Hlavní obsah

Až začne kočka svítit, je zle. Vědci vymysleli varování před radioaktivitou

Foto: Shutterstock.com/Alexander Abrashev

Nápad na vyšlechtění „radiačních koček“, které by měnily barvu srsti při zvýšené úrovni radiace, vychází z jednoduché premisy: kočky budou s člověkem žít navždy. Ilustrační foto

Reklama

18. 9. 16:46

Jak před úložišti radioaktivního odpadu varovat příští civilizace? Některé nápady jsou kontroverzní či bláznivé, ale všechny musí počítat s tím, že za desítky tisíc let nemusí nikdo umět vzkaz z 21. století přečíst.

Článek

Spojené státy americké mají několik Karlových Varů – Carlsbadů. Jedny z nich leží v poušti na jižní hranici státu Nového Mexika. Městečko svůj název dostalo kvůli lázeňské pověsti originálu v roce 1899. Tamní obyvatelé se totiž snažili přilákat klienty pro tehdy nově objevené léčivé prameny.

Ovšem lázně městu Carlsbadu trvalou prosperitu nezajistily. Z ekonomických důvodů tak v 60. letech obyvatelé města souhlasili s tím, aby v blízkosti vyrostl nový zdroj příjmů pro městskou kasu: úložiště jaderného odpadu amerického ministerstva energetiky.

Od roku 1999 se tak do podzemního komplexu známého jako WIPP (Waste Isolation Pilot Plant) vozí první várky nebezpečného jaderného odpadu. A v blízkosti města, které si snažilo získat pozornost i změnou jména, má stát největší a nejmonumentálnější forma značky „Vstup zakázán“, jakou kdy lidstvo vytvořilo.

Problém, který nechce zmizet

Úložiště WIPP totiž má být prvním trvalým úložištěm jaderného odpadu. Jaderný odpad tu má skončit uložený v podstatě navždy. Znamená to, že na tomto místě mají končit materiály, se kterými si opravdu nevíme rady. Materiály, které budou nebezpečně zářit řádově stejně dlouho jako zatím existuje druh Homo sapiens.

Existují sice nápady, jak s tím materiálem naložit účelně k výrobě energie, ale zatím jsou buď nepraktické či ryze teoretické. A tak obecně přijímaným řešením je stavba hlubokých šachet a štol v hloubkách a místech, kde je riziko úniku těchto materiálů co nejmenší.

V případě Nového Mexika má být odpad umístěn do velmi stabilních solných vrstev (hodně podobně jako solný důl), ale na jiných místech světa se může najít vhodné místo s jinou geologií. Každé z nich by mělo být vybráno tak, aby v geologicky dohledné době bylo co nejklidnější. Tedy aby pokud možno v dané lokalitě nebyly doklady o zemětřesení, sopečné činnost a podobně.

Ale plánovačům podobných úložišť bylo od začátku jasné, že přírodní pohromy nejsou jediným rizikem. Co když se do úložiště dostanou lidé? Jistě, v dohledné době je možné areál hlídat. Ale co bude za sto, dvě stě, nebo třeba za deset tisíc let? Odpad bude nebezpečný i pak. Jak nepředvídatelné budoucnosti spolehlivě předat zprávu, že zrovna s tímhle materiálem je neradno si zahrávat?

Ve WIPP se rozhodli vyřešit problém tím, že na zprávě nebudou šetřit. Ani důrazem, ani materiálem.

Stonehenge s radarovou stopou

Úložiště by se mělo zaplnit za několik desítek let. Až se tak stane, budovy, které dnes na místě stojí, budou dokonale srovnány se zemí. Vchod zavezen a zasypán. A pak nad ním vznikne podivný kříženec knihovny a starověkého chrámu.

Podle plánů amerického ministerstva energetiky (viz toto PDF) stavaři vytvoří celou řadu různých varování před možným nebezpečím. Úřad používá termín „hluboká ochrana“, což je v podstatě vojenská terminologie, která znamená, že obrana má několik následujících linií.

Přímo nad samotným úložištěm má být obrovská „mohyla“: uměle nasypaný val vysoký zhruba 10 metrů a na úpatí zhruba 30 metrů široký. Bude zhruba čtvercového tvaru s každou stranou stranou cca 900 metrů dlouhou.

V základech zemního valu bude ještě umístěno 294 kovových desek. Ty sice nebudou vůbec vidět lidským okem, ale měly by být jasně patrné při případném radarovém snímkování celé oblasti. Pro lidské oči jsou pak určené do zeminy náhodně přimíchaná řada disků o průměru zhruba 20 centimetrů z různých materiálů (žula, oxid hliníku, pálená hlína). Každý z nich bude obsahovat varování a základní údaje o úložišti v jednom ze sedmi vybraných jazyků.

Ještě před valem budou stát velké monumentální bloky, které mají vyznačovat vnější hranici celého areálu. Na každém z nich bude varování a informace o úložišti v již zmíněných sedmi jazycích.

Uvnitř valu pak bude stát informační centrum. Nejde ovšem o žádný stánek či kiosek, ale znovu o velmi solidní stavbu monumentálních rozměrů. Budou ji tvořit zhruba pět metrů vysoké kamenné bloky, ve kterých budou vyryty znovu informace o úložišti. Zprávy znovu budou v několika jazycích, některé z nich pak pouze obrazové.

Přímo pod zemním valem a těsně vedle něj pak budou pod vrstvou zeminy pohřbeny ještě další dvě místnosti. V obou budou identické zprávy jako v „informačním centru“ znovu vytesány do pevných žulových bloků, kterými budou místnosti obloženy. Ani jedna nebude volně přístupná a viditelně označená. V podstatě má jít o varovné „mrtvé schránky“ pro budoucí archeology či kopáče.

Podrobné informace o úložišti WIPP budou uloženy v mnoha archivech po celém světě na speciálním papíře s doprovodným pokynem, že musí být uchovávány po dobu 10 tisíc let. To je doba, po kterou má zatím úložiště licenci.

Decentní řešení

Autoři tohoto řešení předpokládají, že by mohlo areál před nežádoucí pozorností ochránit na tisíce let. Ideální by bylo podle doporučení expertů tato opatření čas od času (jednou za několik set let) aktualizovat, například přepisovat do aktuálně používaných jazyků či jejich forem. Ale raději se počítá s tím, že to nebude možné.

Zvolené řešení je, věřte nebo ne, poměrně konzervativní. Během přípravy projektu odborníci přicházeli často s mnohem originálnějšími nápady. Například vítězné řešení v rámci architektonické soutěže o vyřešení podoby nadzemní části WIPP z roku 2017 navrhovalo, aby se krajina nad úložištěm změnila na příští tisíce let v obří experimentální prostor.

Foto: Agency_Agency/arch out loud

Takhle by měl povrch nad úložištěm WIPP vypadat kolem roku 7017 (plus mínus sto let, předpokládáme).

Na místě by se v rámci projektu nazvaného autory „Testbed“ (tedy „Zkušební plocha“) měly zkoušet technologie na zachycování a ukládání oxidu uhličitého v různých horninách. Když se s ukládáním CO2 experimentuje dnes, počítá se s tím, že proces po sobě na povrchu nemá zanechat žádné stopy. V tomto případě by měl být cíl přesně opačný. Experimenty by měly být prováděny tak, aby na místě během několika tisíc let vznikla podivná, ani úplně přirozená, ani úplně umělá krajina, který na světě nemá obdoby.

V roce 2015 byla podobná soutěž vyhlášena i ve Francii, druhé místo si odnesl nápad vytvořit geneticky modifikované stromy, které by byly vysazeny nad úložištěm. Měly by mít zřetelně zcela odlišnou barvu, aby jasně vyznačovaly hranice zakázané oblasti.

Foto: Stéfane Perraud, Aram Kebabdjian

„Modrý les“, nápad, který se objevil ve francouzské soutěži, jak vyznačit trvalé úložiště jaderného odpadu v roce 2015.

Nejzábavnější komise?

Doslova přehršle dalších neuvěřitelných, ale často provokativních nápadů pak vznikla v rámci tzv. „Pracovní skupiny pro lidské zásahy“ (Human Interference Task Force). Vznikla v roce 1981 v souvislosti s projektem trvalého úložiště pod Yucca Mountain ve státě Nevada. Tento projekt je dnes prakticky „u ledu“ a nijak se nerozvíjí, ale některé nápady, které v rámci skupiny vznikly, začaly žít vlastním životem.

S jedním pro lidskou fantazii přitažlivým a dodnes pro někoho inspirativním přišli Francouzi Françoise Bastide a Paolo Fabbri. Navrhli vyšlechtit „radiační kočky“, které by měnily barvu srsti při zvýšené úrovni radiace. Autoři nápadu předpokládali, že kočky s lidmi budou žít vždy. Navrhovali zároveň s rozšířením koček rozšířit i mýty a pohádky, ve kterých by změna barvy u kočky znamenala varování před nebezpečím.

Lingvista Thomas Sebeok zase přišel s nápadem vytvořit atomový kult, jehož kněžstvo by s pomocí legend a rituálů vštěpovalo budoucím generacím nábožný strach z místa, kde odpad leží. Nápad to byl přece jen na poměry americké demokracie poněkud příliš odvážný, a tak se ani nedostal do závěrečné zprávy.

Součástí skupiny byl i polský spisovatel Stanislaw Lem, který měl dva nápady. Jedním bylo vypustit na stabilní dráhy nad Zemí řadu satelitů, které by vysílaly po tisíciletí varování před narušením úložiště. A tím druhým bylo vytvoření speciálních geneticky modifikovaných rostlin, v jejichž DNA by byly zakódovány všechny důležité informace o poloze a obsahu úložiště. Rostliny by měly být vysazeny v okolí úložiště.

Na její práci navázala Agentura pro jadernou energii (NEA) se sídlem v Paříži prostřednictvím „Iniciativy pro zachování záznamů, znalostí a paměti napříč generacemi“ (RK&M Initiative), která začala pracovat v roce 2011 a jejíž závěrečná zpráva byla zveřejněna v roce 2019 (PDF).

Neobsahuje tak překvapivá řešení, jaká jsme citovali před chvíli. Radí především, aby úložiště byla vyznačena vícero způsoby. Nemělo by se spoléhat na jeden jediný, protože žádný sám o sobě není dostatečně trvanlivý a spolehlivý. Doporučuje tak například vytvořit fyzické připomínky existence úložiště v nějakých větších sériích, například jako mince. A to proto, aby se nedaly jen tak všechny kompletně odstranit z historického záznamu.

Doporučení je to pochopitelné. Ale ne každý s ním souhlasí. Autoři prvního konceptu trvalého úložiště jaderného odpadu mimo USA ho úplně pominuli.

Nezajímavost na prvním místě

Finsko je jedinou zemí, kde se civilním úřadům zatím podařilo stavbu trvalého úložiště dostáhnout k realizaci. Na rozdíl například od Česka, či třeba USA, se v zemi našlo dokonce hned několik obcí, které o stavbě úložiště na svém katastrálním území měly zájem.

Nakonec úložiště nazývané Onkalo bude ležet na ostrově Olkiluoto nedaleko stejnojmenné jaderné elektrárny. Místo bylo vybráno jako nejvhodnější na přelomu tisíciletí, první ražba začala v roce 2004. Ale dlouho šlo vlastně o přípravné práce, ve kterých se důkladně zkoumaly geologické vlastnosti tamního podzemí.

Prostory úložiště – tedy tunely, ve kterých bude skutečně uložen odpad – se začaly stavět až v roce 2019. V současné době se stavba dostala do fáze, kdy se zhruba půl kilometru pod zemí razí tunely, do kterých se skutečně budou ukládat „sudy“ s vyhořelým palivem. Hotovo má být v roce 2023.

Foto: Michael Brill/Safdar Abidi/Sandia National Laboratories

V 80. letech padl návrh pokrýt celou plochu nad úložištěm jaderného odpadu lesem masivních betonových trnů.

Odpad by měl v masívu vydržet neporušený ideálně nejméně řádově stovky tisíc let, kdy se velká část i těch nejtrvanlivějších „zářičů“ skutečně rozpadne. Proto se práce provádí uprostřed velmi klidného masívu, který za poslední miliony let nezažil nic geologicky zajímavějšího.

Nebezpečný materiál se bude do úložiště ukládat ve speciálních oceloměděnných kontejnerech. Ty budou ještě uzavřeny do těsnícího obalu. Používat se k tomu bude tzv. bentonit, což je druh jílu, který ve vlhkém prostředí nabobtná bez vzniku pórů, a měl by tedy nebezpečné zbytky paliva neprodyšně izolovat od okolí.

Až se úložiště naplní, což by mělo být kolem roku 2120, stavaři zahladí všechny stopy jeho přítomnosti. Nebudou stavět žádné připomínky, vytvářet útvary viditelné z vesmíru, ani světélkující faunu či flóru.

Antropolog Vincent Ialenti, který o přípravě finského projektu napsal knihu, to v nedávném rozhovoru shrnul tak, že cílem Finů je na existenci úložiště v podstatě zapomenout. Místo je vybráno tak, aby bylo nezajímavé, aby se na místě nenacházely žádné zajímavé zdroje, a tak pravděpodobnost, že by tu někdo kutal, byla co nejmenší.

Snahu o vytvoření trvalé stopy pro potomky považují podle Ialentiho finští odborníci za „hybris“. To je řecký výraz pro pýchu a aroganci, pro kterou člověk zapomíná na to, že ne(z)může vše. To asi není slovo, se kterým by ozbrojené síly nejsilnější mocnosti běžně operovaly. A tak není divu, že když dva trvale ukládají stejný odpad, vypadá to pokaždé jinak.

Jaderný odpad: co potřebujeme schovat?

Do trvalých úložišť odpadu míří prvky, které zůstávají aktivní velmi dlouhou dobu (poločas rozpadu v některých případech mají řádově stovky tisíc let). Obecně se tyto materiály označují jako transurany – „ležící za uranem“. Jde totiž o prvky, které jsou těžší než uran a v periodické tabulce leží za ním. Příkladem může být plutonium.

V případě prvního fungujícího trvalého úložiště, amerického WIPP, je situace poněkud netypická. Tam odpad tvoří například oblečení, nářadí, textilie, usazeniny, suť a jiné předměty kontaminované radioaktivními prvky (zejména právě plutoniem), které se nashromáždily během amerického programu jaderné obrany.

Celosvětově je větší problém ukládání materiálů z vyhořelého paliva jaderných elektráren. Do trvalých úložišť jaderného odpadu se má ukládat pouze malá část, zhruba jednotky procent, z celkového objemu vyhořelého paliva. Tedy nízké desítky kilogramů z každé tuny běžně obohaceného paliva. Většina materiálu v palivu se totiž „vyzáří“ relativně rychleji, nejpozději během několika desítek let.

Použité palivo zdaleka nejintenzivněji září hned po vyjmutí z reaktoru. Tehdy se v něm také vytváří značné množství tepla, a tak se musí neustále chladit. Proto se skladuje nejprve několik let (cca 5–10) v bazénech, obvykle přímo v areálu jaderných elektráren. Tyto nádrže září typicky modrým světlem: čerenkovovským zářením, které vytváří elektrony vznikající v palivu (v beta přeměně).

Pak se teprve jaderné palivo stěhuje do dalších skladů, které jsou již suché. Zbytkové teplo v té době už nepředstavuje takový problém. V těchto meziskladech má strávit ještě několik desítek let (v ČR se počítá cca 60 let). Teprve pak se má jeho nejnebezpečnější část přestěhovat do hlubinných úložišť.

I dnešní vyhořelé palivo obsahuje ještě poměrně dost energie. Z části se tak dnes již „přepracovává“ na speciální palivo s příměsí plutonia (tzv. MOX). Ale to je poměrně drahé a technologicky náročné. V Česku používaného paliva se to například netýká. Řada odborníků také věří, že by se další část vyhořelého paliva mohla intenzivněji používat v reaktorech dalších generací. Technicky to rozhodně možné je, ale zatím podobné plány zůstávají na papíře.

Sdílejte článek

Reklama

Doporučované