Od prvých augustových dní roku 1945 sa jadrová energia stala strašiakom. Zhodenie atómových bômb Fat Man a Little Boy na japonské mestá Hirošima a Nagasaki zásadne otriasli dovtedajšou rovnováhou síl medzi svetovými veľmocami a započali obdobie ľudských dejín neoficiálne nazývané termínom jadrová éra.
Už v prvých rokoch následnej studenej vojny medzi Spojenými štátmi a Sovietskym zväzom však svetová vedecká komunita – ktorá ešte počas vojny varovala pred vojenským využitím jadrového potenciálu – obrátila pozornosť na možnosti civilného využitia tohto takmer nepredstaviteľne mocného zdroja energie.
História civilného jadra
Američania spustili experimentálny reaktor EBR-1 už v roku 1951, kým Sovieti v roku 1954 pripojili prvú jadrovú elektráreň Obninsk k svojej prenosovej sústave. Odvtedy sa technológia ohrevu vody prostredníctvom radiácie veľmi neposunula, hoci sa ponúka hneď niekoľko možností.
Pod taktovkou Komisie pre atómovú energiu (AEC) vznikla aj prvá americká elektráreň Shippingport v štáte Pensylvánia, odvtedy postavili takmer stovku takýchto zariadení. Dve z nich sa dostali do celosvetovej pozornosti.
Three Mile Island (1968) bola elektráreň v meste Londonderry (štát Pensylvánia), ktorej vysokotlakovému vodnému reaktoru (PWR) číslo 2 sa čiastočne roztavilo jadro. V dôsledku toho začali stúpať prípady rakoviny v blízkom okolí a v roku 1979 reaktor vyradili z prevádzky. Reaktor číslo 1 fungoval až do vyradenia z prevádzky v roku 2019, po nástupe vlády Donalda Trumpa v januári 2025 sa však znovu spustili plány na obnovenie.
Druhou známou elektrárňou bolo zariadenie Pathfinder v meste Sioux Falls (štát Južná Dakota). V roku 1958 išlo o prevratnú technológiu, v rámci ktorej sa firme Allis-Chalmers takmer podarilo zmeniť tlakový vodný reaktor na reaktor so superprehriatou parou – ktorá rapídne zvyšuje príkon elektrárne.
Na superohrievanie pary (ktorá následne neobsahuje voľným okom viditeľné kvapôčky) sa dovtedy používalo uhoľné či plynové zariadenie. Allis-Chalmers však v nákresoch presunula tento superohrievač priamo k reaktoru, čo malo ušetriť priestor a využívať zvyškové teplo zo štiepenia na dodatočný ohrev pary do generátora.
Zariadenie však bolo nestabilné a podľa dobových hodnotení zo septembra 1967 pracovala elektráreň „na plný výkon len asi 30 minút“, keď generovala 58 elektrických megawattov. Toto všeobecne rozšírené tvrdenie však nebralo do úvahy fakt, že Pathfinder mal dosiahnuť ďaleko vyšší výkon – až 203 megawattov.
Pathfinder vyradili v roku 1968 a plány na jeho obnovu neexistujú. Okrem týchto dvoch jadrových neúspechov však USA nezaznamenali žiadne väčšie zlyhania. V Európe a vo východnej Ázii však neúspechy zaznamenali tiež – a tie mali ďaleko väčší dosah na celé odvetvie.
Dňa 26. apríla 1986 sa prehrial ľahkovodný uránovo-grafitový varný reaktor (RBMK-1000) číslo 4 jadrovej elektrárne V. I. Lenina pri meste Černobyľ, čo viedlo k masívnemu výbuchu a rozptýleniu rádioaktívneho materiálu nad sever Ukrajiny a juh Bieloruska. Okrem zamorenia časti vtedajšieho ZSSR boli kontaminované aj časti východnej Európy a Škandinávie.
Kým černobyľskú katastrofu stihli v roku 2019 nakrútiť ako päťdielny miniseriál, tá japonská z roku 2011 viedla nielen Tokio k vyradeniu takmer všetkých jadrových zariadení z prevádzky.
Jadrová elektráreň Fukušima-Daiči sa 11. marca 2011 stala obeťou šesťminútového podmorského zemetrasenia Tóhoku a následnej prívalovej vlny cunami. Napriek všeobecne rozšírenému povedomiu, že Japonsko leží na pacifickom ohnivom kruhu (a cyklicky mu hrozia cunami a zemetrasenia), Fukušima nespĺňala bezpečnostné protokoly proti živelným pohromám.
Kým varné reaktory (BWR) číslo 1 až 3 utrpeli roztavením jadra a boli odstavené už v roku 2011, ďalšie tri odstavili o dva roky neskôr. Japonci v nasledujúcich rokoch vyradili až 16 reaktorov v rôznych elektrárňach. Vlani však vláda Sanae Takaičiovej upravila stratégiu Tokia, aby obnovili zvyšné prevádzkovateľné reaktory – z 33 funkčných doteraz opätovne spustili 15.
Do 31. decembra 2021 odstavili aj Nemci tri z posledných šiestich jadrových elektrární Brokdorf, Grohnde a Gundremmingen a v apríli 2023 aj Isar a Neckarwestheim a Emsland. Vyradenie Broksdorfu sa však v januári 2026 ukázalo ako práca na 50 rokov.
Vtedajší vedúci kancelárie kancelárky Angely Merkelovej Peter Altmaier v rozhovore pre denník Neue Zürcher Zeitung priznal, že má obavy z následkov plošného odstavenia jadrovej energetiky. Približne dva týždne po odstavení elektrární označil vtedajší líder opozície Friedrich Merz tento krok za „vážnu strategickú chybu“.
S týmto posolstvom z mája 2023 sa dostal k moci. Jedným z rozhodujúcich krokov bolo vyhlásenie Berlína, že nebude na európskej úrovni blokovať zaradenie jadra medzi „zelené“ zdroje.
Premianti jadra
Naopak, Poľsko, ktoré dodnes nemá žiadnu jadrovú elektráreň, plánuje výstavbu hneď deviatich BWR zariadení, pričom prvé majú spustiť už v roku 2030. Zaujímavosťou je, že takmer výlučne pôjde o malé modulárne reaktory, ktoré sa tešia čoraz väčšej priazni aj v ďalších štátoch EÚ. Reaktory modelu BWRX-100 stavajú japonská Hitachi s domácou energetickou spoločnosťou Orlen.
Časť plánovaných reaktorov má postaviť americká firma Westinghouse, ktorá už v októbri 2024 vyjadrila ochotu zapojiť sa do výstavby nového bloku slovenskej jadrovej elektrárne Jaslovské Bohunice. Bratislava a Washington uzavreli začiatkom roka medzivládnu dohodu o rozvoji slovenského jadrového sektora, v polovici februára spustili implementačnú fázu.
Medzi najzásadnejšie argumenty predsedu vlády Roberta Fica patrí diverzifikácia zdrojov jadrových technológií. Okrem paliva z Ruska pre existujúce reaktory bude totiž nevyhnutné dovážať palivové tyče aj z USA.
Spolu s tým v máji povolil úrad jadrového dozoru spustenie štvrtého bloku elektrárne Mochovce a po dvoch Ficových návštevách Elyzejského paláca v marci uzavreli spoluprácu aj Výskumný ústav jadrovej energetiky s francúzskym náprotivkom Framatome.
Na základe dohôd francúzskej spoločnosti s firmami z Česka, zo Slovenska, z Maďarska a Fínska budú môcť menované krajiny vyvíjať reaktory typu VVER-440 vo vlastnej réžii bez vstupu koncernu Rosatom. Vláda Emmanuela Macrona tak cez civilný jadrový sektor vstupuje do strednej Európy a vytláča Moskvu ako strategického protivníka.
Už teraz je Slovensko malým premiantom v civilnej jadrovej energii, keďže jadrové elektrárne zabezpečujú viac ako 60 percent podielu v energetickom mixe – po Francúzsku (67,3 percenta) je tak celosvetovo druhou krajinou v tomto rebríčku. Po výstavbe Mochoviec by však jadrový podiel v mixe podľa štúdií predstavoval takmer 78 percent pokrytej spotreby.
Týmto pomerom by sa malá stredoeurópska krajina stala krajinou s najväčším podielom jadrovej energie na celom svete. Ani Paríž však nezaháľal, hoci si prvenstvo dlho neudrží – už 30. júna začali Slovenské elektrárne zvážať palivo do štvrtého bloku Mochoviec.
Najčistejšia energia nie je obnoviteľná
Jadrová energia je bezpochyby najefektívnejšia z hľadiska výroby elektriny. Pomer bežného a maximálneho výkonu v megawattoch, známy ako koeficient využitia (capacity factor), majú jadrové reaktory najvyšší zo všetkých foriem výroby.
Ako uvádza na svojom portáli americké ministerstvo energetiky, koeficient jadrových elektrární je približne 92 percent, kým plynové elektrárne dosahujú len okolo 56,6 percenta. Na chvoste tohto krátkeho rebríčka sa umiestnili veterné (35,4 percenta) a solárne (24,9 percenta) elektrárne.
To znamená, že ak je maximálny výkon jadrového reaktora jeden gigawatt, v bežný deň je dodávka do siete na úrovni 0,92 gigawattu. Jeden bežný solárny panel dodáva asi 320 wattov, čoho dôsledkom je potreba výstavby rozľahlých polí solárnych panelov.
Aj pre túto závratnú efektivitu sú štáty s rozvinutým jadrovým sektorom ochotné ďalej dlhodobo investovať do nových technológií – okrem malých modulárnych reaktorov, ktoré sa v EÚ tešia čoraz väčšej popularite, sú na programe dňa aj fúzne reaktory pracujúce na spájaní jadier vodíka namiesto štiepenia uránu, akým je napríklad systém Texatron alebo medzinárodný projekt ITER v južnom Francúzsku.
Napriek týmto výhodám nie je možné zaradiť jadrovú energiu medzi obnoviteľné zdroje, a to z jednoduchého dôvodu – vyhorený jadrový odpad sa zatiaľ nedá obnoviť. Do tejto kategórie totiž spadajú „nevyčerpateľné“ zdroje, ako voda, vietor či slnko.
Aj na stránkach Európskej komisie je viditeľný rozdiel medzi jadrovým a obnoviteľným sektorom. To je zrejme jeden z dôvodov, prečo trvalo tak dlho, kým Komisia zaradila jadro medzi „zelené“ technológie – hoci určitú úlohu nepochybne zohrával aj tlak Nemecka či Rakúska.
Základným kameňom obnoviteľnej technológie je to, že je súčasťou uzavretého systému, ktorým je Zem. Veterná elektráreň totiž nespotrebúva vietor tak ako uhoľná elektráreň uhlie. Aj solárne technológie – fotovoltické solárne panely či fototermálne zrkadlá – v zásade nevyčerpávajú slnko, bežné vodné či prílivové zariadenia nevyčerpávajú vodu.
Uránové, plutóniové či tóriové reaktory však pracujú na báze štiepenia, pri ktorom atómy týchto prvkov zanikajú. Izotop uránu-235 sa po náraze neutrónu rozštiepi na izotopy bária a kryptónu, ktoré sa môžu ďalej štiepiť. Jadrový reaktor tak palivo spotrebúva – hoci omnoho pomalšie ako uhoľná či plynová elektráreň.
A hoci jadrový reaktor nevypúšťa bežné emisie – oproti uhlíkovým emisiám tepelných elektrární –, po jeho fungovaní zostáva vyhorený jadrový odpad (na Slovensku sa o jeho spracovanie stará štátny podnik JAVYS, teda Jadrová a vyraďovacia spoločnosť). Najčastejším riešením je uskladňovanie v uzavretých kontajneroch, ktoré sa zakopávajú pod zem.
Aj v tomto odvetví sa však už ponúkajú možnosti spätného obohacovania. Takmer 97 percent „odpadu“ totiž stále tvorí urán, ktorý sa dá rozpustiť v kyseline a opätovne prečistiť a konvertovať na palivové tyče. Tento proces je však drahší ako ťažba čerstvého uránu.
Ďalšiu možnosť ponúka práve spomínaný Texatron, ktorý však využíva vysokoteplotnú plazmu tvorenú jadrami deutéria [izotop vodíka s jedným neutrónom, pozn. red.] a hélia-3. Cyklický pohyb týchto energeticky nabitých častíc zjednodušuje ich fúziu (spájanie), ktorá má v reaktore generovať výkon až 500 megawattov.
Ďalšia časť jadrového odpadu sa zase dá konvertovať na jadrové batérie, čo sa čínskej firme Betavolt podarilo už v januári 2024. Kľúčom k pochopeniu tejto technológie je 63 rôznych izotopov, ktorých žiarenie sa mení na fotóny, pričom tie následne spôsobujú uvoľňovanie elektrónov z atómov vodiča.
V zásade ide o technológiu podobnú solárnym panelom – žiarenie dopadá na povrch kovu, z ktorého sa uvoľňujú elektróny tvoriace prúd. Priama energetická konverzia na báze fotónov (PIDEC) sa v Spojených štátoch vyvíja najmä v gescii vedeckej divízie Pentagónu (DARPA), ktorá už zazmluvnila niekoľko firiem v programe Rads to Watts.
V súčasnosti je technológia jadrovej elektrárne postavená na tepelnom čerpadle rovnako ako zariadenie na fosílne palivo – turbína sa roztáča tlakom pary, ktorú zohrieva nejaký zdroj tepla, či už ide o uhlie, zemný plyn alebo urán. Táto technológia je celkom rudimentárna, spomenuté prototypy však sľubujú zásadný odklon od jadrovo poháňaného parného stroja.
