V roce 1905 Albert Einstein publikoval svoji teorii relativity a z ní vyplývající ekvivalent hmoty a energie (E= mc2). Později v roce 1932 James Chadwick objevil jadernou částici neutron, ještě později Otto Hahn a Fritz Strassman (1938) přišli na to, že jádro atomu lze rozštěpit (rozbít) a o rok později (1939) Lise Meitnerová a Otto Robert Frisch objevili, že jádro atomu lze rozštěpit neutrony. Také se přišlo na to, že jediný neutrony štěpitelný prvek, který se v přírodě přirozeně vyskytuje je pouze jeden izotop uranu a to U 235. Celé toto objevitelské období uzavřel se svým týmem Enrico Fermi, který sestavil z grafitových a uranových kostek a v budově Chicagského univerzitního stadionu zařízení, které nazval Chicago Pile 1. Na něm se jim 2. prosince 1942 podařilo spustit první řízenou štěpnou reakci.
Co to znamená?
Nyní opakování trošky teorie. Jádro atomu uranu 235 obsahuje 92 protonů a 143 neutronů. Pokud do něj vletí další neutron, vznikne U236, který je nestabilní a jeho jádro se rozpadne – rozštěpí na dvě jádra menší. Třeba jádro Kr 92 a Ba 141 a ještě se uvolní dva až tři další neutrony. Tyto neutrony mohou vletět do jiného jádra uranu a znovu ho rozštěpit a tak se to může opakovat. Pokud se podaří takovou reakci udržet jako řetězec následných reakci, mluvíme o řetězové štěpné reakci.
A ještě poznámka, kde vzniká to teplo? Ona ta rozštěpením vzniklá nová jádra (uváděl jsem krypton a baryum, ale vznikají i jiné dvojice štěpných zbytků) se pohybují velmi rychle, odnáší tak v sobě energii původně vázanou v jádru uranu. Při jejich zabrzdění v okolním materiálu se jejich pohybová energie mění na teplo. Takové teplo potom můžeme využít.
Ale vraťme se zpátky k událostem na začátek roku 1943. Ve světě zuřila válka a tak se jaderný výzkum dostal do hledáčku armády. V americkém Los Alamos byl s náklady 2 mld. USD zahájen projekt Manhattan. Na 130 000 vědců, techniků a konstruktérů pod vedením admirála L. Growese a fyzika Dr. R. Oppenheimera zkonstruovala uranovou atomovou bombu. První pokusný výbuch 16. června 1945 (Trinity test) a potom bohužel už jen to neštěstí v Hirošimě (6.8.1945) a Nagasaki (9.8.1945).
Válka skončila a mimo vojenský zbraňový výzkum se začala odvíjet linie i jiného využití jaderných sil než pro výbuchy a ničení. V USA byl zkonstruován jaderný reaktor pro pohon ponorky Nautilus (1954), která v roce 1955 jako první podeplula severní pól. V SSSR byl posléze postaven atomový ledoborec Lenin (1957) se třemi reaktory, který se také nakonec na severní pól přes ledové masivy dostal.
Příště si povíme v opakování jak se z moře jaderné reaktory dostaly na souš a o začátcích atomových elektráren.
Zdroj: Aleš John, České nukleární novinky 15. 2. 2018
