Hlbšie poznanie o tom, ako funguje svet okolo nás, sme získali aj skúmaním fyziky a fyzikálnych javov. Jedným z odvetví tohto vedného odboru je jadrová fyzika. Subjektom jej skúmania sú atómové jadra, ich zloženia a interakcie medzi nimi. Základný jav, ktorý sa odohráva samovoľne v prírode, no vieme ho zreplikovať aj umelo, je jadrová reakcia.

Ako píše portál Britannica, ide o fyzikálny proces, kedy sa zmení identita alebo vlastnosti atómového jadra bombardovaním energetickou časticou, napríklad alfa časticou, protónom, neutrónom či ťažkým iónom. Medzi dva hlavne typy jadrových reakcií považujeme fúziu a štiepenie jadier.

Pri štiepení jadier dochádza k rozpadu ťažkých jadier po zasiahnutí neutrónom s dostatočne veľkou energiou. Po zasiahnutí sa takéto jadro rozpadne na ľahšie, pričom uvoľní energiu a ďalšie neutróny. Tie môžu zasiahnuť ďalšie jadro, a teda celá reakcia sa zopakuje, vďaka čomu dôjde k požadovanej reťazovej reakcií.

Jadrová fúzia funguje na úplne opačnom princípe než jadrové štiepenie. Ľahšie jadrá sa spoja a vytvoria ťažšie jadro, pričom uvoľnia energiu. Ide o bezpečný proces, ktorý sa deje neustále na povrchu slnka, no jeho umelé zrealizovanie je náročné, uvádza portál Eurofusion.

Hrozivé dôsledky výskumu

Keď v roku 1942 bol J. Robert Oppenheimer vymenovaný za vedúceho vedeckého tímu v tajnom vedecko-vojenskom projekte Manhattan armády Spojených štátov amerických, započala revolúcia, ktorá zmenila spôsob, ako v súčasnosti vnímame vojenské konflikty.

Veľmi známy je výrok, ktorý sa pripisuje rovnako známemu fyzikovi Albertovi Einsteinovi. Ten znie: „Neviem, akými zbraňami sa bude bojovať v 3. svetovej vojne, ale v tej štvrtej to budú palice a kamene.“ Z neho vyplýva, že pri ďalšej vojne, ktorá by bola rovnako veľká ako 2. svetová vojna, by došlo k rozpadu modernej spoločnosti.

Architektom jednej z mála budov, ktoré prežili výbuch v Hirošime bol Čech Jan Letzel. Zdroj: unsplash.com/@hiraganakat

Výsledkom spomínaného tajného projektu bola doposiaľ najsilnejšia zbraň, ktorá bola vytvorená človekom, uvádza Denník N. Teoretický fyzik, ktorý sa spočiatku zaujímal o hviezdy a astrofyziku, sa stal najznámejším Američanom svojej doby, a zároveň získal prezývku „otec atómovej bomby“. O svetoznámom vedcovi bol natočený celovečerný životopisný film s názvom Oppenheimer, o ktorom sme vás informovali v našom predošlom článku.

K prvému testu atómovej bomby došlo 16. júla 1945 v americkom štáte Nové Mexiko. O necelý mesiac neskôr ju po prvýkrát použili proti Japoncom. Vtedajší prezident Harry Truman vydal rozkaz americkému letectvu, aby zhodili túto bombu na japonské mesto Hirošima, pár dní neskôr na mesto Nagasaki.

Zničenie dvoch japonských miest malo požadovaný efekt – kapitulácia Japonska a oficiálne ukončenie doposiaľ najväčšieho vojnového konfliktu. Portál History.com uvádza, že odhadovaný počet obetí výbuchu a jeho následkov je môže byť až 215-tisíc osôb.

Zelená energetika s háčikom

Zbrane hromadného ničenia nie sú jediné, čo priniesol výskum jadrovej fyziky. Rozklad, ale ja fúzia atómových jadier našli uplatnenie pri výrobe elektrickej energie, ktorú používame dennodenne. V súčasnosti sa pri jej výrobe však používa rozklad jadier, pretože ide o jednoduchšie vyvolateľný proces než jadrová fúzia.

V jadrovom reaktore, podobne ako v atómovej bombe, sa používa reťazová reakcia, ktorá ho dokáže udržať v prevádzke. Avšak na rozdiel od bômb, tu musí byť kontrolovaná a častokrát aj brzdená, pretože inak by mohlo dôjsť k výbuchu, informuje teoretický fyzik Samuel Kováčik, známy aj ako Vedátor.

Takáto tragédia sa odohrala len v roku 1986 v jadrovej elektrárni Černobyľ. Reaktor, ktorý používali po celom území Sovietskeho zväzu obsahoval výrobnú chybu. Tú vedenie štátu tajilo pred vlastnými občanmi, ale aj pred ďalšími krajinami. O tejto jadrovej havárií sa môžete dozvedieť viac v dokumentárnom seriáli Chernobyl od spoločnosti HBO.

Okolie jadrovej elektrárne v Černobyle je doteraz neobývateľné v dôsledku radiácie. Zdroj: unsplash.com/@madseneqvist

Produkcia elektrickej energie nevzniká priamo z rozkladu jadra, no využíva sa pri tom klasická turbína. Keď sa jadro rozpadne, uvoľní energiu, ktorú vnímame ako teplo. Týmto spôsobom vieme premeniť obrovské množstvo vody na paru rýchlejšie, než napríklad spaľovaním uhlia alebo fosílnych palív.

Aj preto môžeme jadrovú energiu považovať za ekologickú, pretože pri jej výrobe nevzniká oxid uhličitý a iné skleníkové plyny, ktoré prispievajú ku klimatickým zmenám. Avšak vzniká rádioaktívny odpad, ktorý nevieme zničiť. Kvôli tomu ho uskladňujeme až dovtedy, kým neprestane vyžarovať rádioaktívne lúče. To však môže trvať aj niekoľko stoviek rokov.

S tým by však mohla pomôcť elektráreň, ktorá by využívala jadrovú fúziu. Pri nej totiž nevznikajú ani skleníkové plyny, ani rádioaktívny odpad. Časopis Trend píše, že kalifornskému tímu vedcov sa podaril nový úspech. Nedávny experiment vyprodukoval ešte viac energie než ten decembrový – prvý experiment, kedy reaktor vyprodukoval viac energie než potreboval na spustenie.