Jaderná fyzika a energetika

Článků v rubrice: 386

Velmi husté deuterium bude jaderným palivem budoucnosti

Vědci na univerzitě ve švédském Gothenburgu zkoumají materiál, který je stotisíckrát těžší než voda a mnohem hustší než hmota jádra Slunce. Jde o deuterium s velmi velkou hustotou. Podle názoru vědců jde o důležitý krok k nalezení paliva budoucnosti pro jadernou fúzi v zařízeních, která využívají pro tyto účely lasery.

Fotogalerie (1)
Schéma termonukleárního laserového reaktoru

Jako deuterium (D) se označuje atom s jádrem 2H, které obsahuje jeden proton a jeden neutron. Od běžného vodíku se liší především větší atomovou hmotností. Deuterium je stabilní izotop, který nepodléhá radioaktivní přeměně a v přírodě se běžně vyskytuje vedle lehkého izotopu vodíku. V průměru připadá jeden atom deuteria na 7000 atomů normálního vodíku. Ve spojení s kyslíkem tvoří deuterium tzv. těžkou vodu, D2O.

Kulička ze zmrzlého deuteria je používána coby palivo pro laserem řízenou termonukleární fúzi. Svazek laserů dopadajících ze všech stran na kuličku ji stlačí natolik, až v jejím jádru vznikne dostatečná teplota a tlak pro zapálení jaderné fúze. Samotné stlačování je ovšem velmi obtížné a jen zřídkakdy vede k úspěchu. Kdyby byl k dispozici materiál, ve kterém jsou deuteriové atomy natěsnány podstatně blíže k sobě a tedy „předstlačené“, bylo by zapálení laserem řízené fúze podstatně jednodušší. Takovýto materiál představuje velmi husté deuterium.

Nový typ deuteria vzniká katalytickou reakcí za nízkého tlaku a teploty kolem 300°C. Jeho atomy jsou ve stavu zvaném Rydbergova hmota - http://en.wikipedia.org/wiki/Rydberg_matter - a vytvářejí miniaturní shluky, ve kterých jsou jádra jednotlivých atomů vzdálena pouhé desítky pikometrů. Elektrony se v takovémto shluku pohybují volně coby elektronový plyn a poskytují tak velmi hustému deuteriu některé vlastnosti kovů.

Leif Holmlid, profesor chemie na univerzitě v Gothenburgu, uvedl, že zatím bylo připraveno jen mikroskopické množství nového materiálu. Je velmi těžký. Jeho krychle o hraně 10 cm by vážila neuvěřitelných 130 tun. Právě takové deuterium s vysokou hustotou má podle představ vědců významnou úlohu při vzniku hvězd, nejblíže bychom ho možná nalezli v gigantických planetách jako je Jupiter.

Holmlid předpokládá, že velmi husté deuterium může být velmi efektivním palivem v jaderné fúzi řízené lasery. Při tomto typu fúze se nepracuje s radioaktivním tritiem, jehož použití coby paliva se předpokládá při reakcích v magnetických nádobách, například tokamacích. Využití velmi hustého deuteria zatím brání jeho velmi krátká životnost a náročnost výroby. Jakmile se tyto problémy podaří vyřešit, budeme opět laserové fúzi o něco blíž.

Bedřich Choděra
Poslat odkaz na článek

Opište prosím text z obrázku

Nejnovější články

Nová metoda odsolování

Stovky milionů lidí již dnes žijí v oblastech s nedostatkem vody. OSN předpovídá, že do roku 2030 bude až polovina světové populace žít v oblastech s vysokým nedostatkem vody. Krize má nastat i ve vyspělých zemích. Např.

Centrum studentských aktivit České kosmické kanceláře zve

Pro studenty, mladé vědce a ostatní zájemce o kosmonautiku zde máme aktuální přednášky a programy pořádané Českou kosmickou kanceláří a vzdělávacím spolkem Kosmos-News. Nabízejí mateřským, základním i středním školám, ale i organizátorům dalších vzdělávacích ...

Úloha jaderné energie při obnově ekonomiky po pandemii

Agentura pro jadernou energii při OECD (OECD-NEA) vypracovala zprávu, která zkoumá úlohu jaderné energie v souvislosti s obnovou ekonomiky po COVID-19. Obsahuje čtyři hlavní témata: budování odolnosti elektrických sítí, tvorba pracovních příležitostí, ...

Solární nabíječky pro elektromobily

Nabíjení elektromobilů přinese v budoucnosti zvýšené nároky na kapacitu energetických sítí. K řešení problémů s tím spojených by mohly přispět solární nabíječky. Jejich rozvoj zatím táhnou především technologické firmy v USA.

Větrné turbíny vyplouvají na moře

Výkon větrných elektráren umístěných v mořích celého světa přesáhl ke konci loňského roku 650 GW, což odpovídá přibližně dvěma třetinám instalovaného elektrárenského výkonu Evropské unie. Naprostá většina elektřiny z větru pochází z turbín ukotvených ve dně mělkých pobřežních vod.

Nejnovější video

Bez jaderné energie se ve vesmíru daleko nedostaneme

Krátké výstižné video z dílny Mezinárodní agentury pro atomovou energii ve Vídni ukazuje využití jaderné energie a jaderných technologií při výzkumu vesmíru. Ne každý ví, že jádro pohání vesmírné sondy už po desetiletí. Zopakujme si to. (Film je v angličtině.)

close
detail