Jaderná fyzika a energetika

O tom, že kosmické mise (satelity, měsíční a marsovská vozítka, sondy letící na hranice Sluneční soustavy a dál) pohání jaderné a radionuklidové zdroje, jsme psali již několikrát. V radinuklidových termogenerátorech (RTG) dodávajících teplo a elektřinu kosmické elektronice se většinou používá plutonium. National Nuclear Laboratory (NNL) Spojeného království v rámci kontraktu s European Space Agency (ESA) nyní zkoumá možnost náhrady za jiný radionuklid - americium 241. Pozadí problému je však složitější - Pu-238 není v současné době dostupné, protože USA jej přestaly produkovat kolem roku 1988 a Rusko jej přestalo prodávat.

Před více než šedesáti lety si jeden mladý dělník tajně schoval kamenné válcovité jádro vyvrtané z největšího stonehengeského sarsenu. Vloni v předvečer svých devadesátých narozenin se rozhodl jej vrátit vědě. Nová analýza materiálů i díky tomuto vrácenému vzorku mohla určit přesný původ gigantických menhirů.

Na počátku nového tisíciletí se globální těžební průmysl rozvíjel velmi rychle a mnoho zemí a společností investovalo velké prostředky do zvýšení těžby. Rozvíjející se ekonomika volá po přírodních zdrojích. Kvalita rud se však snižuje, těžební náklady se zvyšují a udržovat doly v provozu se daří jen zvyšováním produktivity práce. Svět potřebuje novou technologii, která umožní účinnější těžbu rud o velmi nízké kovnatosti. Nukleární stopovače a měřicí přístroje patří mezi technická zařízení, která pomohou těžebnímu průmyslu zvýšit efektivnost výroby.

V Číně žije 19 % světového obyvatelstva, ale z celé rozlohy Číny je jen 7–10 % orné půdy. Je problém, jak nakrmit rostoucí počet obyvatelstva a současně chránit životní prostředí a přírodní zdroje. V posledních desetiletích využívají čínští vědci při výrobě potravin stále více jadernou a izotopovou techniku. Ve spolupráci s IAEA a FAO pomáhají zemědělcům ve vývoji nových druhů plodin pomocí ozařování – radiačního šlechtění. Na rozdíl od některých jiných zemí je používání jaderné techniky začleněno do Čínské akademie zemědělských věd (CASA) i do provinčních akademií zemědělských věd. Díky tomuto uspořádání se výsledky výzkumu rychle uplatňují v praxi. Například druhá nejrozšířenější odrůda pšenice v Číně, Luyuan 502, byla vyšlechtěna v Institute of Crop Sciences a v Shangdong Academy of Agricultural Sciences s využitím mutací indukovaných ve vesmíru. Odrůda má o 11 % vyšší výnosy než tradiční odrůdy a je tolerantnější k suchu a hlavním nemocem. Pěstuje se na ploše větší než 3,6 milionů ha, což je téměř plocha Švýcarska. Je to jedna z 11 druhů pšenice vyšlechtěná pro lepší toleranci k zasolení půdy a obdobím sucha, pro lepší kvalitu zrna a výnosnost.

V roce 2019 byl v Oak Ridge National Laboratory (ORNL) amerického ministerstva energetiky zahájen program Transformation Challenge Reactor (TRC), jehož cílem má být vyprojektování, výroba a provoz demonstračního mikroreaktoru do roku 2023. Tento program posunuje kupředu pokrok, kterého bylo dosaženo v ORNL v oblasti výroby materiálů, jaderné vědy, jaderného inženýrství, výpočetní techniky, analýzy dat a v dalších oblastech. TRC uvede do života nové pokročilé materiály a používání integrovaných sensorů a kontrolních přístrojů, které umožní vznik vysoce optimalizovaného efektivního systému, díky němuž bude možno snižovat náklady, spoléhat se na vědecký pokrok a kde vznikne možnost uskutečňovat nové cesty v oblasti projektování, výroby, licencování a provozu jaderných zařízení. Ministerstvo spustilo tento program v rámci hledání nových přístupů, jak co nejrychleji a nejekonomičtěji rozvíjet energetická řešení při přechodu na zajišťování spolehlivé a čisté energie.

Agentura pro jadernou energii při OECD (OECD-NEA) vypracovala zprávu, která zkoumá úlohu jaderné energie v souvislosti s obnovou ekonomiky po COVID-19. Obsahuje čtyři hlavní témata: budování odolnosti elektrických sítí, tvorba pracovních příležitostí, ekonomicky efektivní dekarbonizace, odemknutí financování. COVID-19 má významné účinky na globální ekonomiku a v důsledku i na energetiku. OECD-NEA zdůrazňuje zejména důležitost spolehlivosti a odolnosti elektroenergetiky v době velkých přírodních, zdravotních a společenských zvratů. Vlády musejí zvažovat široký okruh opatření pro obnovu ekonomiky a tvorbu pracovních příležitostí. Je zcela zřejmé, že bude třeba připravovat stimulační balíčky, které budou muset plnit dlouhodobé ekologické a také energeticko-bezpečnostní cíle. NEA zkoumá regulační a provozní vlivy krize a spolupracuje s členskými zeměmi na výměně politických přístupů a nejlepších zkušeností z celého světa. V souvislosti s tímto úsilím zveřejnila NEA stručné shrnutí situace a organizuje řadu diskusních jednání, na nichž se jedná o úloze jaderné energie v období po pandemii COVID-19. Zvlášť důležitá bude úloha jaderné energie na cestě ke skutečně udržitelné a ekologicky odpovědné energetické budoucnosti.