Domů     Jak získat energii z atomu?
Jak získat energii z atomu?
6.5.2019

„Tak, to by bylo,“ spíš pro sebe než pro své okolí podotkl odpoledne 2. prosince 1942 nenápadný muž s vysokým čelem. A skutečně bylo.

Tím mužem byl totiž fyzik Enrico Fermi, který právě v prostorách chicagského fotbalového stadionu spustil první jaderný reaktor na světě.

Tepelný výkon reaktoru byl přitom spíše úsměvný, vždyť nebyl větší než u malé běžné žárovky. Ale o to v tu chvíli vůbec nešlo. Fermi dokázal z atomu získat energii. A lidstvo toho dne vstoupilo do jaderného věku.

Nebyla to však první řetězová reakce, kterou naše planeta zažila. Tu první však neměli na svědomí ani dávné civilizace, ani mimozemšťané, jak vášnivě tvrdívají vyznavači konspiračních teorií.

Před dvěma miliardami let se v gabonské lokalitě Oklo sešly uran a voda v tak ideálním poměru, že zde mohla být zahájená samovolná štěpná reakce. Takže první reaktor na naší planetě vlastně dala dohromady příroda…

Kresba prvního jaderného reaktoru postaveného lidmi.
Kresba prvního jaderného reaktoru postaveného lidmi.

V prosinci roku 1938 dva němečtí vědci fyzik Otto Hahn (1879 – 1968) a jeho kolega chemik Fritz Strassmann (1902 – 1980) prováděli pokusy s bombardováním uranu pomocí neutronů.

Navazovali v tomto ohledu na pokus již zmíněného italského vědce Enrico Fermiho (1901 – 1954). Hahn a Strassmann byli přesvědčeni, že při svém pokusu vytvoří nějaký těžší prvek. O to více je překvapilo, když jim v laboratoři vzniklo baryum. To je totiž o polovinu lehčí než uran…

Pro tehdejší vědu něco zcela nepředstavitelného. Hahn byl naprosto zmaten:

„Uran se přece jen tak nemůže rozprsknout v baryum,“ píše v dopise své kolegyni Lise Meitnerové (1878 – 1968), která jako druhá žena v historii získala doktorát z fyziky, a kterou nacisté kvůli jejímu židovskému původu vyhnali z Německa.

Synovcem Lise Meitnerové byl další vědec Otto Robert Frisch (1904 – 1979). Společně na základě modelu atomu dánského fyzika Nielse Bohra (1885 – 1962) nadhodili myšlenku, že uran se nejspíše štěpí.

V důsledku to znamená, že při štěpení vzniká ohromné množství energie. Dokonce 10 000 000krát více než při běžné chemické reakci.

„Představa tak daleko jdoucího rozštěpení mi zatím připadá velmi obtížná, ale v jaderné fyzice jsme měli tolik překvapení, že člověk nemůže bez dalšího říkat: je to nemožné!“ píše Meitnerová.

A 11. února 1939 publikuje článek o štěpení v prestižním časopise Nature: „Potvrzujeme, že uranové jádro přijímá neutrony, je extrémně nestabilní a rozpadá se štěpením.“

Výsledky experimentů nemohly nezaujmout už tehdy slavného Nielsa Bohra, laureáta Nobelovy ceny za fyziku v roce 1922. Během své cesty do USA v roce 1939 navštívil i Princetonskou univerzitu, která se stala útočištěm řady vědců, které ze své vlasti vyhnalo nacistické Německo, fašistická Itálie a další totalitní či autoritativní režimy v Evropě.

Mezi nimi nechyběl ani Albert Einstein. Bohr s ním a s dalšími vědci probíral možnosti, co objev štěpení jádra může v praxi znamenat.

A před očima se jim zjevila vize dosud nejničivější zbraně v dějinách, která je založená právě na štěpném materiálu.

Enrico Fermi
Enrico Fermi

Výsledek je dnes známý. Závod ve výrobě jaderné zbraně nakonec vyhráli s pomocí mnoha evropských vědců, kteří uprchli před Hitlerem, Američané.

V současnosti pak jaderné zbraně vlastní nejméně osm zemí (USA, Rusko, Británie, Francie, Čína, Indie, Pákistán a Severní Korea), přičemž se předpokládá, že jaderné hlavice má k dispozici i Izrael. Jaderná energie však nemusí nutně sloužit jen k ničení…

První reaktor vyrobený lidskýma rukama vznikl právě pod Fermiho taktovkou, Skládal se z grafitových bloků, do nichž byly zasunuty kapsle s uranem. Do mezer mezi bloky byly vpuštěny tyče potažené vrstvou kadmia.

Tyto tyče měly za úkol kontrolovat intenzitu reakce. Reaktor o váze 450 tun nebyl nijak zvlášť zajištěn, kromě kadmiových bezpečnostních tyčí jej zakrývalo už jen dřevěné bednění.

Pohled do útrob jaderného reaktoru.
Pohled do útrob jaderného reaktoru.

Onoho druhého prosince se reaktor měl po poledni konečně rozběhnout. Mladý fyzik George Weil začal na Fermiho pokyn pomalu vytahovat kadmiové tyče, čímž se štěpná reakce měla spustit. A skutečně, každým povytažením byly neutrony v reaktoru aktivnější.

Napětí mezi padesátkou přítomných dorůstalo stejně jako reakce uvnitř reaktoru ke kritickým hodnotám. Když už se zdálo, že reakce bude zahájena, Fermi experiment zastavil. Všechny přítomné šokoval tím, že vyhlásil pauzu na oběd.

Když se Fermi i ostatní nasytili, pokus pokračoval. V 15:25 místního času se reaktor rozjel naplno. Vědci si připili vínem a do armádního ústředí dorazila šifra: „Italský mořeplavec přistál u nového světa,“ zaznělo z Chicaga.

„Jací byli domorodci?“, vyzvídal průběh experimentu profesor chemie James Conant, který seděl na druhém konci telefonní linky. Odpověď jej potěšila: „Velmi přátelští,“ Z celé akce neexistuje jediný filmový záznam, ba ani fotografie.

USA tehdy byly ve válce a projekt podléhal přísnému utajení. Jediné, co z historického okamžiku zbylo, je kresba, jejímž autorem byl jeden ze členů vědeckého týmu.

Kresba znázorňující spuštění první řízené jaderné reakce.
Kresba znázorňující spuštění první řízené jaderné reakce.

První využití jaderné energie k výrobě elektrické energie se experimentálně uskutečnilo 20. 12. 1951 v Národní reaktorové laboratoři ARCO v USA. Výkon reaktoru však byl natolik slabý, že ani nestačil pokrýt svou vlastní spotřebu.

Pramáti všech jaderných elektráren, které kdy dodávaly elektrický proud do sítě, byla spuštěna v roce 1954 v sovětském městě Obninsk ležícím asi 100 kilometrů jihozápadně od Moskvy. Obninská elektrárna však byla především výzkumným a testovacím zařízením.

Za první skutečně komerční elektrárnu je však považována spíš Jaderná elektrárna Calder Hall ve Velké Británii. Další se objevily v USA, ve Francii a v dalších státech. V Československu byl první blok jaderné elektrárny Jaslovské Bohunice spuštěn v roce 1972.

Foto: wikipedia, pinterest
Související články
Věda a technika
Problém jménem akné: Pomůže klid i lepší skladba jídelníčku
Acne vulgaris (česky trudovitost, případně trudovina), běžně nazývané akné, je jedno z nejčastějších chronických onemocnění kůže a vůbec nejčastější kožní onemocnění v pubertě. Nejméně jednou v životě akné postihne 85 až téměř celých 100 procent lidí. Akné je nejběžnější během puberty; obtěžuje více než 85 procent mladistvých a často bohužel přetrvává až do dospělosti. Příčinou […]
Věda a technika
Space Shuttle: Smělé plány nevyjdou
Píše se startu 28. ledna 1986. Den, který se do historie kosmonautiky zapíše černou tužkou. Raketoplán Challenger se odlepuje od země, ale pouhých 73 sekund od startu prohoří spoj mezi dvěma částmi SRB. Ten špičkou prorazí nádrž a ozve se exploze.   Dominový efekt na sebe nenechá čekat. Druhá exploze je likvidační. Na nebi zůstane […]
Věda a technika
Databáze plastů je na světě: Obsahuje přes 16 000 chemikálií
Sdílíme s nimi každou část našich životů, o jejich složení toho ale víme málo. Evropský Projekt PlastChem se rozhodl všechny chemikálie obsažené v plastech spočítat, a číslo překvapilo i největší pesimisty. To je ta špatná zpráva. Dobrá naopak je, že celosvětová dohoda o ukončení plastového zamoření je na dohled.   Plastový svět už neokupují jenom barbíny, sami […]
Věda a technika
Nově objevené části lidského těla
Až do konce středověku představoval vnitřek lidského těla 13. komnatu. Po několika staletích důkladného „pitvání“ se v něm rozlišujeme dnes 78 lidských orgánů. Toto číslo ale nemusí být konečné. Jak dokazuje stále pokročilejší technika, lidská anatomie má stále čím překvapit.   Nový orgán bolesti – tak v nedávné době výzkumníci ze Švédska označili Schwannovy buňky, […]
reklama
zajímavosti
Překvapivá historie: Proč se chodilo na poutě?
Chtěli byste jít pěšky víc než tisíc kilometrů do slavného kostela? V některých dobách našich dějin bylo dlouhé putování na posvátná místa obvyklé. Proč se na ně lidé vydávali a co si od toho slibovali? V knihách, příbězích i pohádkách odedávna nacházíme zmínky o lidech, kteří v chatrném oděvu, s mošnou přes rameno a holí kamsi kráčejí. Jsou to poutníci. Přestože se v minulosti […]
Kde najdeme nejstarší město Evropy? Možná v Bulharsku…
Kolosální Athény, které by nás uhranuly již ve 3. tisíciletí před Kristem? Malebný portugalský Lisabon nebo snad krétská Chania? Hledání nejstaršího města Evropy přesunují archeologové úplně jinam – do Bulharska. A i tady má dva favority…     Kdo také louskal s baterkou pod peřinou Eduarda Štorcha (1878–1956), vzpomene si na Osadu Havranů s nádhernými […]
Sůl nad zlato? Kde se bere jedna z nejdůležitějších surovin?
Všichni tu scénu z legendární pohádky známe. Když moudrá princezna Maruška řekne svému otci-králi, že má pro ni cenu jako sůl, rozpoutá to nevídané události, během kterých se ukáže, jak moc je tato komodita důležitá. Je tomu tak ale doopravdy? A jak to vlastně s výrobou soli vypadalo dřív a jak je to dnes? Sůl je tady […]
Protržení přehrady Bílá Desná: Mocný živel proměnil okolí v sutiny
Největší přehradní katastrofa v českých dějinách se odehrála před 107 lety a vyžádala si 65 lidských životů. Ani ne rok po kolaudaci přehrady na řece Bílá Desná v Jizerských horách došlo k jejímu protržení a voda, která se z ní vyvalila do údolí, za sebou zanechala zničené domy a mrtvé. Co se tehdy v okolí […]
reklama
lifestyle
Všechno musí dolů: Striptýz jako rituál, neřest i umění
Lascivní, pružné pohyby těla. Svůdný pohled, mnohoslibný úsměv. Napětí v sále by se dalo krájet, obecenstvo nedočkavě čeká na to, až půvabná tanečnice odloží všechny své svršky. Všechno trvá nekonečně dlouho! Když nakonec dopadne na zem i poslední kousek látky, mezi diváky vypukne bouře nadšení. Tak jako mezi zápasem okresního přeboru a utkáním špičkových týmů […]
Přežijí extrémy! Globální kolaps? Preppeři jsou připraveni!
Jsou šílení, nebo stojí nohama na zemi o něco pevněji než my ostatní? V kanystrech mají připravenou vodu, v komoře trvanlivé jídlo a cukr, v garáži batoh sbalený na cestu neznámo kam. Někteří mají i podzemní kryt. Tohle jsou preppeři (z anglického prepare – být připraven). Zabývají se přežitím v extrémních podmínkách. Jsou připraveni na […]
Asketismus jako protipól bezuzdného chování?
Náboženství a víra provázejí lidstvo již od pradávna. Dodržovat pravidla určená církvemi však často není vůbec jednoduché a zkrotit vlastní mysl je zřejmě jedním z nejobtížnějších úkolů… Myšlenka asketismu byla inspirována starověkou řeckou školou stoiků, kteří tvrdili, že bychom měli popírat své nižší smyslové touhy, aby se naše duše mohla osvobodit. Stoikové se učili potlačovat […]
Úspěšní a slavní, které vyhodili z práce pro nedostatek talentu
Už od dětství si Walt Disney rád maloval, miloval však i vlaky. Často přikládal ucho ke kolejím a poslouchal, zda se nějaký neblíží. Když se s rodinou přestěhoval do Kansas City, jeho kamarád ho seznámil se světem varieté a filmu. To ho později inspirovalo při návrhu designu Disneylandů, kolem kterých musela vždy vést železnice. Walt Disney […]
Nenechte si ujít další zajímavé články
Tajemný král Artuš: Bylo nalezeno místo jeho početí?
enigmaplus.cz
Tajemný král Artuš: Bylo nalezeno místo jeho početí?
Kdo by neznal krále Artuše. Legendární anglický panovník měl podle středověkých dějepisců a romancí vést na počátku 6. století obranu Velké Británie proti Sasům. Současní historici nicméně jeho existe
Karty věděly víc než já
skutecnepribehy.cz
Karty věděly víc než já
Nikdy jsem moc nevěřila na takové to věštění, magii a další věci. Ale kamarádka mne jednou vzala za kartářkou. Ke své škodě. Neměla to dělat. S Gábinou jsme se poznaly na vysoké a od té doby jsme byly kamarádky. Rozuměly jsme si ve spoustě věcech, avšak já třeba byla víc při zemi než ona, takže
Hybridní mozkové systémy aneb Krysí neurony v mozcích myší
21stoleti.cz
Hybridní mozkové systémy aneb Krysí neurony v mozcích myší
Mezi lidmi přibývá těch, kteří trpí nějakým neurodegenerativním onemocněním, především ve vyšším věku, jehož nyní dosáhne více lidí. Plně porozumět těmto poruchám není pomocí současných výzkumných met
Doplul Pýtheás z Massalie až do Arktidy?
historyplus.cz
Doplul Pýtheás z Massalie až do Arktidy?
Plují stále víc na sever. Zastaví je až „Ztuhlé moře“, jak Pýtheás pojmenuje arktickou pustinu, kudy se nedá proplout lodí ani jít po svých. Hustá mlha, ledová kaše a plovoucí ledovce mu nahánějí hrůzu, a tak raději zamíří zpátky na jih.   Peněz moc nemají, a přesto svému synovi zajistí dobré vzdělání. Díky obětavosti rodičů
Milostná magie na 1. máje
nejsemsama.cz
Milostná magie na 1. máje
Polibek pod rozkvetlou třešní na Prvního máje má prý čarovnou moc. Proto je květen měsícem romantiky a vášně. Chcete vědět, jak lásku přivolat a posílit, či se zbavit té, o kterou nestojíte? Která z nás by nechtěla mávnout proutkem a mít po boku dokonalého partnera, že? Proto jsou kouzla lásky těmi nejoblíbenějšími. Pomocí magických rituálů můžete určitými způsoby něčí lásku posílit,
Hotel v Beverly Hills, v němž se nahrávala Pretty Woman, využívá holografický personál
iluxus.cz
Hotel v Beverly Hills, v němž se nahrávala Pretty Woman, využívá holografický personál
V hotelu Beverly Wilshire, kde se odehrávaly klíčové scény romantického hitu Pretty Woman z 90. let, přichází technologická revoluce. Představte si, že byste mohli mluvit s personálem hotelu tak, jak
Asijské nudle s vepřovým masem
tisicereceptu.cz
Asijské nudle s vepřovým masem
Co nesmí chybět v žádném asijském pokrmu? Především chilli, které dodá pokrmu ten správný říz, čerstvé bylinky, křupavá zelenina a sezamová semínka. Suroviny 200 g vepřových nudliček (například
Moderní rezidence u rovníku
rezidenceonline.cz
Moderní rezidence u rovníku
Rezidence vznikla v rovníkovém Ekvádoru. Betonová stavba rozvržená do tvaru písmene T působí přes svou masivní konstrukci příjemně svěžím, elegantním a odlehčeným dojmem. Tři podlaží, tři obytná kř
Zámek Kynžvart: Dřevomorka už dávno neřádí
epochanacestach.cz
Zámek Kynžvart: Dřevomorka už dávno neřádí
Zámek Kynžvart je vystavěn v kombinaci klasicismu a empíru a od roku 1828 v něm sídlilo muzeum, jedno z nejstarších v Čechách. Býval letním sídlem hraběte a diplomata poloviny 19. století Klemense Metternicha, a proto se v něm také odehrálo mnoho významných setkání evropských politiků. Navštívil ho ale například také básník Johann Wolfgang Goethe. Poté, co byl zestátněný zámek v roce
Na talíř, když šéfkuchař ho dává…
panidomu.cz
Na talíř, když šéfkuchař ho dává…
… králem všech květin je špenát, zpíval kdysi slavný zpěvák. Špenát je ale vskutku populární listová zelenina, která se používá téměř ve všech světových kuchyních. Z dětství si jej určitě pamatujete jako poměrně neoblíbenou přílohu k masu a naopak milované jídlo Pepka námořníka, kterému plechovka špenátu vždycky spolehlivě pomohla dodat mimořádné síly. Vědci docela nedávno
Uteče Rybové dcera za milencem?
nasehvezdy.cz
Uteče Rybové dcera za milencem?
Půvabná Rozálie Prachařová (20) je jednou z hvězd nového seriálu Lež na pláži. Postupně dospívá, a dokonce má i partnera, kterým je herecký kolega Karel Jirák (29). A právě to má dělat jejím rodičům
Jak se pářili termiti před 40 miliony lety?
epochalnisvet.cz
Jak se pářili termiti před 40 miliony lety?
Vědci nalezli v třetihorním baltském jantaru důkazy, že nejen vzhled hmyzu, ale také jeho chování je konzervováno desítky milionů let. Přibližně před 40 miliony let se termití pár druhu Electrotermes affinis zrovna věnoval námluvám, když uvízl v lepkavé pryskyřici stromu a navždy zůstal uvězněn ve zkamenělém jantaru. Tato dosud jediná známá fosilie páru termitů poskytla