Naše modulárne reaktory spália váš jadrový odpad, tvrdí taliansky fyzik Buono

To, čo ponúka, sú malé modulárne reaktory, ktorých technológia umožňuje využitie špeciálne zrecyklovaného vyhoreného jadrového paliva, ktoré skladujeme aj na Slovensku. Na štiepenie jadrového paliva využívajú rýchle neutróny. Majú teda potenciál na efektívnejšie využitie uránu a zníženie množstva jadrového odpadu v porovnaní s tradičnými reaktormi.

Firma má dnes približne 700 vysokokvalifikovaných zamestnancov vo Francúzsku, Veľkej Británii a Taliansku. Koncom minulého roka podpísala memorandum o spolupráci s Ministerstvom hospodárstva SR a štátnou Jadrovou a vyraďovacou spoločnosťou, s cieľom preskúmania možností spolupráce a ďalšieho rozvoja technológií takzvaných „rýchlych modulárnych reaktorov“.

Buono patrí medzi svetovú špičku vo svojom odbore. Prednedávnom vystúpil na diskusii o globálnych perspektívach rozvoja jadrovej energetiky a úlohe malých modulárnych reaktorov, ktorá sa uskutočnila v Bratislave pod záštitou Francúzsko-slovenskej obchodnej komory (FSOK).

Redaktora Štandardu zaujímalo Buonovo pozadie ako vedca, ale aj ako podnikateľa. Dozvedel sa tiež, aké sú jeho budúce zámery a koľko rokov by vyhorené palivo na Slovensku mohlo využitím novej technológie vykryť tunajšie potreby elektrickej energie.

Je budúcnosť jadrová? Bude sa, inak povedané, táto technológia rozširovať do ďalších odvetví?

Áno, budúcnosť je jadrová. Bez strachu z jadrovej energie pochopíme jej potenciál a pomocou jadrovej reakcie môžeme vytvárať energiu mnohými spôsobmi.

A nakoniec aj rádioaktivita je forma energie. Takže ak ju využijete napríklad na liečbu rakoviny alebo na výrobu malých batérií, čo je veľmi jednoduché, je to len otázka času a vývoja danej technológie.

Naozaj si myslíte, že môžeme mať nukleárne batérie napríklad v mobilných telefónoch?

Myslím si to už 25 rokov a tento rok som videl, že čínska aj americká firma chcú vyrábať batérie s použitím rádioaktívneho produktu vyrábaného v reaktoroch, ktorý sa nazýva Nikel-63.

Dlho som v reaktoroch vyrábal Lutecium-177, ktoré bolo surovinou pre môj farmaceutický výrobok na liečbu neuroendokrinných rakovín [najčastejší typ rakoviny v slepom čreve, pozn. red.].

Izotopy sa často vyrábajú v priemysle, no len v malých množstvách, pretože je málo aplikácií. Dokonca aj na lekárske aplikácie sa používajú malé množstvá.

Naopak, ak by sa vyrábali batérie do mobilných telefónov, išlo by o masovú výrobu. V súčasnosti neexistuje reaktor vhodný na takýto druh výroby, ale náš bude.

Ešte počas vášho pôsobenia v CERN-e ste vyrobili farmaceutický produkt na liečbu neuroendokrinných rakovín. Takto ste si dokázali zarobiť peniaze, aby ste potom mohli investovať do tohto veľkého podniku?

V CERN-e som pracoval približne desať rokov s nositeľom Nobelovej ceny za fyziku Carlom Rubbiom v jednom z popredných výskumných laboratórií časticovej fyziky na svete. Potom som v roku 2002 založil spoločnosť s názvom Advanced Accelerator Applications (AAA), ktorá sa zaoberá medicínskymi aplikáciami s využitím mojich patentov a know-how získaných počas tohto obdobia.

Spoločnosť AAA sa obchodovala na trhu Nasdaq Global Select Market a po niekoľkých rokoch ju v roku 2018 kúpila (farmaceutická) spoločnosť Novartis za 3,9 miliardy dolárov, čo mi umožnilo založiť firmu Newcleo a zamerať sa na vývoj rýchlych reaktorov. AAA bola a stále je rádiofarmaceutická spoločnosť, ktorá pokračuje vo vývoji, výrobe a komercializácii molekulárnej nukleárnej medicíny, diagnostických a terapeutických produktov.

Stefano Buono. Foto: Damián König/Štandard

Technológia spoločnosti Newcleo ponúka malý a lacný reaktor chladený olovom, ktorý využíva vyhoreté jadrové palivo. Môžete vysvetliť, prečo práve olovo?

Použitie olova umožňuje tak trochu zmeniť fyziku vnútri reaktora a pomocou rýchlych neutrónov umožniť aj štiepenie prvkov ťažších ako urán.

Bez olova teda nie je možné opätovne použiť vyhoreté palivo?

Nie celkom. Možno použiť aj iné technológie, ako napríklad sodíkové chladenie. Sú to v princípe tiež rýchle reaktory [ako napríklad tie chladené sodíkom a olovom, pozn. red.], ktoré sa líšia od pomalých reaktorov chladených vodou [všetky súčasné jadrové elektrárne na Slovensku, pozn. red].

Tieto rýchle reaktory dokážu, laicky povedané, rozbiť všetko, čo nájdu – ťažké atómy. Takže využitie potenciálu uránového paliva je oveľa efektívnejšie.

Pomalé reaktory sú menej efektívne a ich vedľajším produktom sú ešte ťažšie prvky. Tieto prvky, napríklad plutónium, amerícium či curium, sa následne musia ukladať pod zemou, kde sa rozpadajú státisíce rokov.

Rozdiel je v tom, že na produkt našich reaktorov nie je potrebné postaviť hlbinné úložisko, pretože všetka rádioaktivita zostáva v atómoch, ktoré sa rozpadnú. Palivo ale treba neustále recyklovať. Cieľom je, aby jediné, čo zostane na uloženie mimo reaktorov, boli štiepne fragmenty, teda urán rozbitý na dve časti.

Čo produkujú rýchle reaktory?

V rýchlych reaktoroch vznikajú ľahšie prvky. Ide o stovky prvkov, ale polčas ich rádioaktívneho rozpadu je oveľa kratší a sú oveľa menej nebezpečné. Už po 250 rokoch je rádioaktivita týchto štiepnych fragmentov prakticky rovná pôvodnej miere rádioaktivity uránovej rudy v bani.

Takže sa na konci uzavretého cyklu vlastne vrátite k prirodzenej rádioaktivite.

Vezmete urán, necháte ho pracovať, vznikne energia, malý zvyšok paliva potom zostane trochu rádioaktívny, ale po 250 rokoch sa vráti k viac-menej rovnakej rádioaktivite, akú mal predtým. Takže bilancia rádioaktivity celého tohto procesu sa nakoniec stane nulovou.

Vravíte, že táto technológia existovala už desiatky rokov. Ako je možné, že o nej len málokto vie?

Existovala už predtým, ale v rámci reaktorov chladených sodíkom, ktoré vedeli uskutočniť tento uzavretý palivový cyklus. Boli však príliš drahé a ďalšie na nepostavili.

Prečo?

Sodík reaguje so vzduchom a s vodou, a toto chemické riziko treba kontrolovať. Preto sú sodíkové reaktory drahšie. Zatiaľ čo olovo je veľmi pasívny prvok a nereaguje s ničím. Naše elektrárne sú vlastne veľmi jednoduché, podobné kotlom. Musia vyrábať paru a tá ide do turbíny. Bezpečnostné systémy sú preto zásadne zjednodušené.

Takže váš reaktor bude nezávislý od vodného zdroja?

Závislosť reaktorov od vody sa týka výberu spôsobu výroby elektrickej energie, čo je sekundárny systém. To, čo je vo vnútri reaktora, sa recykluje, teda nedochádza ku spotrebe vody.

Reaktor spoločnosti Newcleo. Foto: Newcleo

Teda váš reaktor musí byť tak či tak postavený v blízkosti vody, pretože tá potom vyrába elektrickú energiu.

Presne tak. Zásoby vody môžu byť tiež užitočné v prípade havárie, no v našom prípade ju vlastne nepotrebujeme, pretože posledným prostriedkom chladenia v prípade akejkoľvek zložitej situácie s oloveným reaktorom je stále olovo, ktoré prirodzene cirkuluje vo vnútri reaktora. Spolu so vzduchom, ktorý ho ochladzuje.

Je známe, že reaktory chladené vodou sa vypínajú v rámci dlhého procesu, keď musia byť aktívne chladené. Predpokladám, že ani ten váš sa nedá vypnúť jednoducho. Alebo sa mýlim?

Ak teplota v bežnom tlakovodnom reaktore stúpne a voda sa z primárneho okruhu vyparí, môže dôjsť k situácii, kedy sa reaktor nedokáže účinne chladiť a dôjde k následnej havárii.

V porovnaní s tým náš reaktor môže zvýšiť teplotu bez toho, aby sa poškodil, a teda, zjednodušene povedané, vypne sa sám. Olovo sa totiž vyparuje až pri teplote vyše 1 700 stupňov Celzia.

Dá sa teda povedať, že je bezpečnejší ako klasické reaktory?

Pasívne áno, je bezpečný, a to aj v prípade, že zlyhajú systémy aktívnej ochrany, aj v prípade, že je sabotovaný. Ak by došlo k útoku zvonku, reaktor sa vypne skôr, ako dôjde k jeho poškodeniu.

Narábate s kapitálom vo výške takmer pol miliardy eur, za čo ste kúpili, okrem iného, tri rôzne spoločnosti. Ste teraz vďaka nim schopní vyrábať väčšinu komponentov sami alebo potrebujete ďalších dodávateľov?

Nie sme schopní sami vyrábať všetko, no máme niektoré inovatívne komponenty, ktoré by sme chceli vyrábať sami, a tieto spoločnosti už na to majú kapacity. Ich nákup nebol nevyhnutný, ale je príjemné, že sme mohli investovať do firiem, ktoré už majú podnikanie, výrobky a skúsenosti s výrobou jadrových komponentov. A dostať ich tiež do nášho dodávateľského reťazca. Náš produkt však bude kombináciou externých dodávateľov a vlastnej výroby.

Počítate aj so slovenskými firmami?

To zistíme, pretože pomaly spoznávame slovenské firmy. Jedno je isté, a to, že Slovensko má vyhoreté jadrové palivo, ktoré sa dá využiť.

Dnes je to de facto odpad, pre ktorý však môžeme poskytnúť riešenie. Naše riešenie je lacnejšie a má menší vplyv na životné prostredie ako hlbinné úložisko.

Okrem toho, v našich reaktoroch môžeme vyrábať elektrinu, ale aj teplo pre priemysel, takže by sme mohli poskytovať ekonomickú energiu pre priemysel, čo je poslaním malých jadrových reaktorov.

Dúfam tiež, že nájdeme schopných a konkurencieschopných dodávateľov, pretože zvyčajne tam, kde je jadrový priemysel, sú aj výrobné kapacity v priemysle, takže počítame so Slovenskom.

Na Slovensku sa nachádza vyše 1 400 ton vyhoreného jadrového paliva. Koľko elektrickej energie by sa dalo vyrobiť z tohto odpadu?

To závisí od konfigurácie na rýchlych reaktoroch, ale môžem povedať, že pri multirecyklácii sa dá využívať na výrobu elektriny aspoň počas 400 rokov.

Newcleo tiež podpísalo memorandum so slovenským ministerstvom hospodárstva, ale rovnako napríklad aj spoločnosť Westinghouse Electric. Ako môžu tieto dva veľmi podobné projekty koexistovať?

Memorandum slúži na to, aby sa preskúmali budúce kroky, ktoré nám umožnia v krajine investovať. Je to pre nás cesta k poznaniu krajiny pod záštitou vlády. Takých memoránd môže vláda podpísať aj viac, to je úplne normálne.

Treba ale vysvetliť, že naša technológia je jedinečná v transformácii problému, ktorým je vyhorené jadrové palivo. Naše reaktory a súčasné tlakovodné reaktory sa dopĺňajú. My dokážeme recyklovať akékoľvek ich vyhoreté palivo a premeniť ho na palivo pre naše reaktory. V tejto záležitosti máme unikátne riešenie, ktoré dnes Westinghouse neponúka.

Stefano Buono. Foto: Damián König/Štandard

Skutočne je unikátne?

Áno, pretože Francúzsko bolo jedinou krajinou, ktorá recyklovala a naďalej recykluje vyhoreté jadrové palivo. Iba vďaka Francúzsku môžeme tento odpad doviezť, spracovať a použiť ako nové palivo v našich reaktoroch. Bez Francúzska by si to vyžadovalo veľké investície, ktoré priemysel zatiaľ nie je schopný realizovať.

Čo motivovalo Francúzsko k pokračovaniu recyklovania?

Francúzsko to začalo robiť pre reaktory typu Superfénix , čo boli sodíkom chladené reaktory. Potom, keď upustilo od ďalšej výstavby sodíkových reaktorov, namiesto toho, aby túto technológiu opustilo, rozhodlo sa ju ponechať a používať toto recyklované palivo vo svojich pomalých reaktoroch.

Pri nich ale už toto palivo stráca značnú časť výhod, pretože je o niečo drahšie a môžete ho použiť len raz, neexistuje multicyklus.

Francúzsko si túto technológiu pravdepodobne ponechalo, pretože dúfalo, že jedného dňa bude mať rýchle reaktory, ktoré by boli schopné multirecyklácie. Tento deň prichádza, pretože sme túto inováciu priniesli do Francúzska, kde vyrobíme náš prvý reaktor.

Takže vo Francúzsku máte podporu. A čo Európska únia?

Francúzsko neposkytuje žiadnu finančnú podporu. Za spracovanie jadrového paliva sa platí poplatok, na tom my nič nezarobíme. Máme však možnosť mať materiál a potom poskytovať túto službu.

Takže ide o obchodnú dohodu s Francúzskom, ktorá je dobrá pre všetkých. Je to dobré pre Francúzsko, je to dobré pre nás, je to dobré pre tých, ktorí majú jadrový odpad a jeho skladovanie stojí peniaze. Ide pritom o obrovské náklady, takže jeho odstránenie je veľkým ekonomickým prínosom. V konečnom dôsledku z našich reaktorov budú môcť profitovať všetci.

Koľko stojí skladovanie vyhoretého paliva?

Je to trochu ťažké odhadnúť. Napríklad Francúzsko sa chystalo vybudovať bazén na uskladnenie paliva z mnohých reaktorov spoločnosti EDF, ktorý by stál viac ako miliardu eur. Ten však slúži len na dočasné uskladnenie väčšieho množstva paliva, ale nie je to konečné riešenie.

Tým je hlbinné úložisko pod zemou. No hlbinné úložisko pre malú krajinu nemá zmysel, lebo ide o veľkú investíciu.

Napríklad Británia by na hlbinné úložisko mohla pravdepodobne vynaložiť 50 až 60 miliárd libier. A bol by to najväčší projekt akejkoľvek stavby, aká sa kedy v krajine realizovala. Takže pre malý štát nemá zmysel mať takéto úložisko.

Výrobcovia elektriny o týchto nákladoch dobre vedia, a preto vkladajú peniaze do fondov na financovanie budúcich potrieb. Každá krajina má však svoju vlastnú politiku v súvislosti so skladovaním jadrového paliva.

V USA sa napríklad rozhodli, že ide o problém vlády. Takže vyhoreté palivo sa stáva majetkom vlády, a preto sú americkí výrobcovia elektriny veľmi spokojní, lebo nemusia vynakladať peniaze na konečné úložisko.

Zatiaľ čo v Európe, samozrejme, takmer všetky európske štáty považujú za povinnosť výrobcu nakladať s rádioaktívnym odpadom a ten vždy zostane majetkom výrobcu. Je to dlhodobá zodpovednosť, ktorú nesú spoločnosti, a mať riešenie tohto problému je veľkou konkurenčnou výhodou.

Koľko stojí vaša jadrová elektráreň? Viete to porovnať s tým, čo Slovensku ponúka konkurencia?

Kľúčovými sú rýchlosť udeľovania licencií a výstavby a takisto náklady na kapitál. Naším zámerom je znížiť náklady na inštalovaný megawatt približne na polovicu nákladov súčasných veľkých reaktorov. Počiatočné kapitálové náklady (CAPEX) na výstavbu by sa mohli pohybovať okolo jednej miliardy eur na 200 MWe [megawatt elektrický, pozn. red.] blok alebo dokonca pri viacerých blokoch nižšie .