Jaderná energetika má za sebou zajímavou historii, především kvůli tomu, že její základní technologie je ze své podstaty nebezpečná. Přestože je z velkého pohledu stále relativně novým zdrojem energie, její počátky ve skutečnosti sahají až do konce 19. století.
Prozkoumejme historii jaderné energie trochu podrobněji a sledujme její vývoj.
Počátky jaderné energie
Příběh jaderné energie skutečně začíná v roce 1895, kdy Wilhelm Roentgen objevil rentgenové záření.
Při pokusech s katodovou trubicí si Roentgen všiml, že fotografické desky ležící poblíž se při zapnutém přístroji rozsvítí, i když je zakrytý černým papírem, což ho přivedlo k závěru, že katodová trubice vyzařuje neviditelné záření, což předtím nebylo pozorováno.
To, čeho si Roentgen všiml, bylo ve skutečnosti rentgenové záření šířící se z elektronky.
Následujícího roku ve Francii muž jménem Becquerel zjistil, že uranové soli mohou samy o sobě produkovat pronikavé záření, aniž by potřebovaly excitaci vnějším zdrojem energie.
Toto pozorování vedlo Becquerela k poznání, že uran musí produkovat rentgenové záření.
Marie a Pierre Curieovi tento jev také studovali, což je vedlo k izolaci dvou nových prvků, polonia a radia. Jejich zkoumání je v roce 1898 vedlo k vytvoření nového slova – radioaktivita.
Když vědec Ernest Rutherford v Anglii zkoumal radioaktivitu, objevil dva nové typy záření, které se lišily od rentgenového záření a které nazval záření alfa a beta.
Jeden z nejzásadnějších objevů pro budoucnost jaderné energie učinil rovněž Rutherford. V roce 1909 zjistil, že většina hmotnosti atomu je obsažena v jeho jádře.
Rutherford je dnes považován za otce jaderné fyziky. Dále objevil záření gama a v roce 1920 dokonce vyslovil teorii o existenci neutronů, přestože neměl absolutně žádné důkazy o jejich existenci. Neutrony byly nakonec objeveny v roce 1932.
Tyto zásadní objevy se staly základem toho, co se později rozrostlo v odvětví výroby jaderné energie.
Štěpení atomů
V roce 1938 vystřelili němečtí vědci Otto Hann a Fritz Strassman neutrony na atomy uranu a zjistili, že se uvolňuje značné množství energie. S pomocí Lise Meitnerové a Otto Frische se jim podařilo vysvětlit, že to, co pozorovali, bylo štěpení atomu štěpením.
V roce 1939 fyzikové Leo Szilard a Enrico Fermi vyslovili teorii, že štěpné reakce lze využít k vytvoření výbuchu prostřednictvím masivní řetězové reakce.
Szilard a několik dalších vědců, včetně Alberta Einsteina, napsali v roce 1939 dopis prezidentu Rooseveltovi, aby ho varovali před možností vytvoření jaderných zbraní. Prezident pověřil poradní výbor, aby zahájil vývoj atomové bomby pro USA.
V roce 1942 se Fermimu, který pracoval v rámci výboru, podařilo v Chicagu vytvořit první štěpnou řetězovou reakci vytvořenou člověkem. Právě v tomto okamžiku se projekt Manhattan přehoupl do plného rozvoje.
Tým usiloval o vývoj dvou typů bomb, jedné využívající jako jádro uran a druhé plutonium. Projekt byl vysoce utajený a na jeho podporu byla vybudována celá tajná města. V jednom zařízení v Oak Ridge ve státě Tennessee se pomocí jaderných reakcí vytvářelo plutonium, které se používalo k výrobě obohaceného uranu. Další zařízení ve Washingtonu využívalo jaderné reakce k výrobě plutonia.
RELEVANTNÍ:
NOVÁ STUDIE VYTVOŘILA KOMPLEXNÍ PLÁN DEKARBONIZACE V SEKTORU JADERNÉ ENERGIE
Dnes již proslulé tajné pracoviště v Los Alamos v Novém Mexiku využívaly stovky vědců k výzkumu a konstrukci jaderných zbraní.
Na konci druhé světové války v roce 1945 došlo k prvnímu použití jaderných zbraní proti lidem. To byl také okamžik, kdy si většina světové populace uvědomila, jak ničivá tato technologie může být.
Reaktory využívané jako zdroje energie
Ještě v roce 1951 byl dokončen první jaderný reaktor, který vyráběl elektřinu. Jmenoval se Experimental Breeder Reactor 1, byl umístěn v Idahu a byl chlazen pomocí kapalného kovu.
V roce 1954 byla dokončena první ponorka s jaderným pohonem, USS Nautilus, která umožnila ponorce zůstat pod vodou po značnou část času bez nutnosti doplňování paliva.
V témže roce dokončili Sověti svou první jadernou elektrárnu. jadernou elektrárnu Obninsk, první jaderný reaktor připojený k síti. Atomová elektrárna Shippingport v Pensylvánii byla uvedena do provozu v roce 1957 a byla první plnohodnotnou atomovou elektrárnou na světě určenou výhradně pro mírové využití.
Šedesátá a sedmdesátá léta přinesla vývoj a výstavbu mnoha dalších komerčních jaderných reaktorů pro výrobu elektřiny, z nichž mnohé pracovaly na základě mírně upravených konstrukcí předchozích reaktorů.
Tyto jaderné elektrárny byly propagovány jako relativně levné a bezemisní zdroje elektřiny. Mnozí v této době považovali jadernou energii za příslib zdroje energie budoucnosti.
V roce 1974 se Francie výrazně zasadila o rozvoj jaderné energetiky a nakonec vyráběla až 75 % své energie prostřednictvím jaderných reaktorů. Ve stejném období pocházelo přibližně 20 % energie vyrobené ve Spojených státech z jaderné energie, kterou vyrábělo 104 elektráren po celé zemi.
V roce 1979 však byla budoucnost jaderné energetiky zpochybněna havárií v elektrárně Three Mile Island. Toto částečné roztavení reaktoru v Pensylvánii odstartovalo změnu veřejného mínění o bezpečnosti jaderných reaktorů.
Když v roce 1986 došlo k havárii v Černobylu, při níž se uvolnil obrovský oblak radiace, který zasáhl velkou část severní Evropy a až východní pobřeží Spojených států, začalo se celosvětové mínění od jaderné energie odklánět. Přestože tyto katastrofy vedly k vytvoření bezpečnějších konstrukcí reaktorů.
RELEVANTNÍ:
Jedním ze zajímavých faktů z historie jaderné energetiky je skutečnost, že v roce 1994 se Rusko a USA dohodly na redukci svých jaderných hlavic na jaderné palivo. Přibližně 10 % jaderné elektřiny v USA se dnes vyrábí z demontovaných jaderných zbraní.
Jaderná energetika v postčernobylské éře na konci 90. let a v roce 2000 se vyznačovala vysokým stupněm bezpečnosti provozu elektráren a žádným úmrtím v USA. Obecné mínění o jaderné energetice se začalo opět posouvat do kladných hodnot, protože toto odvětví prokázalo trvalou bezpečnost.
Katastrofa ve Fukušimě v roce 2011, při níž zemětřesení a tsunami vedly k částečnému roztavení a úniku velkého množství radiace z japonského reaktoru, však posloužila jako připomínka, že jaderná energetika není zcela bezpečná.
Přibližně 14 % světové energie se dodnes vyrábí v jaderných elektrárnách a podle některých odhadů mohla jaderná energie v průběhu své historie zachránit 1,8 milionu životů tím, že kompenzovala znečištění ovzduší způsobené používáním fosilních paliv.