Jadrová energia a zbrane

Na výrobu tepelnej energie každý rok spotrebujeme milióny ton uhlia, ropy a zemného plynu. Spotreba elektrického prúdu sa každých desať rokov zdvojnásobuje a už dnes vieme, že prírodné zdroje energie sa jedného dňa Vyčerpajú. Preto je nevyhnutné hľadať nové zdroje energie. V roku 1938 nemeckí vedci Otto Hahn a Fritz Strasmann objavil, že atómové Jadro izotopu uránu (235U) sa dá rozštiepiť na dve časti, pričom vzniká tepelná Energia. Štiepením jadra sa uvoľnia dve alebo tri častice zvané neutróny.
Keď sa jeden z neutrónov zabrzdí nárazom na ďalší atóm 235U, jadro tohto atómu sa tiež rozštiepi a opäť sa uvolní teplo i neutróny. Toto sa opakuje, pri čom sa uvoľňuje čoraz viac tepla aj elektrónov. Tento jav sa nazýva reťazová reakcia. Vedci sa naučili riadiť túto reakciu v jadrovom reaktore pomocou spomaľovača - moderátora - ktorý môže byť grafit alebo voda. Reaktor nasej atómovej elektrárne ma ako palivo z prírodného uránu, umiestnene v tlakovej nádobe s ťažkou vodou. Ta spomaľuje neutróny, ktoré vzniknú pri štiepením jadier uránu. Pri úplne nekontrolovanej reťazovej reakcii by sa mohlo uvolniť toľko tepla, že by mohlo dôjsť k havárii reaktora. Aby sa tomu zabránilo, vkladajú sa do reaktora regulačné tyče s obsahom bóru, alebo kadmia , aby sa neutróny absorbovali. Keď sa tyče úplne zasunú, reťazová reakcia sa spomalí, keď sa opäť vytiahnú, reakcia sa urýchli. Medzi týmito dvoma polohami existuje optimálna poloha, pri ktorej sa štiepením vyrába tepelná energia. Toto teplo sa vyrába výrobu pary , a to dvojakým spôsobom. Alebo voda cirkuluje rúrkami v jadrovom reaktore a ohrieva sa tak priamo, alebo sa teplo prenáša stlačeným kysličníkom uhličitým z reaktorovej nádoby do výmenníka, kde zohrieva vodu. Jadrové reaktory v atómových elektrárňach majú zvyčajne veľké rozmery a hmotnosť. Aby sa vyhlo katastrofám , potrebné sú rozsiahle bezpečnostné opatrenia. Regulačné tyče by sa mali stavať tak, aby sa v prípade núdze zasunuli a zastavili reťazovú reakciu. Reaktor musí byť obklopený hrubou vrstvou betónu aby bol chránený personál pred žiarením a všetky pracovné procesy sú vykonávane na diaľku. Hoci konštrukčné a prevádzkové náklady sú pomerne vysoké, výdaje za palivo sú podstatne malé. 500g uránu vydá toľko energie ako 1 000 ton uhlia alebo ropy. Pri ustavične klesajúcich zásobách surovín na svete je výroba jadrových reaktorov jednou z ciest energetického problému v budúcnosti.

Jadrové zbrane

Prvou jadrovou zbraňou bola americká atómová bomba, ktorá vybuchla 16. Júla 1945 pri pokuse v novom Mexiku. V auguste roku 1945 zvrhlo americké letectvo dve atómové bomby na Hirošimu a Nagasaki. Jadrové zbrane sú najničivejšie zbrane, sa dnes vo výzbroji armád jadrových veľmoci nachádzajú. Bojové hlavice s jadrovou náložou nielen medzikontinentálne a taktické rakety, ale môžu byť i v hlaviciach delostreleckých granátov väčšieho kalibru , v námorných torpédach a námorných a pozemných mínach. Vojenská technika používa jadrové nálože aj pri vytváraní zátarás, alebo veľkých úpravách terénu.
S hľadiska použitia rozoznáme tri druhy jadrových výbuchov: podzemné (podvodné) , nadzemné a výškové. Jadrové zbrane ničia tromi hlavnými spôsobmi: tlakovou vlnou, tepelným žiarením a rádioaktívnym žiarením.
V prvej milióntine sekundy sa vybuchujúca bomba mení na klbko plynov, ktorých teplota dosahuje desiatky miliónov stupňov Celzia. Tieto plyny sa začnú
Prudko rozpínať. Za niekoľko sekúnd vytvoria rozžeravenú guľu o priemere 4,5 km. Guľa stúpa do výšky rýchlosťou 300- 500 km / hod. Toto náhle rozpínanie vytvorí tlakovú vlnu, ktorá s pribúdajúcou vzdialenosťou od miesta výbuchu / epicentra/ slabne. Zóna ničenia spôsobená tlakovou vlnou je na priloženom grafe. Intenzívne teplo žeravej gule spáli každý nekrytý horľavý objekt vo vzdialenosti 20 km. Oheň, ktorý takto vznikne, spotrebuje veľké množstvo kyslíka zo vzduchu a spôsobí búrku, ktorá je známa ako „ ohňová búrka“. Ak by bomba o sile 10 MT explodovala vo výške 1 000 - 2 200 m
časť žeravej gule by bola pohltená zemou, takže mnoho tuhého materiálu by sa vyparilo a dvíhalo na hor. Žeravá guľa potom stúpa a vytvára sa z nej hríbovitý oblak vysoký asi 30 km, ktorý chladne a rozpína sa. Jeho maximálna šírka je asi 85 km. Tak, ako guľa chladne, vyparený materiál tuhne a padá v podobe rádioaktívneho prachu. Ľahšie čiastočky môže vietor zaniesť niekoľko stoviek kilometrov od miesta výbuchu. Asi za 96 hod. od chvíle výbuchu dopadnú na zem. To je miestny spad. Okrem toho menšie rádioaktívne čiastočky, ktoré stúpajú do horných vrstiev atmosféry, sú rozšírené okolo celej zemegule a tvoria globálny spad. Jednotka na meranie rádioaktívneho žiarenia je 1 rontgen (r). Pre človeka je smrteľná dávka v rozmedzí 400 - 750 r a nezáleží na tom, či je človek ožiarený 700 r za hodinu alebo 70 r za 10 hodín. Počiatočné žiarenie zo žeravej gule je veľmi intenzívne ( niekoľko miliónov r ), no jeho dosah pomerne malý.

Oblasť istej smrti pre človeka vystavenej tomuto počiatočnému žiareniu 10 MT bomby je asi vo vzdialenosti 3 km od epicentra. Podzemné kryty vybudované so silného betónu so zariadením na filtráciu vzduchu a vody a so zásobami potravín môžu chrániť ľudí proti okamžitým vplyvom jadrového výbuchu aj blízko epicentra. Na vzdialenejších miestach ochránia aj kryty z tehál zvané spadové kryty. Lenže tí , čo výbuch prežijú, sú vážne ohrození dlhotrvajúcim rádioaktívnym žiarením, ktoré zamorí zem. Ak by na niektorú krajinu dopadlo mnoho jadrových bômb ( napr. 500 Mt na oblasť, ako je Veľká Británia), tým , ktorí by prežili, by spad neumožnil pobyt na povrch viac ako 10 dní za prvé dva roky. Ku koncu druhého roku by intenzita žiarenia mohla klesnúť na 0,7 r/h. No tí, čo by nezahynuli pri výbuchu by mohli byť zmrzačení
nemocou s ožiarenia , otravou krvi, zníženou odolnosťou, voči bežnej infekcii, poškodením kostnej drene a rakovinou. Okrem toho rádioaktívne žiarenie ničí ženské i mužské pohlavné bunky, s ktorých sa rodia budúce generácie. Následky nukleárnej vojny by sa pravdepodobne prejavovali po stáročia, preto je nesmierne dôležité , že mierová iniciatíva celého sveta je zameraná na prijatie medzinárodných dohôd o obmedzení skúšok a výroby jadrových zbraní.


Použitá literatúra: Svet techniky.