Jaderná fyzika a energetika

Největší světový urychlovač elementárních částic LHC odstaven ptákem nesoucím kus chleba.

Z paliv bezprostředně použitelných pro udržení řetězové štěpné reakce v jaderných reaktorech se v přírodě v podstatě vyskytuje pouze izotop uranu 235. Jeho zastoupení v přírodní směsi izotopů uranu je 0,7 %, zbytek tvoří ²³⁸U a nepatrně ²³⁴U. Při výrobě paliva se uran obohacuje o izotop ²³⁵U, pro lehkovodní reaktory (jako je např. Dukovanský a Temelínský) se používá nízkoobohacený (okolo 4 %). Bez obohacení (navýšení množství ²³⁵U) by v lehkovodních reaktorech k štěpné reakci nedošlo. V některých typech reaktorů, které jsou chlazeny a moderovány materiály s nízkou schopností pohlcovat neutrony (těžká voda, grafit) lze použít přírodní neobohacený uran.

Svět zažívá renesanci jaderné energetiky. 440 reaktorů operujících v 31 zemích světa pokrývá okolo patnácti procent světové spotřeby elektrické energie. Bohužel také ročně vyprodukuje 12 000 tun radioaktivního odpadu. Toto číslo má brzy vzrůst, protože jen Čína plánuje v příštích dvou desetiletích postavit 40 až 50 nových reaktorů a USA chtějí ke svým 104 jaderným elektrárnám připojit dalších 26. Nad jaderným odpadem se tak stále důrazněji ozývá nerudovská otázka Kam s ním?

Podíl jaderných zdrojů na celkové výrobě elektřiny dosáhne v Rusku do konce století až 80 procent. Na vědecké konferenci Global 2009 konané počátkem letošního září v Paříži to uvedl šéf Kurčatovova ústavu, akademik Nikolaj Ponomarjov-Stěpnoj. Rusko tak předstihne hostitelskou Francii, kde se dnes z jádra vyrábí více než tří čtvrtiny veškerého elektrického proudu.

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.

„Pro účely velké energetiky se mi jeví jako nejperspektivnější systémy založené na magnetické termoizolaci – typu tokamak nebo možná, podle mě méně pravděpodobně, typu stelarátor. Myslím si, že to budou nejprve plodící systémy, kde zdrojem energie bude štěpná reakce. Co se týká systémů, které nepoužívají uran nebo thorium (jejich zásoby nejsou nekonečné a ukládání radioaktivního odpadu a uvolňování plynného radioaktivního odpadu štěpení představují určité ekologické nebezpečí), pak v nich předpokládám plození tritia“, konstatoval A. D. Sacharov, nositel Nobelovy ceny, spoluautor tokamaku.