3D tisk se prosazuje i v jaderné energetice. Nejnovějším důkazem je úspěch společnosti AMPERA, která vyvíjí pokročilé energetické technologie, a nedávno 3D vytiskla první plnohodnotný modul jaderného reaktoru, který kdy vznikl tímto způsobem. Využití 3D tisku přitom umožňuje výrazně zkrátit dobu potřebnou k vývoji a výrobě nových typů energetických zařízení.
Jak uvádí zakladatel a generální ředitel společnosti AMPERA Brian Matthews, tento modul, který zahrnuje jádro a tlakovou nádobu reaktoru, představuje významný milník na cestě k sériově vyráběným podkritickým jaderným reaktorům, které budou jako palivo využívat thorium a budou založené na technologii pevnolátkového reaktoru.
Architektura reaktoru je založena na jádru se sférickou monolitickou gyroidní strukturou, která je vytištěná z karbidu křemíku. Vnitřní struktura reaktoru je přitom navržena tak, aby odolávala provozu až 30 let, aniž by bylo nutné doplňovat palivo. Namísto klasických uranových palivových článků používá AMPERA palivo typu TRISO založené na thoriu.
Díky podkritickému režimu provozu a vlastnostem použitých materiálů by měl být reaktor pasivně bezpečný. Konstrukce je vzhledem k tomu navržena tak, aby minimalizovala potřebu aktivních bezpečnostních systémů, elektronických havarijních vypínačů i zásahů obsluhy při mimořádných provozních situacích. První komerční verze mají poskytovat výkon 30 MW, přičemž AMPERA počítá i s výkonnějšími variantami.
Aby si AMPERA zajistila stabilní dodávky surovin, založili v Austrálii dceřinou společnost, která zajišťuje těžbu a logistiku thoria. Samotné zpracování suroviny probíhá prostřednictvím lokální dodavatelské sítě společnosti AMPERA. Výrobní závody následně vyrábějí z thoria palivo TRISO.
AMPERA plánuje nabízet své mikroreaktory především energeticky nenasytným odvětvím, která potřebují vlastní výkonný zdroj elektřiny, jako jsou AI datacentra, námořní pohonné systémy, vojenské základny nebo provozy v těžkém průmyslu. AMPERA má ambici stát se první společností, která bude sériově vyrábět jaderné reaktory.
Video 1 : Facility to build compact, 'ultra-safe' mobile nuclear power reactors (autor nepovoluje vložit video na stránky - přehrát ale jde na odkazu zde - Youtube)
Video 2 : Thorium Reactors: Why is this Technology Quite So Exciting
Literatura
Radioaktivní „bonbony“ zajistí bezpečnost nové generace jaderných reaktorů
Autor: Stanislav Mihulka (03.07.2020)
Mobilní jaderné mikroreaktory Radiant nahradí dieselové generátory
Autor: Stanislav Mihulka (18.10.2021)
Westinghouse finišuje vývoj mikroreaktoru eVinci
Autor: Stanislav Mihulka (26.09.2024)
Last Energy vyvíjejí ocelový jaderný mikroreaktor pro masovou výrobu
Autor: Stanislav Mihulka (17.12.2025)
Diskuze:
Th jako palivo?
Oldřich Vašíček st.,2026-07-07 08:06:13
Zaráží mne využití Th jako paliva. Samostatně je pro udržení štěpné reakce nepoužitelný. Ale v podkritickém systému se asi počítá s externím zdrojem neutronů. Co je tímto zdrojem?
Th má jako meziprodukt, než se z něho stane palivo (U-233), Proaktinium (Pa-233). Poločas rozpadu je 27 dnů. Pokud zůstává v aktivní zóně, dochází k dalšímu záchytu neutronu a vznikne U-234, který není jako palivo vhodný. Jak toto řeší? Navíc po dobu 30 let? Vznik nevhodných izotopů zhoršuje celou efektivitu reaktoru.
Re: Th jako palivo?
Pavel Aron,2026-07-08 07:59:51
Čína zahájila první zkoušky experimentálního reaktoru, který jako palivo využívá roztavenou sůl a thorium místo tradičního a stále hůře dostupného uranu. Tento experimentální thoriový reaktor již několik let roste v čínské provincii Gansu. Thorium má totiž oproti uranu jednu velkou výhodu - je mnohem dostupnější.
https://technika.magazinplus.cz/2176-cina-zahajila-provoz-zvlastniho-typu-jaderneho-reaktoru.html
Re: Re: Th jako palivo?
Oldřich Vašíček st.,2026-07-09 08:17:55
S Th jako palivem neexperimentuje jen Čína. Dost daleko j i Indie. Využívá poněkud jiný systém, kdy pro každou "fázi" zpracování Th má samostatný reaktor. Tedy rychlý reaktor, kde dochází k "ozáření" Th a vznik Pa, odkud se průběžně odebírá a v meziskladu nechá "dozrát" na U-233, které se následně využívá jako palivo v jiném typu reaktoru. Indie zvolila tuto cestu právě z důvodu vyšší efektivity využití paliva. Ve velkém to dává smysl. Dost jim v tom pomáhá nebo pomáhalo Rusko. Obdobné technologie má (práce s průběžnou výměnou paliva), ale protože má dostatečné zásoby U, tak přímý vývoj Th reaktoru u nich neprobíhal.
Čína zkouší jinou metodu, která má své přednosti v relativně malém reaktoru IV. generace s vysokou provozní teplotou. Zveřejněný úspěšný pokus byl jen o potvrzení, že lze Th jako palivo použít. Tedy, pokud do reaktoru vložím Th, bude dále fungovat. Samotná efektivita se nyní neřeší. Ale v konečné fázi bude součástí oběhu roztavených solí průběžná chemická separační jednotka, která Proactinium (Pa) "zadrží" těch cca 27 dnů mimo aktivní zónu a následně uvolní vzniklé U-233 jako palivo.
V článku žádná taková technologie, související s pohybem vhodných radioizotopů popsána není. Také tam není popsán zdroj neutronů, který je pro činnost podkritického reaktoru nutný.
Re: Re: Re: Th jako palivo?
F M,2026-07-10 12:21:41
Jde o maketu, demonstrátor.
Určení: AI, snad ne pouze investice z AI.
Vzhledem k formě paliva se separace nekoná.
Generátor neutronů (k aktivaci Thoria, +spalování produktů?) zatím není. Společnost oznámila strategické partnerství se společností Adelphi která je vyvíjí. Co jsem našel tak zdroj je urychlovač a fúze těžších vodíků, ale do teď dělali "běžné" "zobrazovací" technologie.
Těžko říct z pozice vidláka jestli je to vůbec reálné a jak silný by ten zdroj musel být a jak to řídit. Ten U233 je slušný štěpný materiál (lepší než 235) a sám to thorium aktivuje, nevím jak tam jsou ty ostatní minoritní cesty a "jedy".
Reaktor s palivem to chtějí dávat dohromady na konci příštího roku. Ale ještě nemají nic schválené a hádám ani hotové. Někde mi tam proběhlo, že by se měla řešit jen ta podkritičnost, to nemusí být tak jednoduché jak to vypadá, ale z reklamních zdrojů mi tam proniká funkční verze.
Nároky na stínění? To u takového drobka a silnější radiace může být ekonomicky těžké.
Re: Re: Re: Re: Th jako palivo?
F M,2026-07-10 12:36:44
Skleróza
"Reaktor je navržen jako subkritický, což znamená, že palivo samo o sobě nedokáže udržet řetězovou reakci. Ampera do systému integruje vlastní tzv. neutronový řidič (neutron driver). Tím, že intenzitu toku neutronů lze přesně externě dávkovat a modulovat, dokáže reaktor udržovat optimální rychlost „množení“ (breeding) thoria na uran-233, aniž by docházelo k nadměrnému přesycení aktivní zóny neutrony, které by vedlo k masivní parazitní tvorbě U234." Ještě něco o malých kanálcích a tom řízení.
Neutron driver by měl být ten zdroj neutronů, hádám že se klasický balancuje na hraně, s tím že se ten 234 používá jako brzda (do jisté míry stále zatažená). Otázka je, když ještě neví kde mezi 15 a 30MW skončí, jaká bude spotřeba a potřeba toho zdroje (trochu joke, doufám). Joke úplně to nebude, protože prý stačí vypnout zdroj a reaktor během pár sekund zastaví.
Re: Re: Re: Re: Re: Th jako palivo?
F M,2026-07-12 10:24:31
Ještě jedna věc, asi jde o 30MW, ne 30MWe. Pokud se z těch 10 MWe jedna, nebo 2 spotřebují na zdroj tak to už nebude zanedbatelné (myslím i bez technologické náročnosti), možná jdu do horních odhadů, ale nevidím to pod stovky kilowattů a tady bude ta "zatažená brzda".
Re: Re: Re: Re: Re: Re: Th jako palivo?
Oldřich Vašíček st.,2026-07-13 08:40:25
Podkritické reaktory se zkouší. Např. v Belgii MYRRHA. Právě nároky na externí zdroj neutronů jsou celkem enormní. Právě balancování neutronové ekonomiky je důvod, proč se dělají velké reaktory. Malé mají nízkou efektivitu a ztrácejí rychle dostatečný zisk neutronů s úbytkem paliva. Proto jejich využitelnost paliva je ještě horší (cca kolem 1-2% při vyšším obohacení). Tento nedostatek neutronů je nutné zcela pokrýt z externího zdroje. A, zatím, nemáme nějak výrazně vysokou efektivitu při "výrobě" neutronů. :(
Váš odhad je celkem správný. Jedná se řády MW. U větších reaktorů se počítalo s několika zdroji (přeci jen neumíme moc ovládat distribuci a fokusaci neutronů, nejsou elektricky nabité), aby se rovnoměrně rozprostřel neutronový tok v aktivním jádru reaktoru. Spotřeba byla i přes 40% získané energie.
V předchozím příspěvku píšete, že se separací se nepočítá, protože se budou neutrony distribuovat do jednotlivých částí tak, aby se eliminovala produkce U-234. Jak? Jaká pak bude celková efektivita, když část aktivního jádra deaktivuji po dobu 27 dnů a budu čekat na správný izotop pro další "práci".
Nevím, zda první várka paliva bude více obohacena nebo bude rovnou Th a nabudí se přímo externím zdrojem n. Ale pak by start reaktoru byl opožděn min. o měsíc. ;)
Ano, velká výhoda podkritických reaktorů je jejich kompletní regulovatelnost právě tím externím zdrojem a to v celém rozsahu 0-100% výkonu. To je taky důvod, proč se stále pokračuje ve výzkumu. Jakmile najdeme levný zdroj neutronů, je vyhráno. Pokud možno i malý a můžeme to mít v autech. :)
Dá se vůbec věřit tomu,
Miroslav Gretschelst,2026-07-07 00:27:24
to bude mít výkon pouhých 30 MW? Takový kotlíček do malé teplárny nebo cukrovaru? A "konstrukce je vzhledem k tomu navržena tak, aby minimalizovala potřebu aktivních bezpečnostních systémů", to bude opravdu vítaný cíl pro všelijaké Putiny. Doufám, že v Evropě budou instalovat zabezpečenější zařízení.
Re: Dá se vůbec věřit tomu,
Oldřich Vašíček st.,2026-07-07 07:42:58
Nerozumím, co máte proti pasivní bezpečnosti. Každý pokročilý reaktor s nějakou technikou pasivní bezpečnosti operuje. Již současné tlakovodní mají jako jeden z prvků zastavení štěpné reakce při "vyvaření" vody, apod.
U SMR (např. RR - pokud se stále považuje za SMR :)), je pasivní bezpečnost jedním z hlavních bezpečnostních prvků (což umožňuje provozovat tento reaktor jen s jednou chladící smyčkou oproti třem ve velkém reaktoru stejného výkonu. A ten se u nás stavět má.
Více mne zaráží Thoriové palivo. Samotné Th není jako palivo možné využít. Není štěpitelné.
Re: Re: Dá se vůbec věřit tomu,
Miroslav Gretschelst,2026-07-08 03:52:07
No já na oplátku nechápu, proč si myslíte, že mám něco proti pasivní bezpečnosti? V dnešní době to vypadá, že jaderné elektrárny budou muset být dovybaveny aktivní bezpečností, když to trochu přeženu, alespoň protidronovou jednotkou a lépe i baterií Patriotů. Pokud jste prodělal vojenský výcvik za totality, tak si jistě vzpomenete na neutronové bomby a hlavně na "špinavé" jaderné bomby a není přece větší radost než udělat ji přímo ze štěpného materiálu protivníka než vlastní radioaktivní materiál nákladně přepravovat letecky nebo raketou k protivníkovi. A co jsem zatím četl o thoriových reaktorech, jsou v určité fázi tak radioaktivní, že je ve svých konstrukcích kvůli tomu odmítli v USA už více než před padesáti lety. Proto píšu, že se to bude teroristům líbit.
Re: Re: Re: Dá se vůbec věřit tomu,
Oldřich Vašíček st.,2026-07-09 08:33:16
Z tohoto pohledu "aktivní" bezpečnostní prvky chápu. :)
Ale právě zde je zajímavé se podívat právě na ty pasivní prvky SMR nebo moderních reaktorů. U SMR (asi ne typu a velikosti RR, GE Verona Hi, Westnighouse AP300) se právě s těmito riziky počítá. Jinak by nikdy nemohly být využity v aplikacích, kde se s nimi počítá. Např. v provozech továren nebo teplárnách u měst. V těchto plánovaných menších (skutečných :)) SMR se předpokládá využití paliv typu TRISO, což jsou paliva, která jsou takřka nezničitelná. Před aktivací (započetím štěpné reakce) mají velice nízkou aktivitu. A např. při případné havárii při přepravě a "rozsypání" v okolí, není problém "normálně" sesbírat (jistě, jedná se o palivo a i takový úkon by podléhal náležitému dozoru :)). Po aktivaci, např. po likvidaci již aktivního reaktoru, jsou tyto "kuličky" již dost aktivní a "jednoduchý" sběr by nebyl nejlepší nápad. Ale s náležitou ochranou to zas takový problém není. Důležité je, že nedochází k uvolnění těch uzavřených radioizotopů. Tedy i po úspěšné teroristické akci nedojde k zamoření typem "špinavá" bomba.
Další prvek pasivní bezpečnosti již přímo ztěžuje poškození reaktoru. Jedná se o menší rozměry, tedy možnou vyšší pevnost a odolnost samotné reaktorové nádoby. Uložení reaktoru pod zem. Případně i potopení v bazénu.
USA zkoušelo využít Th, tedy spíše jeho produkt U-233, pro jadernou bombu. Chtěli využít výhody, že v rozpadové řadě U-233 nejsou vysoce aktivní zplodiny. Nevýhodou bylo, že samotný U-233 při rozpadu produkuje tvrdé gama záření. Což je podstatně hůře odstínitelné (samotná bomba ve skladu by musela být podstatně větší kvůli stínění nebo by samotný sklad byl rizikový pro pracovníky :)) U reaktorů to není zas tak velký problém. S nějakým masivním stíněním se principiálně počítá. Ale u "mobilních" aplikací to problém je. :)
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
