Príprava nového študijného programu jadrové inžinierstvo od septembra 2026 a hľadanie spôsobov, ako natrvalo a bezpečne uskladniť rádioaktívny odpad.
To sú aktuálne dve hlavné úlohy, ktorými chce Strojnícka fakulta Technickej univerzity v Košiciach (TUKE) prispieť k dosiahnutiu európskej uhlíkovej neutrality do roku 2050. Košickí vedci prichádzajú s riešeniami vhodnými pre reálnu prax. Zároveň sa tým snažia udržať talenty na východnom Slovensku.
Bezpečné úložiská
Bezpečné skladovanie jadrového odpadu patrí podľa dekana Strojníckej fakulty Jozefa Živčáka k najdôležitejším otázkam jadrovej energetiky, ktorými sa v súčasnosti zaoberajú.
„Rádioaktívne materiály môžu zostať nebezpečné až tisíce rokov. Ak by nebol odpad správne izolovaný, mohol by kontaminovať podzemné vody, pôdu a zničiť celé ekosystémy,“ vysvetľuje. Dodáva, že moderné úložisko pod zemou musí materiál spoľahlivo izolovať počas veľmi dlhého obdobia, a to úplne bez potreby zásahu človeka.
Vedci to dokážu zabezpečiť viacbariérovým systémom. Ten spočíva v kombinácii viacerých poistiek, ktoré sa navzájom dopĺňajú.
„Rádioaktívny materiál sa najskôr upravuje do stabilnej formy, napríklad cementáciou alebo premenou na sklo, teda vitrifikáciou. Následne sa umiestňuje do špeciálnych kovových kontajnerov odolných voči korózii, tlaku aj vlhkosti. Napokon sa obklopia ílovou výplňou, ktorá obmedzí pohyb vody a spomalí prípadný únik nebezpečných látok,“ opisuje Živčák fungovanie systému.
Fakulta sa zameriava na technické aj procesné zabezpečenie prípravy odpadu pred jeho uložením pod zem. Má totiž dlhodobé skúsenosti v tom, ako zabezpečiť procesy vedúce k uskladneniu jadrového odpadu aj rádioaktívnych častí jadrovej elektrárne.
Takými sú parogenerátory po životnosti, napríklad z Jaslovských Bohuníc, ktoré je pred zničením nevyhnutné deliť.
Robotické rezanie
„Keďže vážia 145 ton, na dĺžku merajú takmer dvanásť metrov a ich priemer presahuje tri metre, v takomto stave ich nie je možné uložiť do kontajnerov a odviezť do úložiska v Mochovciach. Musia sa rozobrať. Fakulta preto vytvorila špeciálne defragmentačné zariadenie pre ich robotické rezanie na diaľku bez nutnosti prítomnosti človeka. Táto inovatívna technológia je v patentovom konaní a vieme ju ponúknuť domácim aj zahraničným záujemcom,“ uvádza príklad z praxe Živčák.
Jadroví inžinieri sú žiadaní
Strojnícka fakulta preto v spolupráci s Univerzitou Pavla Jozefa Šafárika (UPJŠ) momentálne pripravuje nový študijný program jadrové inžinierstvo. Spoločne vypracovali projekt, ktorého hlavným cieľom je získať financie na pokrytie nákladov spojených s jeho vznikom.
„Už sme podali projekt NUCLEARN cez výzvu Ministerstva školstva STEP II. s cieľom získať finančnú podporu na jeho zavedenie. Program pre bakalársky aj inžiniersky stupeň plánujeme spustiť v akademickom roku 2026/2027 a ročne budeme môcť prijať do dvadsať študentov,“ uvádza dekan novinku.
Univerzita predpokladá, že jeho absolventi nájdu okamžité uplatnenie v súčasných i pripravovaných jadrových elektrárňach.
Prepojenie jadra a vodíka
Košickí strojári tiež úspešne vyvinuli vlastné certifikované nízkotlakové zásobníky vodíka. Aj technológie založené na tomto palive prispievajú k zníženiu emisií. Zásobníky uskladňujú vodík pri nízkom tlaku, čo výrazne zvyšuje bezpečnosť a minimalizujú riziko výbuchu v prípade poškodenia nádrže. Tie už reálne zakomponovali do vodíkového kompresora, trojkolky a autobusu.
Kým vodíková trojkolka vznikla ako školský projekt na propagáciu technológie a v prípade záujmu je fakulta pripravená na malosériovú výrobu, vodíkový autobus je už homologizovaný a certifikovaný. Jeho sériovú výrobu je schopná začať firma Rošero zo Spišskej Novej Vsi.
Tieto dva energetické svety sa podľa dekana ideálne dopĺňajú. Jadrová energetika podľa neho poskytuje stabilný a bezemisný zdroj elektriny, zatiaľ čo vodík predstavuje energetický nosič vhodný na skladovanie energie, využitie v doprave či v priemysle. Elektrina z jadra tak môže priamo slúžiť na produkciu zeleného vodíka.
Pre financovanie tohto komplexného prístupu k energetike a materiálovému výskumu fakulta využíva aj ďalšie finančné nástroje, akými sú Plán obnovy či medzinárodné grantové schémy z programu Horizon Europe.
„Medzinárodné granty umožňujú študentom a mladým výskumníkom zapojiť sa do špičkového výskumu a spolupracovať so zahraničnými partnermi bez nutnosti odchodu zo Slovenska. Aj keď konkurencia zo zahraničia je silná, vďaka týmto projektom sa nám darí časť talentovaných ľudí udržať v regióne a ponúknuť im atraktívne odborné uplatnenie,“ uzatvára dekan Živčák.
Budúcnosť je jadrová fúzia atómov. Fakulta TUKE chce byť jej súčasťou
Náročné inžinierske procesy si vyžadujú masívne financovanie. Fakulta sa preto formou medzinárodných konzorcií uchádza o prostriedky z programu Euratom.
Ide o kľúčový výskumný a vzdelávací program Európskej únie, ktorého hlavným cieľom je zvyšovanie jadrovej bezpečnosti a urýchlenie rozvoja čistých technológií.
K uvoľneniu európskych fondov v tomto sektore prispelo nedávne zaradenie jadra do takzvanej Zelenej taxonómie EÚ. V rámci Euratomu je aktuálne na nasledujúce dvojročné obdobie vyčlenený spoločný balík v hodnote 330 miliónov eur, pričom najväčšia časť – až 222 miliónov – smeruje do jadrovej fúzie (syntézy).
Táto technológia budúcnosti postupne prestáva byť výhradne teoretickým fyzikálnym problémom a stáva sa inžinierskou výzvou. Rozdiel vysvetľuje dekan košickej strojníckej fakulty J. Živčák.
„Dnešné elektrárne rozbíjajú ťažké atómy, napríklad urán, čím sa uvoľňuje energia. Fúzia robí presný opak – spája ľahké atómy, najčastejšie vodík, podobne ako to prebieha v Slnku. Ide o perspektívny zdroj energie s minimálnym množstvom odpadu a prakticky nevyčerpateľným palivom.“
Na to, aby bolo možné riadiť procesy podobné tým na Slnku, sú potrební experti schopní navrhovať komponenty odolávajúce extrémnym teplotám a tlaku. Strojnícka fakulta TUKE sa do tohto posunu zapája výskumom v oblasti materiálového inžinierstva a návrhu konštrukčných riešení.
„Pokiaľ ide o pripravované projekty v rámci nového balíka Euratom na roky 2026 až 2027, jednotlivé projektové návrhy sa zvyčajne pohybujú v rozsahu státisícov až jednotiek miliónov eur na jedného partnera. Partnerom môže byť univerzita, firma či startup. Fakulta sa plánuje zapájať najmä ako súčasť širších medzinárodných konzorcií, kde celkový rozpočet projektov dosahuje podstatne vyššie hodnoty,“ dodáva Živčák.
text: Monika Ištvánová
foto: Strojnícka fakulta Technickej univerzity v Košiciach
Zdroj: nasekosice.sk
