nukleárna energia 3

Jadrové zbrane

Každá nukl. reťazová reakcia sa začína tým, že neutróny štiepia po náraze ďalšie atómové jadrá. Z rozštiepeného jadra sa opäť uvolnia neutróny. Pretože každý voľný neutrón nenarazí do jadra, reťazová reakcia nemusí pokračovať. Na priebeh reťazovej reakcie musí byť objem rádioaktívne štiepateľného materiálu taký, aby neutrón mohol pôsobiť na ďalšie atómové jadrá.


Minimálne množstvo potrebné na udržanie reťazovej reakcie sa nazýva kritický objem, ktorý sa potom odpáli pomocou výbušniny. Potom je už priebeh jadrovej reakcie explozívny. Pri tom sa uvolní veľké množstvo energie. Hirošimská bomba uvolnila 23,2 mil. KWh energie pri teplote 14 mil. °C.
16.júla 1945 vyrobili prvú atómovú bombu a už 6-9. augusta 1945 bola zhodená na Hirošimu a Nagasaki.


Podmienky na výrobu atómovej bomby sú náročnejšie ako na vybudovanie jadrového reaktora. Kým prvý jadrový reaktor v Chicagu sa zaobišiel bez štiepateľného uránu 235, v atómovej bombe musí byť jeho podiel omnoho väčší. Prírodný urán však obsahuje 99,8% neštiepateľného uránu 238, a len 0,7% uránu 235. Ak by sa bomba mala vyrobiť z uránu 238, muselo by byť jeho množstvo také obrovské, že by sa bomba nedala dopraviť na miesto použitia. V súčasnosti sa jadroví fyzici snažia vyrobiť metódu na získavanie dostatočného množstva uránu 235.


Účinky 20-kilotonovej atómovej bomby hirošimského typu: uvoľnená energia sa rozdeľuje na tri druhy -asi 35% tvorí tepelné žiarenie, 50% tvorí energia tlakovej vlny a zvyšných 15% tvoria rôzne druhy rádioaktívneho žiarenia. Každá s týchto energií má však rozdielne ničivé účinky. Teplý účinok vychádza najskôr zo svetelného záblesku a trvá asi 10 s. Za tento čas roztaví v okruhu 1km všetky kovové predmety. Nukleárne žiarenie sa rozdeľuje na uvoľnené primárne a sekundárne, ktoré pochádza zo zamorených materiálov.


Ani primárne ani sekundárne rádioaktívne žiarenie nepoškodzuje neživé predmety, živé organizmy však zabíja. Tlaková vlna po explózii pôsobí asi 30 sek. a zničí ľahšie stavby až do vzdialenosti asi 3 km od epicentra výbuchu.
Zachytené nukleárne nehody

Oct. 7, 1957
Požiar v plutóniovom reaktore v Liverpoole, došlo k uvolneniu rádioakt. mater. do prostredia. Britská vláda uviedla, že roku 1983 zomrelo 93 ľudí na rakovinu ako následok.

1957
Chem. explózia v Kazli, Russia. Nádrže obsahujúce nukl. odpad, rozšírili rádioaktívny materiál a zapríčinili evakuáciu obyvateľstva.
Oct. 5, 1966
Sodný chladiaci systém spôsobil roztavenie jadra pri Detroite. Došlo k radiácii.

Jan. 21, 1969
V experimentálnom podzemnom reaktore v Švajčiarsku došlo k radiácii. Bola uzatvorená celá podzemná jaskyňa.

Mar. 22, 1975
Technická kontrola vzdušného úniku so zapálenou sviečkou spôsobila 100 mil. dolárový požiar v Alabame.

Mar. 28, 1979
Najhoršia komerčná nukleárna nehoda v US bola spôsobená nespoľahlivým vybavením a chybami ľudí. Došlo k roztaveniu jadra reaktora v Pennsylvánii.
Feb. 11, 1981
Osem pracovníkov bolo kontaminovaných, keď 100,000 galónov rádioaktív. chladiča uniklo v Tennessee.
Apr. 25, 1981
Okolo 100 pracovníkov bolo vystavených žiareniu počas opráv na nukl. továrni v Japonsku.
Apr. 26, 1986
Najhoršia katastrofa v dejinách nukl. priemyslu. Výbuchy a požiare spôsobené neautorizovaným experimentom v Černobyle mali za následok najmenej 31 na mieste mŕtvych.

Rádioaktívny materiál sa rozšíril po celej Európe a dodnes ešte spôsobuje ochorenia a ďalej zabíja.
Nukleárne palivá a odpad
Hazardné palivá použité v nukleárnych reaktoroch predstavujú problém po ich využití.

To je hlavná pravda o použitých palivách, ktoré musia byť uložené nejakým spôsobom.
Palivový cyklus. Hocijaká elektriku produkujúca továreň je len časťou celého energického cyklu. Uránový palivový cyklus, využívaný pri LWR systéme dominuje v celosvetovej produkcii a obsahuje množstvo krokov. Urán sa ťaží aj povrchovo, aj pod zemou.

Ruda, jej elementárna forma sa potom mení na uránový hexafloridový plyn (UF6). V izotopom obohatenej sústave, plyn je tlačený proti pórovitej bariére, ktorá prepúšťa ľahší urán-235. Tento proces obohatí urán asi o 3 percentá uránu-235. Takto obohatení produkt sa posiela do palivových tovární, kde UF6 plyn sa mení na uránový oxid vo forme prášku.

Ten sa plní do keramických nádob, ktoré potom chráni proti korózna vrstva. Nakoniec sa pripravené posielajú do reaktorov.
Použité palivo stále ešte obsahuje takmer pôvodné množstvo uránu-238, tretinu uránu-235 a časť plutónia-239, ktorý sa tvorí v reaktore. V prípade, kde sa použité palivo posiela na stálu skládku, žiadny potenciálny energický obsah sa už nevyužije.

Ak sa však použitý urán recykluje cez difúzny systém, môže sa znova získané plutónium-239 použiť namiesto časti uránu-235 v nových palivových elementoch. K spätnému využitiu plutónia v US nedochádza z dôvodu jeho možného využitia ilegálne na výrobu zbraní.