Jak už tomu v dějinách lidstva bývá, k většině úžasných objevů patří i nějaká ta negativní stránka. A jádro jich má bohužel plnou řadu – úmrtí manželů Curieových, výroba atomových bomb, neštěstí v Černobylu, na Three Mile Islandu či ve Fukušimě.
Že jde o poměrně negativní shrnutí? Ano. Pozitivnímu náhledu na jádro opravdu příliš nepřispívá. I proto jsme usilovně pracovali na tom, abychom s projektem Teplator napsali novou, pozitivní kapitolu, která se zhostí hned 2️⃣ zásadních problémů – zpracování jaderného odpadu & levné, dostupné a ekologické teplo pro lidi. Vraťme se ale na začátek cesty, do roku 1896…
Právě v tomto roce totiž francouzský fyzik A. H. Becquerel zjistil, že některé látky vydávají záření. A protože toto záření nebylo vyvoláno žádným vnějším jevem, do mysli se vkradla myšlenka, že musí mít svůj vlastní vnitřní zdroj energie. Roky výzkumů vedly k podrobnému poznání nestability jader, kterou označujeme jako radioaktivita (schopnost některých atomových jader přeměňovat se na jádra jiných prvků).
Radioaktivitě doslova zasvětila život i manželská dvojice Marie Curie Skłodowská a Pierre Curie. Oba totiž pracovali v laboratoři Henriho Becquerela a na jeho práci v dosud neprobádaném oboru navázali úžasným způsobem. Objev polonia (pojmenováno po rodišti Marie), objev radia (díky minerálu pocházejícímu z Jáchymova), zjištění příčin radioaktivity, Nobelova cena za fyziku i chemii, založení Institutu pro radium, první možnosti využití v lékařství (rentgenové záření objevené Wilhelmem Roengenem přetavila během 1. světové války v mobilní radiografické jednotky – přenosné rentgeny).
A to vše na přelomu 19. a 20. století, kde dosud platila středověká hypotéza o nedělitelnosti atomu a panovala diskriminace žen a nedůvěra v jejich schopnosti.
Objevy (zejména) Marie Curie-Skłodowské posunuly lidstvo v oblasti vědy, medicíny, průmyslové výroby, zemědělství, energetiky ale i společenské kultury o mílové kroky vpřed. Jelikož ale v době výzkumů nebyly nežádoucí účinky radioaktivity známy, po letech práce bez ochranných pomůcek zemřela Marie C.-S. na leukémii způsobenou právě radiačním zářením.
Výzkum, který umožnil navázat ve svém bádání velikánům jako Ernest Rutherford (zakladatel jaderné fyziky), Niels Bohr či Erwin Schrödinger, vedl k dalšímu využití jádra jakožto zdroje energie. Naneštěstí dříve, než mohlo jádro lidstvu sloužit, bylo použito proti němu.
Chicago Pile-1, tak zní název prvního člověkem postaveného jaderného reaktoru na světě. Nacházel se pod tribunou fotbalového stadionu Chicagské univerzity a na jeho stavbě se podíleli (v rámci kondiční přípravy 😊) neproškolení a nezasvěcení fotbalisté místního univerzitního týmu.
Že vám to nejde na rozum? Pak vězte, že to byl důsledek maximálního utajení tohoto experimentu. Pod patronátem italského fyzika Enrica Fermiho (poněkud ironicky působí fakt, že tento fyzik v roce 1934 použil nově objevené neutrony k bombardování atomového jádra) totiž roku 1942 vyrostla v Chicagu jedna z částí projektu Manhattan. Reaktor byl řízen regulačními tyčemi, avšak nedisponoval chlazením ani ochranným pláštěm vůči radiaci. Druhý pokus ale přinesl kýžené výsledky – během 35 minut provozu dosáhl reaktor tepelného výkonu 200 W. Co to znamená? Řízená štěpná řetězová reakce je možná! Reaktor byl následně rozebrán, nově nabité poznatky a zkušenosti ale daly vzniknout 3 novým reaktorům o tepelném výkonu 200 MW. Tušíte správně, že účelem nebylo dodávání tepla obyvatelům, ale výroba materiálu do atomových bomb.
Senzace ve světě (jaderné) fyziky, zděšení v části vědecké obce i uvědomělé společnosti. K tomu sílící nacismus v Evropě, začátek 2. světové války, zájem Německa o uran. Akcelerátory, které daly vzniknout projektu Manhattan, projektu, jehož účastníci vyvíjeli zcela nový typ extrémně silné bomby, založené na jaderné reakci. Jak víme, uspěli.
Uranová (Little Boy) i plutoniová (Fat Man) bomba se zapsaly do dějin lidstva, a to za cenu 200.000 životů.
Uranová bomba „Little Boy“ (chlapeček) o síle 15 tisíc tun TNT byla svržena na město Hirošima
Plutoniová bomba „Fat Man“ (tlouštík) o síle 20 tisíc tun TNT byla svržena na město Nagasaki
Ačkoliv se po Spojených státech Amerických staly majitelem jaderné bomby také Sovětský svaz, Velká Británie, Francie, Čína, Indie, Pákistán, Izrael a Severní Korea, nebyla tato zbraň od konce 2. světové války použita proti civilnímu obyvatelstvu (pevně věříme, že tomu tak i zůstane).
Jaderná reakce ale byla využita pro tvorbu elektrické energie a vznikly tak pojmy jako jaderný průmysl, jaderná/atomová energie, jádro. Prvním takovým (experimentálním) zařízením byla již v roce 1951 laboratoř ARCO v Hanfordu, USA, která produkovala výkon o hodnotě 100 kW. Za první, do rozvodné sítě připojenou jadernou elektrárnu bývá označována JE Obninsk v bývalém SSSR (1954) s výkonem 5 MW. Prvenství mezi komerčními JE se připisuje JE Calder Hall ve Velké Británii (1956). V Československu byla spuštěna první JE v roce 1972.
Hanford (experimentální laboratoř ARCO), 1951
JE Obninsk (první JE připojená do sítě), 1954
JE Calder Hall (první komerční JE), 1956
Rychlý rozvoj, mnoho inovací a s nimi spojená vyšší efektivita, to vše umožnilo skokově zvyšovat výkony jaderných elektráren, které tak během pouhých 20 let, mezi 60. a 80. léty, dokázaly zvýšit svůj výkon 300násobně – z 1 GW na 300 GW.
Jádro je zdrojem přibližně 10 % celosvětově vyrobené elektrické energie. Zásobuje třetinu EU a v některých státech (Francie, Slovensko, Ukrajina, Maďarsko či Belgie) se stará o nadpoloviční většinu dodané elektřiny. Ačkoliv jsou provozní náklady na výrobu EE u JE velmi nízké, jejich samotná výstavba je nákladná, atomová energie musí soupeřit s hlasem veřejnosti i otázkami na nakládání s jaderným odpadem a celkovou bezpečností. Na tyto otázky umí odpovědět projekt Teplator.
Pokud odhlédneme od energetiky, najdeme využití „jádra“ také v průmyslové výrobě (měření tloušťky a hustoty materiálů), zemědělství (šlechtitelství, skladování potravin), medicíně (diagnostika a terapie) či při určování stáří, pravosti, měření průtoků vody atd.
Teplator využívá vynikajících vlastností velkých jaderných reaktorů (osvědčené technologické principy, levná výroba energie) a minimalizuje, nebo přímo v pozitiva obrací negativní stránky (může využívat již použité, ozářené jaderné palivo, snižuje ekologickou stopu, je prostorově méně náročný a může být celý umístěn pod zemí). A navíc jde o projekt českých vědců z ČVUT Praha a Západočeské Univerzity.
Že to zní dobře? A teď si představte, že levnou tepelnou energii byste mohli mít i ve vašem městě. Bez nutnosti komínů, které by vysílali kouřové signály na kilometry daleko. Jak je to možné? Jaderné elektrárny dokážou vytěžit štěpný potenciál jaderného paliva z pouhých 4 – 7 % ! Pro Teplator tak ještě zbývá obrovské množství částic, které dokáže přimět k reakci (technologicky vyspělejší moderátor umožní hlubší vyhoření paliva). Přičemž vyrobené teplo může distribuovat stávající sítí paro/horkovodů.
Navíc nejde o vizi vzdálené budoucnosti. Současná situace ohledně fosilních paliv, snahy o zelenou energii a závazek České republiky o uhelné neutralitě otevírá dveře k hledání alternativních přístupů v teplárenství. Teplator je jedním z nich. Bezpečný, efektivní, moderní, ekologický. Projekt, který by mohl pomoci se všeobecně spíše negativním náhledem společnosti na jadernou energetiku.
Protože jádra se není třeba bát, věříme, že jádro bude naše společná cesta.