obrovská výhoda. Vzpomeňte si, jak konvenční reaktory extrahují pouze asi 1 až 3 % energie obsažené v uranu, než jsou palivové tyče „vyčerpány“. Důvodem je to, že se v pevném palivu hromadí štěpný odpad, který otravuje reakci a zastavuje ji, podobně jako těsto přestane kynout, když se v něm nahromadí příliš mnoho CO2; odpad z reakce nakonec samotnou reakci udusí.

U MSR tento problém neexistuje, protože v systému s kapalným palivem lze chemicky odstranit odpad z jaderného štěpení z kapalné soli, která odtéká, zatímco reaktor pokračuje v provozu, a tak získat téměř 99 % energie z paliva, místo aby se 97–99 % energie ztratilo. To představuje 30- až 50násobné zlepšení energetické účinnosti!

To znamená, že náš problém s jaderným odpadem je také z velké části vyřešen. Za prvé, odpadu je 30- až 50krát méně, protože z paliva získáte 30- až 50krát více energie; to je základní matematika. Za druhé, malé množství odpadu, které zbývá, je mnohem méně nebezpečné: na rozdíl od odpadu z konvenčních reaktorů, který zůstává nebezpečně radioaktivní po desítky tisíc let (déle než trvá zaznamenaná lidská historie), odpad z MSR vyžaduje bezpečné skladování pouze po dobu 300 až 500 let. Je to sice stále dlouhá doba, ale výstavba úložišť, která vydrží několik století, je relativně triviální technický úkol. Víme, jak to udělat, zatímco nevíme, jak postavit něco, co by zůstalo bezpečné po dobu potenciálně 100 000 nebo 200 000 let.

Poslední kritický bod: na rozdíl od konvenčních reaktorů nemusí být MSR stavěny v blízkosti velkých vodních zdrojů, mohou být postaveny prakticky kdekoli. Čínský reaktor MSR „TMSR-LF1“, revoluční projekt, o kterém hovoříme, se nachází v okrese Minqin v provincii Gansu, jedné z nejsušších oblastí Číny, na okraji pouště Gobi (viz snímek obrazovky níže, mapu si můžete prohlédnout zde).

Počkejte, slyším vás říkat, myslel jsem, že MSR musí také odpařovat vodu, aby poháněly turbíny a vyráběly elektřinu? No, ne vždy: pamatujete si, jak jsem napsal „nebo jiný plyn, jak uvidíme později“ jako varování? To je tento případ. Současný reaktor je demonstrační projekt, který testuje palivový cyklus thoria bez výroby elektřiny (tedy bez turbíny), ale Čína již začíná stavět samotnou elektrárnu na stejném místě: 60 MW reaktor, který bude vyrábět 10 MW elektřiny pomocí superkritických turbín na oxid uhličitý namísto tradiční páry. CO2 zůstává v uzavřené tlakové smyčce; horká roztavená sůl jej ohřívá, pohání turbínu, ochlazuje se okolním vzduchem a cyklus se opakuje. V systému není potřeba žádná voda.

Konkrétně to znamená, že MSR mohou být nasazeny v západních provinciích Číny s nedostatkem vody (jako je v tomto případě severní Gansu), v pouštích Střední Asie podél Nové hedvábné stezky, nebo dokonce – a teď vás ohromím – na Měsíci (ano, opravdu!) . Všude tam, kde to vyžaduje strategická potřeba, bez ohledu na dostupnost vody.

Dobře, přiznávám, že to začalo být trochu technické. Ale museli jste pochopit, co MSR skutečně dělají a proč jsou revoluční, jinak by tento článek neměl smysl.

Jedna věc, kterou jsem však nevysvětlil, je osud tohoto programu v Oak Ridge: proč Amerika vynalezla tak slibnou technologii, úspěšně ji předvedla a pak program zastavila a zveřejnila veškerý výzkum? To je velká ironie: čínský program MSR, který by mohl být klíčem k její budoucnosti, je postaven na základě odtajněných amerických plánů.

Program Oak Ridge

Zde je to, co činí tento příběh obzvláště „trapným“, pokud se na něj díváme z amerického úhlu pohledu, zejména pokud MSR splní svůj slib a nakonec budou mít velký význam pro energetickou budoucnost Číny: Amerika nejen teoretizovala o reaktorech na roztavenou sůl, ale také jeden skutečně postavila!

V Oak Ridge v 60. letech ředitel Alvin Weinberg upřímně věřil, že MSR jsou budoucností jaderné energie. Přesvědčil Komisi pro atomovou energii, aby financovala příslušný test. Experiment s reaktorem na roztavené soli (MSRE) trval od roku 1965 do roku 1969, tedy čtyři roky, a zaznamenal více než 13 000 provozních hodin. Dokázali, že koncept funguje. Oběh roztavené soli byl stabilní. Pasivní bezpečnostní zařízení fungovala přesně podle plánu (ta, která jsem vysvětlil výše pomocí analogie s ohněm na ledě).

Nikdy neprokázali kompletní reprodukční cyklus – přeměnu thoria na uran 233 uvnitř fungujícího reaktoru –, ale dostatečně dokázali, že cesta vpřed je jasná. Weinberg pokračoval v hledání. Měl data. Měl provozní zkušenosti. Měl technologii, která mohla vyřešit největší problémy jaderné energie.

Pak se do toho vložila politika.

Na počátku 70. let se Nixonova administrativa rozhodla, že budoucnost patří reaktoru LMFBR (Liquid Metal Fast Breeder Reactor) – konkurenční technologii. Člověkem pověřeným tímto úkolem byl Milton Shaw, který vedl divizi reaktorů Komise pro atomovou energii. Shaw byl chráněncem admirála Rickovera, legendárního a drsného otce jaderného námořnictva. Zcela převezl styl řízení svého mentora: po mém, bez diskuze, a kdo není se mnou, je proti mně.

Weinberg pokračoval v obhajobě reaktorů na roztavenou sůl. Co hůř, neustále veřejně zdůrazňoval bezpečnostní problémy spojené s výstavbou konvenčních reaktorů všude; druh pravdy, který znervózňuje byrokraty. To z něj dělalo nepohodlnou osobu.

Podle vlastních slov Weinberga: „Bylo jasné, že [Shaw] mi příliš nedůvěřoval, ani ostatně Oak Ridge National Laboratory. Koneckonců jsme prosazovali roztavenou sůl, ne LMFBR.”

V roce 1973 byl propuštěn. V té době byl reaktor na roztavenou sůl již mrtvý, Shaw ho v roce 1969 donutil uzavřít.

Shawův tým vypracoval zprávu (WASH-1222), ve které prohlásil, že MSR „vyžadují přílišný vývoj“, a zároveň označil LMFBR za „zralou technologii“, kterou by Amerika měla dále rozvíjet. Nezáleželo na tom, že MSR fungoval již několik let, zatímco LMFBR byl ještě ve fázi návrhu. Politická rozhodnutí nevyžadují logickou konzistenci.

A samozřejmě se to ukázalo jako špatná volba: „vyspělá“ technologie LMFBR, na kterou Spojené státy vsadily vše, nikam nevedla. Pokusili se kolem ní vyvinout projekt nazvaný Clinch River Fast Breeder Reactor, který byl schválen v roce 1970 s počáteční cenou 400 milionů dolarů. V roce 1983 náklady vzrostly na 8 miliard dolarů, aniž by byl konec v dohledu. Kongres v říjnu 1983 financování zastavil; reaktor nebyl nikdy dokončen a nebyl vyroben ani jeden watt elektřiny.

Tato ztráta pro Ameriku se stala ziskem pro Čínu v tom nejpřísnějším slova smyslu. Oak Ridge, jak je u takového projektu běžné, zdokumentoval svou práci stovkami technických zpráv, pololetními zprávami o pokroku v letech 1958 až 1967, podrobnými technickými specifikacemi, údaji o materiálovém inženýrství a provozními deníky MSRE. Po ukončení programu v roce 1976 se tyto zprávy staly veřejně přístupné a byly uloženy v technických knihovnách a archivech, kde byly téměř zapomenuty.

V roce 2002 je objevil Kirk Sorensen, letecký inženýr z NASA, a spolu se svým kolegou Brucem Pattonem získal finanční prostředky na jejich digitalizaci. V roce 2006 Sorensen vytvořil web energyfromthorium.com a vše zveřejnil online jako veřejnou databázi. Zdarma. Přístupné všem.

Čína použila tento veřejně přístupný americký výzkum jako základ svého programu MSR, což otevřeně přiznává. Xu Hongjie, hlavní vědec čínského projektu MSR, na zasedání Čínské akademie věd na začátku tohoto roku prohlásil: „Spojené státy zpřístupnily svůj výzkum veřejnosti a čekaly na vhodného nástupce. My jsme byli tím nástupcem.“

Je pravda, že revoluční vědecká technika by neměla půl století ležet ladem jen proto, že jedna země ztratila nervy. Pokud Amerika nebyla ochotna přijmout Weinbergovu vizi, musel to udělat někdo jiný. Tím někým se ukázala být Čína.

Poslední průlom Číny

Čína se nespokojila s oprášením plánů Oak Ridge a postavením jejich repliky. Udělali to, co Weinberg nikdy neměl možnost dokončit: uzavřeli kruh.

Vzpomínáte si na kritický chybějící článek experimentu Oak Ridge? MSRE dokázal, že je možné provozovat reaktor s roztavenou solí. Dokázal, že bezpečnostní systémy fungují. Dokonce dokázal, že jako palivo lze použít uran 233. Nikdy však neprokázal autonomní reprodukční cyklus – reaktor, který při provozu neustále vytváří vlastní palivo z thoria, „perpetuum mobile“, jak jsem ho popsal dříve. To byl svatý grál, věc, která by z celého konceptu udělala revoluční záležitost, místo aby byla jen zajímavá.

Před několika dny se to Číně podařilo.

Jejich reaktor TMSR-LF1 v Gansu úspěšně dokončil první konverzi thoria na uran na světě uvnitř fungujícího reaktoru s roztavenými solemi. Institut aplikované fyziky v Šanghaji Čínské akademie věd oznámil, že získal platné experimentální údaje dokazující fungování palivového cyklu thoria; thorium -232 neustále zachycuje neutrony a přeměňuje se na uran-233 uvnitř fungujícího reaktoru.

Může se to jevit jako postupný krok: „Dobře, podařilo se jim to, a co dál?“ Ale pochopte, co to znamená: dokazuje to, že palivový cyklus thoria funguje. To znamená, že Čína nyní může v zásadě navrhovat a stavět reaktory, které budou fungovat neomezeně dlouho na thorium, které je k dispozici na domácím trhu, bez závislosti na zahraničních dodávkách uranu a bez zranitelnosti vůči narušení dodavatelského řetězce.

Ve skutečnosti podle Cai Xiangzhou, zástupce ředitele Šanghajského institutu aplikované fyziky (který projekt vede), nemá Čína prakticky ŽÁDNOU vnější závislost na této technologii: „Více než 90 % komponentů reaktoru se vyrábí v zemi, s 100% lokalizací klíčových dílů a zcela nezávislým dodavatelským řetězcem. Tento úspěch znamená počátek budování průmyslového ekosystému pro technologie reaktorů na roztavené thoriové soli v Číně.“

A to nemluvě o samotném thoriu, jehož má Čína obrovské zásoby. Některé odhady naznačují, že by tyto zásoby stačily k zásobování země po dobu 20 000 až 60 000 let. Nejedná se o překlep. Desítky tisíc let energetické nezávislosti díky domácím zdrojům a technologii, kterou Čína nyní ovládá od začátku do konce.

Aby bylo jasno, před námi je ještě dlouhá cesta. Současný TMSR-LF1 je 2megawattový demonstrační termální reaktor – pouze dokazuje, že reprodukční cyklus funguje, ale nevyrábí elektřinu. Jedná se v podstatě o důkaz koncepce: „Ano, můžeme reprodukovat uran 233 z thoria v reaktoru s roztavenými solemi.“ Kritický milník, ale ještě ne elektrárna.

Další krok je již v plném proudu. Letos byla zahájena výstavba toho, co je v podstatě starším bratrem TMSR-LF1, na stejném místě v Gansu: reaktor, který přidá část výroby elektřiny. Je navržen tak, aby produkoval 10 MW elektrické energie pomocí turbín s nadkritickým oxidem uhličitým (sCO2), které jsem zmínil výše.

Úžasné na tom je, a to opravdu zdůrazňuje ambicióznost Číny v tomto projektu, že turbíny s CO₂ jsou samy o sobě špičkovou technologií. Pokud vím, bude to první jaderná elektrárna na světě, která bude tuto turbínovou technologii využívat k výrobě elektřiny. Podle Wisconsin Energy Institute by nahrazení tradičních parních turbín plynovými turbínami s uzavřeným cyklem sCO2 mohlo zvýšit účinnost výroby elektřiny o 50 % nebo více, což je pro jakoukoli technologii výroby elektřiny převratné zlepšení.

Čína tak současně testuje zcela novou technologii jaderného reaktoru (MSR s reprodukcí thoria) A revoluční technologii turbíny (superkritický CO2) a vše staví jako integrovanou elektrárnu v poušti Gobi. Jak ambiciózní!

Pokud to bude fungovat – a nejkomplikovanější část už je za námi – Čína překoná konvenční jadernou energii v zcela nové kategorii výroby elektřiny. Nejenže bude bezpečnější a levnější než tradiční reaktory, ale také podstatně účinnější při přeměně tepla na elektřinu. A samozřejmě, opět vše s využitím hojného thoria jako zdroje energie.

Posledním krokem je prokázání připravenosti k uvedení na trh. Cai Xiangzhou tvrdí, že cílem je „dokončit stavbu a demonstraci 100megawattového tepelného prototypu do roku 2035 a realizovat komerční aplikaci.“ Reaktor o výkonu 100 MW je podle konvenčních jaderných standardů malý – většina moderních reaktorů má výkon přes 1 000 MW –, ale je dostatečně velký na to, aby ověřil ekonomické a provozní vlastnosti potřebné pro komerční nasazení.

Pokud bude 100MW thoriový MSR fungovat spolehlivě a vyrábět elektřinu za konkurenceschopnou cenu, Čína bude mít vše, co potřebuje, aby mohla začít tyto reaktory komerčně stavět. A vzhledem k tomu, že kontroluje celý dodavatelský řetězec na národní úrovni – od samotného thoria po všechny klíčové komponenty – neexistuje v teorii žádná technická ani geopolitická překážka, která by jí bránila postavit desítky, a poté stovky těchto reaktorů po celé zemi.

Aby bylo jasno, teoreticky by energie vyrobená MSR měla být mnohem levnější než konvenční jaderná energie (která je již relativně levná). To dává smysl: thorium je levnější než uran, palivo se využívá lépe, 30 až 50krát více, MSR budou mnohem levnější na výstavbu (pamatujte: žádné masivní tlakové nádoby), můžete doplňovat palivo za provozu elektrárny atd. Samozřejmě, „teoreticky“ a „v praxi“ jsou od sebe odděleny roky řešení problémů, neočekávaných technických výzev a kruté reality provozu v reálném světě. Čína vsadila na to, že teorie se dá realizovat v praxi. Ale pokud mají pravdu – a zatím nic nenasvědčuje tomu, že by tomu tak nebylo – budou mít před ostatními náskok nejméně deset let.

Dlouhodobé důsledky

Pokud se sázka MSR vyplatí, může to mít pro strategickou pozici Číny v dlouhodobém horizontu téměř nepochopitelné důsledky.

Za prvé, to, co je zřejmé: nezávislost na energetických úzkých místech. Žádný Hormuzský průliv. Žádný Malacký průliv. Žádná zranitelnost vůči námořní blokádě dodávek ropy.

Za druhé, nejde jen o výrobu elektřiny: dostatek levné energie transformuje všechna energeticky náročná odvětví. Tavení hliníku, výroba oceli, výroba chemikálií, výroba polovodičů, provoz datových center AI – to vše se v Číně stává strukturálně ještě levnější, než je tomu nyní. Dokonce i přeprava zboží: před několika hodinami Čína oznámila svůj záměr postavit největší nákladní loď na světě, poháněnou... ano, uhodli jste: reaktorem na roztavenou sůl na bázi thoria!

Země, která již dominuje největší výrobní kapacitou na světě, by tak získala další nepřekonatelnou nákladovou výhodu v nejstrategičtějších odvětvích 21. století.

Za třetí: flexibilita nasazení. Čína by mohla tyto bezpečné jaderné elektrárny stavět kdekoli: v Tibetu, v Sin-ťiangu, ve vnitrozemských pouštích, na nákladních lodích, na Měsíci, kdekoli to strategická potřeba vyžaduje. Středoasijské země bez vodních zdrojů, ale s velkou rozlohou pouští? Ideální kandidáti pro MSR. Pákistán, Kazachstán, Uzbekistán, to vše potenciální zákazníci pro bezpečné čínské reaktory na thorium, které nevyžadují dovoz paliva ani vody a nepředstavují žádné riziko roztavení.

Za čtvrté, kaskádové účinky na jiné technologie. Dostatek levné elektřiny činí životaschopnými procesy, které dříve nebyly rentabilní. Například velkovýroba vodíku pro průmysl a dopravu. Není pravděpodobně náhodou, že první experimentální reaktor o výkonu 10 MW, který se v současné době staví v Gansu, je již plánován na výrobu takzvaného „fialového vodíku“, což je způsob skladování energie ve formě vodíku, který lze poté použít jako palivo pro mnoho aplikací. Tradiční výroba vodíku je nákladná, ale sázka je samozřejmě na to, že MSR mohou výrobu vodíku zefektivnit a učinit ji ekonomicky životaschopnou.

Ale především tento projekt MSR ilustruje hlubší příběh: příběh Číny, která se odváží tam, kde Západ rezignuje. Nejde jen o MSR: prakticky ve všech zdrojích energie, prakticky ve všech myslitelných oblastech, vidíme stejnou dynamiku. Žijeme ve světě, kde byrokracie a nedostatek velkolepých vizí a snů nejsou realitou v zemi řízené komunistickou stranou, ale v zemích, které jí nejsou.

Historie Číny, která navázala na Weinbergův sen, je téměř bolestivě symbolická. Plány na energetickou hojnost ležely v archivech, protože neodpovídaly politické situaci a byly zabity byrokracií. A tady je Čína, která díky těmto odtajněným americkým dokumentům metodicky pracuje, řeší problémy, které Oak Ridge nikdy nedokázal dokončit, a v Gansu buduje budoucnost, kterou Tennessee opustilo. Vzkvétající civilizace, která doslova prozkoumává a oživuje opuštěné sny upadající civilizace, archeologové budoucnosti, které Amerika opustila.

Dodatek: problém koroze. Přidáno 7. listopadu 2025

Děkuji všem za důležité odpovědi na můj článek, nečekal jsem, že téma jaderné energie z thoria nadchne tolik lidí!

Jednou z častých odpovědí, kterou jsem obdržel a kterou považuji za velmi zajímavou k dalšímu rozvedení, je přesvědčení, že americký projekt Oak Ridge v 60. letech byl zastaven kvůli nepřekonatelným problémům s korozí a že v té době prostě neexistoval žádný materiál na Zemi, který by byl schopen odolat silně korozivní povaze roztavených solí.

Za prvé, je pravda, že koroze BYLA v Oak Ridge velkou technickou výzvou. Byla to však výzva, kterou byli na dobré cestě vyřešit. Přečtěte si tento článek z roku 1973: vysvětlují v něm, že vynalezli slitinu zvanou Hastelloy-N, která odolávala korozi, ale sama měla problémy, protože se na ní tvořily povrchové praskliny. Tento problém však také vyřešili, když zjistili, že „přidáním titanu do Hastelloy-N lze zmírnit jak problém praskání, tak i křehnutí Hastelloy-N vlivem záření“.

Máte také tento další dokument z počátku 70. let, ve kterém znovu vysvětlují, že Hastelloy-N obsahující titan a niob by byl pravděpodobně ideální, ale vzhledem k tomu, že reaktor v Oak Ridge byl odstaven, nemohl být testován.

Jinými slovy, problém koroze byl z velké části vyřešen – nebo alespoň byl na dobré cestě k vyřešení – a to nebylo to, co zastavilo projekt Oak Ridge. Jak vysvětluji v článku, zastavila ho spektakulární sázka Spojených států, které se domnívaly, že budoucnost jaderné energie patří rychlému reaktoru s tekutým kovem, nikoli roztavené soli. Investovaly do něj miliardy dolarů a nic z toho nebylo.

Čína také velmi intenzivně pracovala na problému koroze a publikovala řadu výzkumů na toto téma. Ve svém reaktoru s roztavenými solemi v Gansu používají slitinu zvanou „GH3535“, což je v podstatě vylepšená čínská verze Hastelloy-N vyvinutá Oak Ridge.

GH3535 je superlegovaná slitina na bázi niklu s přibližně stejným chemickým složením jako Hastelloy-N (71 % niklu, 16 % molybdenu, 7 % chromu a 4 % železa – v případě Hastelloy-N je to 5 %) a byla speciálně navržena tak, aby odolávala korozi roztavenými solemi při teplotách kolem 700 °C.

Číňané publikovali na toto téma řadu článků, včetně špičkového výzkumu z let 2024–2025 zabývajícího se manipulací s praskáním zrn vyvolaným telurem (příklady zde a zde), což je pozoruhodně podobné přesně tomu problému, který se Oak Ridge snažil vyřešit pomocí svého titanem modifikovaného Hastelloy-N.

Velký rozdíl samozřejmě spočívá v tom, že čínský reaktor na roztavené soli skutečně funguje, a přestože stále provádějí výzkum s cílem jej dále optimalizovat, dokazuje to, že problém koroze lze vyřešit s dostatečnou dávkou odhodlání a trpělivosti.