Jaderná energie
Jaderná energie je energie vázaná v jádře atomu a lze ji uvolnit pomocí jaderných reakcí. Nadneseně bývá označována také jako atomová energie. Prostřednictvím speciálních zařízení je možné ji využívat, příslušné technické a ekonomické odvětví se označuje jako jaderná energetika. Fyzikální principy vedoucí k získání jaderné energie jsou štěpná reakce, radioaktivní rozpad a termojaderná fúze.
Jaderné zdroje mají nyní přibližně 11% podíl na světové výrobě elektřiny a přibližně 4,5% podíl na spotřebě primárních zdrojů energie celkově (2013).[1][2]
Jaderná energie získaná pomocí štěpných jaderných reaktorů nepatří mezi obnovitelné zdroje energie, neboť světové zásoby uranové rudy jsou vyčerpatelné a spotřebované palivo se zatím ve větší míře nevyužívá. V budoucnu se však dá očekávat rozvoj tzv. rychlých reaktorů, které pracují s uzavřeným palivovým cyklem. Tím by se doba možného využití štěpné jaderné reakce značně prodloužila.[3]
Naopak geotermální energie, vznikající v zemském jádře rozpadem radioaktivních látek, mezi obnovitelné zdroje energie patří. Stejně tak tomu bude i v případě termojaderné fúze (pokud v budoucnu dojde k energetickému využití), neboť zásoby vodíku jsou prakticky nevyčerpatelné.
Využití jaderné energie
Štěpná jaderná reakce
Z jaderných reakcí je z hlediska možného využití jednoznačně nejvýznamnější štěpná jaderná reakce uranu nebo plutonia (uvažuje se rovněž o využití thoria jako plodícího materiálu). Štěpením jader vzniká naprostá většina jaderné energie vyprodukované lidskou činností. Štěpení se využívá pro výrobu elektrické energie v jaderných elektrárnách. Štěpné jaderné reaktory se také používají k pohonu lodí a ponorek, k výrobě izotopů pro další využití a k výzkumu, ojediněle jako zdroj energie pro odsolování mořské vody, zároveň se (většinou jako vedlejší produkt při výrobě elektřiny) využívají k vytápění či ohřevu vody.
Radioaktivní rozpad
Na radioaktivním rozpadu nestabilních jader jsou založeny radioizotopové generátory, které jsou využívány jako zdroje elektřiny a tepla pro vesmírné sondy. Ve zdravotnictví je tento jev využíván ve formě radioterapie či nukleární medicíny[4]. Rozpad radioaktivních látek v zemském jádře je také jeden z jevů, díky kterému je možné využívat geotermální energii.
Termojaderná fúze
Předmětem intenzivního výzkumu je praktické využití termojaderné fúze. Jedná se především o přeměnu vodíku na hélium, konkrétně jde o reakci deuteria a tritia z čehož vzniká helium a neutron, zároveň se uvolní energie. Hlavním výzkumným projektem zabývajícím se termojadernou fúzí je mezinárodní projekt ITER. Zařízení určená k výzkumu v této oblasti se nazývají tokamaky a nacházejí se i na území ČR. V Česku leží těžiště výzkumu na Ústavu fyziky plazmatu AV ČR, který vlastní nejdůležitější experimentální zařízení pro výzkum fúze v ČR[zdroj?]. V současné době nejsou fúzní reaktory využitelné k efektivní výrobě energie, přesto je jev termojaderné fúze pro lidstvo nezbytný a to jako zdroj sluneční energie.
Historie využití jaderné energie
Radioaktivní rozpad
V roce 1895 objevil Wilhelm Conrad Röntgen paprsky X (rentgenové záření).
Přirozenou radioaktivitu objevil v roce 1896 Henri Becquerel, kterou později popsala polská vědkyně Marie Curie-Skłodowská. Pod jejím vedením byly též prováděny první výzkumy léčby rakoviny pomocí radioaktivity.[zdroj?]
Štěpná jaderná reakce
První úspěšný pokus s jaderným štěpením provedli v roce 1938 v Berlíně Otto Hahn, Lise Meitner a Fritz Strassman.
První řízená řetězová štěpná reakce se uskutečnila 2. prosince 1942 v reaktoru Chicago Pile-1, o který se zasloužil tým italského vědce Enrica Fermiho v podzemí stadionu Chicagské univerzity.
Během druhé světové války se rozběhl jaderný program v řadě zemí. Jedním z cílů však byl vývoj jaderných zbraní. První jaderné bomby byly vyrobeny v USA, svrženy byly na japonská města Hirošima (6.8.1945) a Nagasaki (9.8.1945).
K výrobě elektřiny byl jaderný reaktor poprvé využit v roce 1951 ve výzkumném středisku EBR-I poblíž Arca (Idaho) v USA. Za první jadernou elektrárnu bývá označována elektrárna spuštěna v městě Obninsk v Sovětském svazu. Do sítě byla připojena 26. června 1954. Za první skutečně komerční elektrárnu je však považována až Jaderná elektrárna Calder Hall ve Velké Británii. Ta byla k síti připojena 27. srpna 1956 a produkovala elektrický výkon 4x50 MW. Zároveň však byla využívána k vojenským účelům, konkrétně k výrobě plutonia. První elektrárnou využívanou pouze pro mírové účely byla jaderná elektrárna Shippingport, spuštěná v roce 1957 v USA.
Využití jaderné energie pro komerční účely se po překonání hlavních technologických, bezpečnostních a ekonomických problémů a v souvislosti s energetickými krizemi rychle rozvíjelo v 70. a 80. letech.
Od konce 80. let je nárůst mnohem pozvolnější. Proti využití jaderné energie se v mnoha zemích zvedla vlna odporu, založená jednak na obavách z jaderných havárií, jednak na strachu z radiace, roli hrál i relativní dostatek energie z fosilních zdrojů. V současnosti (2012) se zájem o využití jaderné energie znova zvyšuje především v souvislosti s kolísajícími cenami cen fosilních paliv, snahami jednotlivých zemí o energetickou nezávislost (především na Rusku) a v souvislosti s bojem proti znečišťování životního prostředí spalováním fosilních paliv (při vlastní výrobě elektrické energie prostřednictvím jaderné energetiky nedochází k emisím škodlivých látek a jaderná energetika tedy nijak nepřispívá ke znečišťování ovzduší, problém je však s vysoce radioaktivním odpadem).
Havárie v JE Fukušima v roce 2011 jaderné energetice sice znova zasadila těžkou ránu, země plánující stavbu největšího počtu nových elektráren (Čína a Indie) však svoji orientaci na jadernou energetiku potvrdily. Svoje jaderné elektrárny se naopak rozhodlo uzavřít do roku 2022 Německo[5].
Termojaderná fúze
První tokamak s označením T-1 byl postaven v roce 1958 v Kurčatově institutu v Moskvě.[6][7].
V roce 1983 byl ve Velké Británii spuštěn zatím nejúspěšnější tokamak JET[8].
V roce 2007 byla oficiálně založena mezinárodní organizace ITER věnující se výzkumu termojaderné fúze.[9]
Situace v Česku
Podíl jaderných elektráren na celkové výrobě elektrické energie v České republice je 35,9% (2013).[10]
V Česku se sice proti využívání jaderné energii postavila řada antijaderných hnutí, např. Jihočeské matky nebo česká pobočka nadnárodní Greenpeace, většina obyvatelstva však rozvoj jaderné energie dlouhodobě podporuje.[11][12] Podle státní energetické koncepce schválené usnesením vlády Česka č. 211 ze dne 10. března 2004 se mezi roky 2020 až 2025 počítalo s provozem dalšího 7. jaderného bloku a mezi roky 2025 a 2030 8. jaderného bloku. V roce 2006 však koaliční vláda na nátlak Strany zelených v programovém prohlášení slíbila další výstavbu jaderných bloků nepodporovat. V roce 2008 doporučila tzv. Pačesova komise další rozvoj jaderné energetiky v Česku. Vláda Petra Nečase vzešlá ze sněmovních voleb v roce 2010 rozvoj jaderné energetiky opět podpořila a tento svůj postoj několikrát potvrdila i po havárii v JE Fukušima.
Reference
- http://world-nuclear.org/info/Current-and-Future-Generation/World-Energy-Needs-and-Nuclear-Power/#.UmqsyHDIY6w
- http://www.hurriyetdailynews.com/global-nuclear-power-declines-by-7-percent.aspx?pageID=238&nID=50684&NewsCatID=348
- http://www.world-nuclear.org/info/Energy-and-Environment/Renewable-Energy-and-Electricity/#.Umqxf3DIY6x
- http://astronuklfyzika.cz/JadRadMetody.htm#6
- http://www.euractiv.cz/energetika/clanek/nemecko-bude-do-roku-2022-bez-jadra-008821
- http://fire.pppl.gov/nf_50th_5_Smirnov.pdf
- Archivovaná kopie. www.efda.org [online]. [cit. 2013-11-12]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2014-03-09.
- Archivovaná kopie. www.efda.org [online]. [cit. 2013-11-12]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2013-12-29.
- http://www.iter.org/proj/iterhistory
- http://www.iaea.org/PRIS/WorldStatistics/NuclearShareofElectricityGeneration.aspx
- Postoj veřejnosti k jaderné energetice [online]. ČEZ, 2008 [cit. 2009-01-11]. Dostupné online.
- Archivovaná kopie. archiv.radio.cz [online]. [cit. 2007-08-12]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2008-01-13.
Související články
Externí odkazy
- Obrázky, zvuky či videa k tématu jaderná energie na Wikimedia Commons
- Záznam přednášky "Potřebujeme jaderné technologie?" (Přednášející Dana Drábová)
- Česká nukleární společnost
- www.jaderne.info - akademický jaderný informační portál
- Jihočeští taťkové, občanské projaderné sdružení
- Pro Atom Web - nezávislý neziskový webzine o mírovém využití jaderné energie
- Státní energetická koncepce: úvodní strana na webu MPO Koncepce samotná, Aktualizace koncepce (posouzení vlivů na životní prostředí)
- Stručný výkladový slovník českých skeptiků, Jaderná energetika
- www.ian.cz, Instantní pamětník 8 Celovečerní propagandistický film původní sovětské výroby, zabývající se jaderným výzkumem
jů, PDF]
- www.jaderne.info - akademický jaderný informační portál
- Jihočeští taťkové, občanské projaderné sdružení
- Pro Atom Web - nezávislý neziskový webzine o mírovém využití jaderné energie
- Státní energetická koncepce: úvodní strana na webu MPO Koncepce samotná, Aktualizace koncepce (posouzení vlivů na životní prostředí)
- Stručný výkladový slovník českých skeptiků, Jaderná energetika
- www.ian.cz, Instantní pamětník 8 Celovečerní propagandistický film původní sovětské výroby, zabývající se jaderným výzkumem