Zapomenuté jaderné průšvihy - tuna zbraňového U235 na orbitě

Cesta pokroku je lemována nehodami, leckdy smrtelnými. To platí i o jaderné energetice. Zatímco v podstatě tři velké havárie, nehody na Three Mile Island, v Černobylu nebo poslední ve Fukušimě, jsou ve všeobecné známosti, existují co do velikosti srovnatelné průšvihy, o nichž se dnes nemluví. A nejedná se jenom o bývalý Sovětský svaz, o kterém jsem psal jako první, ale i o Japonskou Tokaimuru. Smrtící zvědavost zlodějů kovů pro změnu zabíjela v Brazílii. V osmdesátých letech potom zabíjela softwarová chyba na zařízení Therac-25. Existovala dokonce i radioaktivní kosmetika a chleba s příměsí rádia. Ale nejspíše jste nevěděli, že v historii existoval někdo, kdo dostal do hlavy zásah paprskem urychlovače a přežil. Dnes se podíváme na to, jak se na oběžnou dráhu dostala více jak tuna U235 ve zbraňové kvalitě a jenom nám tak bezprizorně krouží nad hlavou.

Hned na úvod se sluší zodpovědět otázku, kterou si jistě kladete po přečtení názvu článku: Co za šílence tam ten uran poslalo? Ano, byl to Sovětský svaz, ale neposlal to tam jako zbraň najednou, ale v celé řadě dávek jako palivo do jaderných reaktorů družic RORSAT - Radar Ocean Reconnaissance Satellites (anglické označení, Sověti používají označení KOSMOS) v rámci programu US-A. Šlo o přímý důsledek zaostávání Sovětského svazu ve vývoji elektroniky. Zatímco pro podobnou třídu satelitů na straně USA stačily v pohodě solární panely, sovětské radary vyžadovaly okolo 1kW výkonu a navíc družice KOSMOS létaly na nízké polární oběžné dráze a tím pádem by byly půlku doby v zemském stínu, bez napájení. Kromě toho létaly opravdu nízko, takže brzdný efekt atmosféry by na solárních panelech byl opravdu znát.

Proto bylo rozhodnuto vybavit tyto družice, které měly radarem sledovat pohyb lodí a ponorek NATO po celém světě, vybavit rychlým jaderným reaktorem BES-5, v ruském označení BUK. Tento reaktor obsahoval palivo U235 obohacený na 90%, takže zbraňové kvality, o hmotnosti okolo 50 kg. Reaktor samotný byl zoufale málo účinný, protože pro generování elektrické energie používal termoelektrický jev, takže dokázal z celého výkonu reaktoru vyrobit cca 1-2% elektřiny. Byl to rychlý reaktor, takže nepoužíval žádné prostředky pro zpomalení neutronů v řetězové štěpné reakci. Místo toho spoléhá na vysoké obohacení paliva a tím zachycení rychlých neutronů „množstvím jader“.

Schéma reaktoru mi nakreslila AI, tady máte pro srovnání odkaz na ruské zdroje

Sověti označovali tyto družice jako KOSMOS a samozřejmě všechny sloužily pro civilní výzkum vesmíru (ironie). Konkrétně se jednalo o družice KOSMOS-367 až KOSMOS-1900 mezi lety 1970  a 1988. Celkem to bylo 31 družic, číslování tedy využívaly i celá řada dalších projektů. Více o programu zde. Z celkového počtu satelitů se dva vymkly kontrole a reaktory spadly zpět na Zemi. Jednalo se o KOSMOS-954, který v lednu roku 1978 spadl na území Kanady v dlouhém pásu území okolo Velkého Otročího jezera. Více o této nehodě najde zde. Většina radioaktivních trosek byla doslova mikroskopická, ve velikosti milimetrů a naštěstí nepředstavovaly žádnou hrozbu pro zdraví. Jeden z největších kusů družice je na obrázku, nebyl radioaktivní.

Kromě toho ještě v roce 1983 spadl do Atlantiku KOSMOS-1402. Zbytek družic sloužil a zůstal na oběžné dráze. A právě tady je zdroj uranu.

Samotné reaktory nebyly nikdy konstruovány pro návrat na Zemi. Právě naopak, poté, co satelit dosloužil, se reaktor oddělil od zbytku stroje a díky vlastnímu raketovému pohonu byl vynesen na oběžnou dráhu mezi 800 a 1000 km. Tak tam bylo postupně zaparkováno všech 29 reaktorů a jsou tam dodnes. Jedná se o klasické použití Problému někoho jiného. Místo rizikové deorbitace a potencionálního zamoření se to zaparkovalo na stovky, možná tisíce let a nechalo se to na starost potomkům. Navíc tam pořád probíhají jaderné reakce a tím se faktická radiační zátěž snižuje. Nicméně podle konzervativních odhadů nám teď nad hlavami krouží okolo jedné tuny zbraňového U235. A je v podstatě k dispozici každému, kdo bude mít dostatečné technologie, aby si to dovezl zpátky na Zemi.

Samozřejmě že se to nedá udělat tajně, takže padá možnost alespoň trochu věrohodného popření, že jaderné zbraně nevyrábíme, jako to dělá Írán. Ale ta možnost tu je. A obzvláště s tím, jak bouřlivý je rozvoj kosmických letů. Naštěstí není ten průšvih tak úplně zapomenutý, NASA i ESA jsou si vědomy toho, co se na oběžné dráze děje a tyto vysloužilé reaktory sledují, jak je možno to vidět třeba zde.

Lety plné uranu skončily s pádem Sovětského svazu. Těsně předtím vyslali Sověti na orbitu ještě dvě družice s novým typem reaktoru TOPAZ. Jednalo se o KOSMOS-1818 a KOSMOS-1867 v roce 1987. Jednalo se o poměrně průkopnický projekt, který pro výrobu elektřiny místo termoelektrického jevu používal termionový měnič. Jednalo se o speciální materiál, který při svém zahřátí přímo emituje elektrony. Oproti předchozí generaci se účinnost zvedla více jak dvojnásobně, ale i tak je pořád okolo 5%. I tyto dva reaktory jsou v současnosti zaparkovány na vysoké oběžné dráze.

Zajímavostí je, že TOPAZ-2 byl testován u NASA, hlavně kvůli použitým materiálům. V roce 1991 jej testovali, provedly dva kompletní cykly - start - provoz - vypnutí, výkon byl kolem 6kW. Nicméně kvůli nedostatku financí na ruské straně se to celé postupně zastavilo a vyšumělo. Možný technologický transfer a využití v americké technice není nikde zmiňován.

Co říci závěrem? Doufejme, že se najdou peníze a provede se vyčištění naší orbity od těch zapomenutých reaktorů. Zřejmě nejlevnější řešení by bylo připojit k nim boostery, které je nasměřují do Slunce. Nejde jenom o to, že tam prostě jsou. S tím, jak budou dlouhá léta vystaveny nehostinnému vesmírnému prostředí se mohou začít rozpadat na menší trosky a kromě toho nemají žádnou možnost manévru a tím pádem ani jak se vyhnout srážce s čímkoliv. Ale zatím se celý problém jenom monitoruje, tak uvidíme, co přinese budoucnost.