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.
![](http://178.128.105.246/cars-http-upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/4c/Yearly_fuel_of_a_nuclear_power_plant.png/220px-Yearly_fuel_of_a_nuclear_power_plant.png)
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 jadern�� 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.
Jadernou energii je však možné považovat za nízkoemisní. Při samotné výrobě elektřiny v jaderné energetice nevzniká mnoho emisí. Odhadované emise CO2 se pro jaderné elektrárny pohybují mezi 6 g CO2 na kWh a 12 g CO2 na kWh. Pro srovnání, odhadované emise fotovoltaické solární energie jsou okolo 30 g CO2 na kWh a přes 1000 g CO2 na kWh u uhelných elektráren.[4][5]
Využití jaderné energie
editovatŠtěpná jaderná reakce
editovatZ 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
editovatNa 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[6]. Rozpad radioaktivních látek v zemském jádře je také jeden z jevů, díky kterému je možné využívat geotermální energii.
Termojaderná fúze
editovatPředmětem 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
editovatRadioaktivní rozpad
editovatV 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
editovatPrvní 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[7].
Termojaderná fúze
editovatPrvní tokamak s označením T-1 byl postaven v roce 1958 v Kurčatově institutu v Moskvě.[8][9].
V roce 1983 byl ve Velké Británii spuštěn zatím nejúspěšnější tokamak JET[10].
V roce 2007 byla oficiálně založena mezinárodní organizace ITER věnující se výzkumu termojaderné fúze.[11]
Situace v Česku
editovatPodíl jaderných elektráren na celkové výrobě elektrické energie v České republice je 35,9% (2013).[12]
Reference
editovat- ↑ Archivovaná kopie. world-nuclear.org [online]. [cit. 2013-11-12]. Dostupné v archivu pořízeném z originálu dne 2013-11-06.
- ↑ http://www.hurriyetdailynews.com/global-nuclear-power-declines-by-7-percent.aspx?pageID=238&nID=50684&NewsCatID=348
- ↑ Archivovaná kopie. www.world-nuclear.org [online]. [cit. 2013-11-12]. Dostupné v archivu pořízeném z originálu dne 2013-10-04.
- ↑ S.R.O, Endevel. Jak se dopracovat nízkoemisní energetiky? Francouzskou cestou, ne německou | Průmyslová ekologie. www.prumyslovaekologie.cz [online]. [cit. 2023-07-31]. Dostupné online.
- ↑ Studie EDF potvrzuje velmi nízkou uhlíkovou náročnost jaderné energetiky. oEnergetice.cz [online]. 23. červen 2022, 07:09 [cit. 2023-07-31]. Dostupné online.
- ↑ http://astronuklfyzika.cz/JadRadMetody.htm#6
- ↑ Archivovaná kopie. www.euractiv.cz [online]. [cit. 2013-11-12]. Dostupné v archivu pořízeném z originálu dne 2013-02-11.
- ↑ 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
Související články
editovatExterní odkazy
editovat- 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 Archivováno 1. 5. 2009 na Wayback Machine. 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 Archivováno 1. 5. 2009 na Wayback Machine. Celovečerní propagandistický film původní sovětské výroby, zabývající se jaderným výzkumem