V této úvodní kapitole se pokusíme nastínit některé metodologické aspekty stavby fyziky a jejího začlenění do kontextu ostatní přírodovědy a vědeckého poznání vůbec. Tyto metodologické poznámky mohou být zajímavé např. pro studenty a zájemce nefyzikálních profesí, kteří si chtějí udělat ucelený obraz o fyzikálních aspektech zkoumání přírody.
Jejich únik biosféry
je dlouhou dobu potenciálním rizikem. Při štěpení uranu však vznikají radionuklidy podstatně kratšími poločasy rozpadu (řádu dnů či
roků), takže čerstvě vyhořelé palivové články jsou vysoce radioaktivní!
S těmito nebezpečnými radioaktivními odpady možno nakládat zásadě dvojím způsobem (po
krátkém chladícím období přechodném uskladnění meziskladech, jak bylo zmíněno výše):
q Ukládání
těchto odpadů bezpečné úložiště, které mělo zajistit, aby dlouhodobé radioisotopy
obsažené vyhořelém palivu nedostaly dobu několika tisíc let biosféry.104roků), 240Pu (T1/2 6.3 Jaderné reakce
pomalými neutrony (na rozdíl shora uvedených uran-plutoniových reaktorů pracujících pouze s
rychlými neutrony).cz/JadRadFyzika3.
Pro efektivní transmutaci třeba použít dodatečné neutrony vyšších energiích, čehož lze dosáhnout s
pomocí urychlovače, jak nastíněno níže.
q Přepracování
vyhořelého jaderného paliva, při němž jednak možno některé složky vyhořelého jaderného paliva
znovu využít, jednak převážnou část dlouhožijících radionuklidů přeměnit jiné isotopy, které by
byly buď stabilní, nebo měly podstatně kratší poločasy rozpadu.
Nové (čerstvé, nepoužité) palivové články mají aktivitu poměrně nízkou vzhledem dlouhému poločasu α-rozpadu
uranu (450 miliónů let).10. Thorium-uranové reaktory mohly být perspektivní vzhledem tomu, zásoby
thoria zemských horninách jsou asi 4-krát větší než uranu. Vojtěch Ullmann: Jaderná radiační fyzika.
Jaderné odpady
Jedním hlavních problémů současné jaderné energetiky vyhořelé jaderné palivo, které obsahuje
vysoké aktivity řady radioisotopů *), často značně dlouhým poločasem rozpadu.2008 12:13:33]
.103roků) řada dalších dlouhodobých radionuklidů.RNDr.
*) Jsou uvažovány možnosti jaderných transmutací použitím urychlených protonů jiných nabitých částic, avšak
neutronová transmutace schůdnější účinnější.2 "Radioaktivita" bylo odvozeno, aktivita daného množství jader nepřímo úměrná poločasu rozpadu T1/2. Bohužel však tato neutronová absorbce klasickém jaderném
reaktoru probíhá jen nepatrnou účinností, protože účinný průřez záchytu pomalých neutronů pro
většinu isotopů velmi nízký kromě toho většina neutronů spotřebovává udržení řetězové reakce. 137Cs (T1/2 30roků), 90Sr (T1/2 28,8roků), 241Am (T1/2 458roků),
239Pu (T1/2 2.
Urychlovačem řízené transmutační technologie ADTT
Jak plyne výše uvedeného rozboru možností dosavadních technických řešení získávání energie
štěpením těžkých atomových jader, vyskytují dva permanentní problémy této technologie:
http://astronuklfyzika.htm (22 34) [15. 1.
*) §1.
*) Především těžké dlouhodobé radionuklidy jako neptunium, americium, curium zde vznikají jen mizivém množství,
neboť nukleonové číslo 232Th jednotek nižší než 238U.
Vedle chemického zpracování separace jaderných odpadů nabízí jako velmi slibná možnost
provádět transmutaci příslušných isotopů pomocí série opakované neutronové absorbce*),
následované β-rozpadem nebo štěpením. Vyhořelé jaderné palivo tak
přestalo být obtížným odpadem, ale mohlo dokonce stát důležitou surovinou. není nikterak
snadné technicky zajistit jsou kladeny vysoké požadavky těsnost odolnost obalů vůči korozi,
úložiště musí být vhodné geologického hlediska. Vedle poměrně krátkodobých radionuklidů (jako 131J T1/2
8dnů) zde obsaženo velké množství např. Určitou výhodou této reakce to, při ní
vznikají radioaktivní odpady nižší měrnou aktivitou (vztaženou energetickou výtěžnost reakce) než
u uran-plutoniového cyklu *)
