Jaderná fyzika a energetika

Článků v rubrice: 339

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

Už zase našli Atlantidu!

Před 2 400 lety popsal filozof Plato mocný stát disponující nevídanou technologií, neslýchaným množstvím vozů, slonů a býků a nepředstavitelným bohatstvím. Nazval ji Atlantida a nechal ji v přírodní katastrofě zmizet v moři.

Naše první slova

Původ řeči je jednou z největších záhad lidstva. „Na začátku bylo slovo...“ praví Bible. Ale jaké? Minimálně od biblických časů jsme se snažili rozluštit původ lidské řeči. Je to konec konců jedna z charakteristik, která nás odlišuje od jiných živočichů.

Černá smrt gumy a jak jí čelit

Guma je jedním z neopěvovaných velkých hrdinů průmyslové revoluce. Kromě jejích obvyklých aplikací, jako jsou pneumatiky, kondomy, elastické spodní prádlo, apod., představuje základní složku asi ve 40 000 výrobcích, včetně absorbérů nárazu, hadic, lékařských nástrojů, těsnění, atd.

Z historie i současnosti vynálezů a jejich ochrany

Vynálezy a objevy často přicházejí na svět klikatými cestičkami. Jednou to vypadá, jako by se na ně čekalo tak netrpělivě, že se zrodí hned v několika hlavách v různých koutech světa, jindy je náhodou nebo omylem objeveno něco, s čím si nikdo neví rady.

Jak vyčíslit ekonomické přínosy jádra? A co na to evropský jaderný průmysl?

Společnost Deloitte vypracovala pro Euratom studii o přínosech jaderné energetiky v roce 2019 a 2050. V současné době je v provozu ve 14 zemích EU 126 komerčních reaktorů o výkonu 118 GWe. Do roku 2050 by měl jejich výkon stoupnout na 150 GWe, budou se ale muset snížit investiční náklady.

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