Článek
Thorium má v jaderné energetice pověst téměř „zázračného“ prvku: má ho být dostatek, při jeho využití vzniká méně odpadu a celé řešení má být bezpečnější než dnešní reaktory.
O to větší pozornost vzbudila listopadová zpráva, že v Číně skutečně spustili funkční thoriový reaktor. Působí to jako moment, kdy se otevírá nová kapitola energetiky. Jenže i tady platí jednoduché pravidlo: dobrý nápad na papíře ještě není elektrárna.
Thorium je semínko: jak vzniká palivo uvnitř reaktoru
Thorium-232 (izotop thoria, který je sám o sobě špatně štěpný) se v reaktoru postupně mění na uran-233 (izotop uranu, který už je dobře štěpný). Mezičlánkem je protaktinium-233, krátce žijící radioaktivní látka, která po čase samovolně „dozraje“ právě v uran-233. Teprve ten se pak v reaktoru skutečně štěpí a vyrábí energii. Thoriový reaktor si jinými slovy palivo vyrábí za provozu.
I proto se s thoriem často spojují reaktory s roztavenými solemi. Palivo zde nemá podobu pevných tablet, ale horké kapaliny, která proudí potrubím. Tyto návrhy mívají zajímavý bezpečnostní prvek: pokud by se systém přehříval, speciální „zátka“ ze ztuhlé soli se sama roztaví a palivo odteče do nádrže, kde se štěpná reakce zastaví. Na první pohled to působí jako elegantní vypínač.
Ve skutečnosti jde spíš o pojistku proti krajní situaci. I po zastavení štěpení totiž zůstává zbytkové teplo, které je nutné odvádět. Připomíná to vypnutou varnou konvici: voda už se nevaří, ale spirála je ještě chvíli rozpálená a nemůžete ji ignorovat.
Roztavené soli mají i další praktickou výhodu. Některé plynné produkty štěpení lze z kapaliny průběžně odvádět, což může zjednodušit provoz a snížit tlak na materiály. Právě tato vlastnost patří mezi důvody, proč se tomuto směru výzkumu dlouhodobě věnuje pozornost.
Jenže prostředí roztavených solí je extrémně horké a chemicky agresivní. Právě proto se u těchto reaktorů často uvažuje o tavných zátkách místo klasických ventilů. Spolehlivé mechanické ventily, které by v takových podmínkách vydržely dlouhé roky bez selhání, zatím nemají dost ověřenou životnost.
A nakonec jeden střízlivý bod, který se v nadšených debatách často ztrácí: thoriový cyklus pracuje s uranem-233. To je materiál, se kterým je nutné zacházet pod přísnou kontrolou. Nejde tedy o automaticky bezrizikový příběh z pohledu šíření jaderných zbraní, i když je jiný než klasický plutoniový model.
Čínský prototyp: co přesně běží a proč je „kritičnost“ tak důležitá
Čína dnes provozuje experimentální zařízení označované TMSR-LF1, tedy výzkumný reaktor s kapalným palivem na bázi thoria. Podle serveru World Nuclear News získal provozní licenci v červnu 2023 a první kritičnosti dosáhl 11. října téhož roku.
Kritičnost znamená, že se štěpná řetězová reakce udrží sama bez dalšího „roztlačování“. Pro laiky to může znít jako technická formalita, ale u výzkumného prototypu jde o okamžik pravdy. Teprve v této fázi se ukáže, že výpočty, materiály i řízení reaktoru fungují společně v reálném provozu, nejen na obrazovce počítače. Je to podobné jako první samostatná jízda nového motoru: teorie může sedět, ale až provoz odhalí slabá místa.
Stejně důležité je říct, čím tento prototyp není. Nejde o elektrárnu napojenou do sítě, ale o malý výzkumný stroj s tepelným výkonem v řádu jednotek megawattů. Jeho úkolem není vyrábět elektřinu, ale ověřovat, že kapalné palivo lze dlouhodobě bezpečně oběhovat, že plynné produkty štěpení lze zvládat a že „chemie reaktoru“ zůstává pod kontrolou i při delším provozu.
Reaktor ke startu používá palivo obohacené na méně než 20 % uranu-235 a zároveň pracuje s thoriem jako plodnou složkou, která se má během provozu postupně přeměňovat. Největší pozornost přitom nevzbudilo samotné spuštění, ale právě tato přeměna. World Nuclear News v listopadu 2025 popsal, že čínský program dosáhl milníku spojeného se sledováním přechodu thoria na uran v rámci reálného provozu – pomocí bilancí paliva a pozorování meziproduktů. Zjednodušeně řečeno: nejde jen o to, že reaktor běží, ale že se začíná ověřovat důvod, proč se thorium vůbec zvažuje.
Proč to pořád není zlatý grál: protaktinium, zbytkové teplo a realita dlouhého provozu
Hlavním problémem využití thoria je meziprodukt protaktinium. Bulletin of the Atomic Scientists upozorňuje, že chování protaktinia-233 může výrazně ovlivnit, kolik uranu-233 se skutečně vytvoří a jak stabilní celý cyklus je. U některých návrhů se proto počítá s tím, že se protaktinium dočasně oddělí z hlavního proudu paliva a nechá se mimo nejaktivnější zónu „dozrát“. Tím se ale dostáváme na méně líbivou půdu: chemické zpracování, stínění a manipulace v prostředí s vysokou radioaktivitou nejsou drobným detailem, ale plnohodnotnou technickou výzvou.
Druhým tématem je zbytkové teplo. Odtok do nádrže a tavná zátka působí jako elegantní řešení, ale po odstavení reaktoru výroba tepla nekončí okamžitě. Musí se dál odvádět, jinak roste riziko poškození systému. Pasivní pojistka neznamená provoz bez chlazení. Spíš snižuje závislost na čerpadlech a externím napájení, nikoli potřebu teplo hlídat a řídit.
Třetí oblastí je dlouhodobý provoz. Koroze materiálů, údržba, práce s produkty štěpení a spolehlivost zařízení ponořených v horké chemické lázni nejsou hypotetické otázky. Kritické texty v Bulletin of the Atomic Scientists připomínají, že roztavenosolné reaktory už v minulosti narážely na velmi praktické potíže a že sliby je potřeba brát střízlivě, dokud neexistují roky provozních dat a zkušeností ze servisních zásahů. Zároveň Mezinárodní agentura pro atomovou energii ve svých materiálech ukazuje, že jde o oblast s rychle rostoucím výzkumem, ale také s řadou otevřených inženýrských úkolů.
A na závěr jeden pohled, který stojí za pozornost: thoriový reaktor není ani tak „nové palivo“, jako spíš nový způsob práce s palivem. U pevných palivových tyčí je většina děje uzavřená – tyče chladíte a sledujete. U kapalného paliva je proces živější a teoreticky s ním lze za provozu jemně pracovat. Je to jako vaření polévky: průběžně ochutnáváte, sbíráte pěnu a dolaďujete koření. Přináší to velkou volnost, ale i velkou odpovědnost. Každá drobná změna ve složení, teplotě nebo čistotě může ovlivnit chování celé „jaderné kuchyně“.
Je tedy thoriový reaktor zlatým grálem? Zatím ne. Čínský TMSR-LF1 je důležitý krok, protože ukazuje funkční prototyp a posouvá ověřování thoriového cyklu z teorie do praxe. K širšímu nasazení ale vede dlouhá cesta přes testy materiálů, provozní spolehlivost, bezpečnostní analýzy a hlavně data z let skutečného provozu. V jaderné energetice se totiž nakonec nerozhoduje podle slibů, ale podle výsledků.
