TAJEMSTVÍ atomu ENERGIE BEZ KOUŘE TREZOR NA TISÍC LET SUROVINA NEBO ODPAD PODIVUHODNÉ PAPRSKY TAJEMSTVÍ ENERGIE HMOTY BEZPEČNOST JADERNÝCH ELEKTRÁREN JADERNÁ SYNTÉZA
Autor: ČEZ
Strana 47 z 68
Vámi hledaný text obsahuje tato stránku dokumentu který není autorem určen k veřejnému šíření.
Příčinou takového
rozdílu skutečnost, nukleo
ny jádře atomu jsou mnohem
silněji vázány jadernými sila
mi než atomy molekule si
lami elektromagnetickými.
Všimněme nyní dalších způsobů uvolňová
ní energie vzájemně porovnejme. Jaké zde
jsou možnosti pro
uvolňování energie?
Každý atom sklá
dá kladně nabitého já
dra záporně nabitého elektronového
obalu. roce 1928 britský fyzik
P..
Podobný výpočet bychom mohli provést
i pro jiné chemické reakce, při nichž uvol
ňuje energie. Setká částice antičástici, do
jde anihilaci, při kterése uvolníjejich klidová ener
gie změní příslušné množství záření.
v uhelných elektrárnách:
C —>CO, teplo.. Ale nej
více klidové energie uvolňu
je při tzv.10J) u/44 10~10 Hořením tedy
uvolní pouze 0,1 miliardtiny klidové energie
interagujících atomů.106
= 4,4.
Podívejme energetického hlediska na
známou reakci spalování, která probíhá např.(protony) do
jednoho jádra
helia:
4 íHe e++ 2u,+ 2y+ 26,72 MeV.
2H 3He 3,26 MeV.
Jaká část klidové energie při této reakci
uvolňuje? Při jedné reakci syntézy uvolní
26,7 MeV, což atomových hmotnostních
jednotkách 26,7/931,494 0,029 Klidová
hmotnost vodíkových jader přibližně
4 Pak uvolněná klidová energie 0,029 u/4 u
= 7,25 103odpovídá 0,7 klidové energie
slučovaných částic.
Tyto procesy probí-
hají důsledku
působeníjader
ných sil.10JJu. Využití
klidové energieje 100 %.1 klidové energie štěpeného
jádra, slučování lehkých jader, které je
ještě výhodnější. zjištěno, energie
uvolněná při vzniku molekuly O,
je 4,1 eV.
Později výzkumy ukázaly, existence an-
tičástice není výsadou jen elektronu, ale že
každá částice svou antičástici.O bychom pro uvol
něný podíl klidové energie vodíku kyslíku
dostali hodnotu 1,5 10'10, tedy řádově stejný
výsledek jako pro reakci spalování. Jinak řečeno výtěžek
energie při spalování uhlí nebo jiných fosilních
paliv pouze 0,000 000 %. Dirac uveřejnil teorii, které
mimo jiné vyplýval překvapující výsledek:
existence částice stejnou hmotností jako
elektron, ale kladným elektrickým nábojem. Ho
vořili jsm e
v jádře nukleonů), dohromady máme hod
notu Uvolněná část klidové energie je
4,4.
ce probíhá mnohem rychleji než syntéza na
Slunci, což důležité vzhledem nutnosti udr
žet termojaderných reaktorech určitou
dobu velice horké husté plazma pro nastarto
vání reakce. Tato reak-
však také ato
mech moleku
lách. Celkový uvolňovaný výkon
je 3,6.
Porovnejme nyní „účinnost“ jednotlivých
reakcí:
výtěžek energie při chemických reakcích 1010
výtěžek energie při jaderném štěpení 103
výtěžek energie při jaderné syntéze :
Jaderné palivo tedy přibližně deset
až stomilionkrát „výhřevnější“ než che
mické palivo. Povídali
jsme již štěpení těžkých jader, kde může
me využít 0. Jaká část klidové energie O,
se uvolnila? Klidová hmotnost atomu uhlíků
je molekula kyslíku klidovou hmot
nost přibližně krát (kyslík má
Viděli jsme, jaderné
štěpení syntéza jsou reak
ce opravdu efektivní.1026W! přitom naše Slunce srov
nání ostatními hvězdami docela malé.
Pro budoucí řízené uvolňování energie ter
mojaderných reaktorech mají význam jiné re
akce, např. Látku vy
tvořenou antičástic nazýváme antihmotou.
Tato částice dostala název pozitron (antičásti-
ce elektronu) roce 1932 byla skutečně
objevena kosmickém záření. anihilaci částice an-
tičásticí. Stejné síly jsou
zodpovědné soudržnost molekul stabil
ních skupin atomů.
Schéma anihilace —částice elektron svou antičás-
ticípozitronem. dva roky poz
ději pak byl tento partner elektronu vyroben
i uměle laboratorních podmínkách. Těžký vodík (deuterium) máme
ve světových mořích dispozici prakticky
nevyčerpatelném množství.
45
. jednotkách 4,1/931,494. pro výbušnou reakci hoře
ní vodíku 2H,+ 2—>2H. Zatímco jádře působí mezi nukleony
zejména jaderné síly, mezi elektrony jádrem
jsou síly elektromagnetické.
Z hlediska našich měřítek energetická bi
lance Slunce skutečně úctyhodná: každou vte
řinu jadernými silami mění 0,5 miliardy tun
vodíku helium celkovým hmotnostním úbyt
kem miliony tun. Dira-
covy teorie ale také plyne, pokud elektron
interaguje pozitronem, dojde jejich zániku
(anihilaci) přeměně fotony elektromagne
tického záření. Např
