Na konci druhé světové války byly nad japonská města Hirošima a Nagasaki svrženy dvě jaderné bomby. Nová zbraň se ukázala být nejsmrtelnější v historii lidstva. Následný jaderný závod mezi SSSR a USA dále prohloubil obavy světového společenství z jaderného faktoru. Kromě atomových hlavic se však objevil i mírumilovný atom. Tato fráze odkazuje na jadernou energii.
Princip fungování JE
Provoz jakékoli jaderné elektrárny je založen na reakci štěpení atomů. Abychom to mohli nazvat, je nutné provést neutronové bombardování jader uranu-235. Nejmenší částice jsou rozděleny na fragmenty a přitom generují obrovské množství gama záření a tepelné energie.
Pokojný atom může zůstat mírumilovný pouze pod přísnou kontrolou, která je pro jaderné elektrárny povinná. Faktem je, že při štěpení vznikají neutrony, které dávají vzniknout novým řetězovým reakcím. Nekontrolované obalení jader vede k explozi. Právě tento princip je základem fungování atomových bomb. V elektrárnách je proces řízen a přebytečná energie je směrována do užitečného kanálu pro lidi.
Uran-235
Jaderné palivo se před použitím umístí do speciálních tyčí. Skladuje se ve formě tablet vyrobených z oxidu uranu. Mělo by být zřejmé, že tato látka je heterogenní. 3 % těchto tablet se skládají z uranu-235 (je to on, kdo je během reakce štěpný), zbytek je uran-238 (tento izotop není štěpný).
Proč je tento poměr nutný? Aby byl proces pod kontrolou. Fungující reaktor spustí štěpnou reakci. V průběhu jeho vývoje množství uranu-235 klesá. Zároveň se zvyšuje objem štěpných produktů. Toto je jaderný odpad. Představují vážné nebezpečí pro životní prostředí, a proto musí být řádně zlikvidovány. Může být atom mírumilovný? Jak je patrné z popsané technologie, pouze za přísného dodržování pokynů a pravidel výrobního procesu.
Předpoklady pro vzhled
Jaderná (atomová) energie vznikla v polovině 20. století. Od té doby byly po celém světě postaveny stovky jaderných elektráren (dnes jich funguje 442). Mírový atom poskytuje více než polovinu energie, kterou potřebují Francie, Polsko, Litva, Slovensko, Švédsko a Jižní Korea. V západní Evropě vyrábějí jaderné elektrárny asi třetinu elektřiny.
Vše začalo v roce 1939, kdy bylo v Německu objeveno štěpení uranu. Výzkumy Němců se extrémně zajímaly o SSSR. Vědcům bylo okamžitě jasné, že nově objevený proces umožňuje výrobu gigantického množství energie. Pokud by se specialisté naučili ovládat složité reakce, vyřešilo by to mnoho ekonomických problémů.problémy. První sovětský výzkum související s mírovým atomem proběhl v RIAN (Radium Institute of Academy of Sciences) pod vedením vynikajícího fyzika Igora Kurchatova.
Jaderný závod
Práce sovětských vědců byla ztížena absencí vlastních zásob uranu SSSR. V roce 1941 navíc začala Velká vlastenecká válka a revoluční objevy musely být na čas zapomenuty. Na tomto pozadí byla agenda zachycena ve Spojeném království, USA a Německu. Paradoxem je, že jaderná energetika se objevila jako odnož militaristického projektu. Válčící země se samozřejmě nejprve snažily získat ty nejmocnější zbraně a teprve potom přemýšlely o mírových způsobech využití svých objevů.
První experimentální jaderný reaktor byl spuštěn ve Spojených státech v prosinci 1942. Vedoucím projektu byl italský vědec Enrico Fermi. V SSSR se první reaktor objevil na konci roku 1946 v Ústavu pro atomovou energii. Tou dobou již proběhlo americké bombardování Hirošimy a Nagasaki. V SSSR byla atomová bomba vytvořena v roce 1949 a vodíková bomba v roce 1953. Válka již skončila a vědci začali připravovat jaderný reaktor, který bude fungovat pro národní hospodářství Sovětského svazu.
Výstavba JE
První jaderná elektrárna na světě byla spuštěna v létě 1954. Ukázalo se, že jde o jadernou elektrárnu Obninsk, která se nachází v oblasti Kaluga. Ve Spojených státech s mírným zpožděním také začali realizovat projekt atomové energie. V roce 1956 se to Američanům poprvé podařilo s pomocíreaktoru k získání elektřiny. Postupně se v obou velmocích zakládalo stále více nových jaderných elektráren. Každý z nich překonal další výkonový rekord.
Vrchol rozvoje jaderné energetiky nastal v druhé polovině 60. let. Poté se počet výstavby jaderných elektráren začal snižovat. Ve Spojených státech začala v Kongresu a vědecké komunitě diskuse o problémech spojených s bezpečností mírového atomu. Nicméně do roku 1986 dosáhla výroba jaderné energie 15 % energie vyrobené v konvenčních elektrárnách.
Symbol jaderné energie
V roce 1958 bylo v Bruselu otevřeno Atomium, kde se konala další světová výstava. Designový koncept vyvinul architekt André Waterkeyner. Atomium vypadá jako zvětšená krystalická mřížka železa: devět atomů spojených dohromady. Hmotnost konstrukce je 2400 tun a výška je 102 metrů. Návštěvníci mohou vstoupit do šesti z devíti říší. Tyto stovky miliardkrát zvětšené modely atomů jsou navzájem propojeny dvaceti 23metrovými trubkami. Uvnitř jsou chodby a eskalátory.
Fotografie „mírového atomu“, která se objevila v Bruselu na vrcholu atomové éry, se rychle rozšířila po celém světě a Atomium se stalo symbolem veškeré jaderné energie a myšlenky, že revoluční vědecké objevy by měly být použit ve prospěch lidstva, a ne pro války a ničení. Belgický mezník je zmíněn v románu slavných sovětských spisovatelů sci-fi bratří Strugackých „Pondělí začíná v sobotu“. Symbol mírumilovného atomu se objevuje na mnoha kresbách a také na emblémech věnovaných jaderné energii.
Environmentální faktor
Problém znečištění životního prostředí radioaktivním odpadem je každým rokem stále naléhavější. Například v moderním Rusku se personál 10 jaderných elektráren zabývá mírovou jadernou energií. Všechny tyto podniky potřebují zvláštní pozornost ekologů a vládních ministerstev.
V Evropské unii se ročně nahromadí 50 000 metrů krychlových radioaktivního odpadu. Klíčovým problémem je, že takové úlomky zůstávají nebezpečné po tisíce let (například doba rozpadu plutonia-239 je 24 tisíc let).
Nakládání s odpady
Dnes existuje několik konceptů, jak nejlépe nakládat s radioaktivním odpadem. První myšlenkou je vytvořit pohřebiště umístěná na dně oceánů. To je poměrně obtížný způsob implementace. Kontejnery musí být umístěny ve značné hloubce, navíc je mohou poškodit mořské proudy.
Druhou myšlenkou zvažuje NASA, kde navrhuje poslat jaderný odpad do vesmíru. Tato metoda je pro Zemi bezpečná, ale je plná nadměrných výdajů. Existují i jiné nápady: odvézt odpad na neobydlené ostrovy nebo je pohřbít v ledu Antarktidy. Nejpřijatelnější možností je dnes výstavba pohřebišť ve skalních podzemních skalách. Výzkum související s touto myšlenkou pokračuje v Německu a Švýcarsku.
lekce z Černobylu
Po dlouhou dobu byla jaderná energie považována za nespornou. Pro několikPo desetiletí mírový atom v SSSR a dalších zemích pokračoval ve své ekonomické expanzi. V roce 1986 však došlo v Černobylu k tragédii, která donutila lidstvo přehodnotit svůj postoj k jaderným elektrárnám. Na stanici poblíž Pripjati došlo k výbuchu, který měl za následek zničení reaktoru a uvolnění značného množství radioaktivních látek nebezpečných pro zdraví do životního prostředí.
Slavný sovětský slogan „Pokojný atom v každé domácnosti“byl kompromitován. V prvních měsících po nehodě zemřelo 30 lidí. Skutečné účinky expozice však přišly později. Během následujících let zemřely další desítky lidí v agónii na hroznou nemoc. V zóně infekce byly tisíce občanů SSSR. Významná území Běloruska, Ukrajiny a Ruska se stala pro zemědělství nevhodná. Nehoda v jaderné elektrárně v Černobylu vedla k propuknutí veřejné fobie ve vztahu k jaderné energii. Po této tragédii bylo mnoho stanic po celém světě uzavřeno.
Přestože se bezpečnostní opatření v takových podnicích za 30 let výrazně zlepšila, teoreticky se může tragédie podobná Černobylu opakovat. Před i po jaderné elektrárně v Černobylu došlo k nehodám: v roce 1957 - ve Spojeném království (Windscale), v roce 1979 - v USA (Three Mile Island), v roce 2011 - v Japonsku (Fukušima). MAAE dnes shromáždila informace o více než 1000 mimořádných situacích na stanicích. Příčiny nehod: lidský faktor (80 % případů), méně často - konstrukční chyby. V japonské Fukušimě došlo v důsledku silného zemětřesení a následné vlny tsunami k mimořádné události.
Vyhlídky pro jadernou energii
Otázka, zda má mírový atom budoucnost, je z ekonomického hlediska komplikovaná a mezi odborníky vyvolává mnoho kontroverzí. Kvůli velkému množství protichůdných faktorů je jeho budoucnost nejasná a mlhavá. Nejnovější prognózy vydané Mezinárodní energetickou agenturou naznačují, že pokud budou současné trendy pokračovat, podíl elektřiny vyrobené v jaderných elektrárnách klesne do roku 2030 z 15 % na 9 %.
Donedávna byla poptávka po jaderné energii, mimo jiné kvůli vysokým cenám ropy. V roce 2014 však prudce klesly. Objevila se tak další levnější alternativa jaderných elektráren. Je také důležité, aby mírumilovný atom poskytoval lidem pouze elektřinu (to znamená, že ani při širokém používání nemůže zcela zbavit společnost energetické závislosti).
Ropa nebo elektřina?
Navzdory všemu je ropa důležitá pro průmysl a dopravu. Asi 40 % energie, kterou USA spotřebují, je poskytováno tímto zdrojem. Japonsko a Francie se nemohly zbavit závislosti na ropě (ačkoliv aktivně využívají jaderné elektrárny). Má tedy mírumilovný atom budoucnost nebo je odsouzen zůstat ve stínu „černého zlata“? Tyto trendy naznačují, že jaderné elektrárny mohou být minulostí. Některý nedávný vývoj však dal jaderné energii nový život.
Hovoříme o vzniku automobilů, které jezdí na elektřinu místo na benzín. Dnes taková doprava stále více dobývá trhy USA a Evropy. Za několik desetiletí budou elektrická vozidlase stane normou. Právě v tuto chvíli může mírový atom znovu přijít na pomoc světové ekonomice. Jaderné elektrárny jsou schopny vyřešit problém neustále se zvyšující poptávky různých zemí po elektřině.
Energie jaderné syntézy
Existuje další perspektiva, ve které může mírumilovný atom dosáhnout ekonomického triumfu. Jedním z nejdůležitějších problémů spojených s provozem jaderných elektráren je ekologická bezpečnost. Otázka složitosti likvidace radioaktivního odpadu a vyhořelého paliva dala podnět k myšlence přeformátování jaderných reaktorů na nové jaderné fúzní reaktory. Takové podniky budou zcela bezpečné pro životní prostředí. Než však bude tato technologie mírových atomů zavedena do výroby, budou muset specialisté ujít dlouhou cestu.
Týmy z 33 zemí světa již pracují na termonukleárním projektu. Globální povaha myšlenky termonukleárního paliva je způsobena jeho mnoha výhodami. Je nejen bezpečný z hlediska ekologie, ale také nevyčerpatelný. Zdrojem nezbytným pro vědce je deuterium, které se získává z oceánů. Hlavní technologický rozdíl mezi termojadernou stanicí a jadernou elektrárnou spočívá v tom, že jaderná fúze bude probíhat v nových podnicích (štěpení jádra se provádí v bývalých jaderných elektrárnách). Možná je tato technologie budoucností mírového atomu.
