V prvih dveh prispevkih smo spoznali osnove delovanja jedrskih energijskih reaktorjev, njihovo nevarnost, bistvene lastnosti jedrske elektrarne Krško, sedaj pa si oglejmo učinek najbolj nevarnih izotopov, ki se sproščajo ob jedrskih nesrečah ter možnosti za zmanjšanje njihovih učinkov. Pokukajmo tudi v nuklearno prihodnost, ki je zaradi katastrofe v Fukušimi na Japonskem ponovno na tehtnici, ter kakšno energijsko prihodnost smemo pričakovati od procesa zlivanja lahkih jeder.
Cepitvena jedrska energija pod drobnogledom. Varnostni ukrepi pri reaktorjih se bodo pod pritiskom zadnje nesreče prav gotovo poostrili. Najprej bodo na udaru starejši reaktorji. (Enega od reaktorjev v Fukušimi bi morali po načrtih odpisati kak mesec pred katastrofo, pa so ekonomski interesi prevladali nad varnostnimi in tako so življenjsko dobo reaktorja podaljšali za 10 let). V teku so tudi poskusi z reaktorji, ki naj bi bili hlajeni z zrakom, za upočasnjevanje nevtronov pa bi namesto vode uporabljali grafit. Če bo ta rešitev izpolnila pričakovanja, bo še vedno ostal problem, kako shranjevati nevarne radioaktivne odpadke. Oči raziskovalcev in načrtovalcev so zato uprte v pridobivanje energije z zlivanjem lahkih jeder, kjer so problemi z radioaktivnostjo veliko blažji, je pa veliko več tehnoloških problemov.
Nevarni radioaktivni izotopi. Med radioaktivnimi in za človeka nevarnimi produkti cepitve U-235 je predvsem izstopajoč radioaktivni Jod-131, ali na kratko J-131. Jod je nevaren zato, ker se veže na žlezo ščitnico in ji s svojim sevanjem uničuje tkivo. Manjše doze povzročajo rakasto obolenje. K sreči se učinkom radioaktivnega joda lahko uspešno izognemo s tem, da ščitnico »nasitimo« z ne radioaktivnim jodom. V ta namen je zelo uporabna spojina kalijev jodid (KJ). Popijemo nekaj tekočine, v katero smo spustili štiri kapljice nasičene raztopine KJ. Tisti, ki jim KJ povzroča slabost si lahko pomagajo s kako drugo snovjo, ki vsebuje jod.
Povejmo, da J-131 na drugi strani s pridom uporabljajo pri zdravljenju rakastega obolenja ščitnice in ga v ta namen načrtno proizvajajo. Vbrizgani radioaktivni jod se namreč veliko raje nabira na obolelih mestih, kot v zdravem tkivu in tako bolj uničuje bolne celice, kot zdrave.
Med najbolj nevarnimi radioaktivnimi izotopi, ki se sprostijo pri »zgorevanju« U-235, je izotop Cs-137, ki ima povprečno življenjsko dobo razpadanja 30 let, k sreči pa se izloči iz telesa v enem do štirih mesecev. Ker je to še vedno veliko časa, si prizadevajo da bi ga skrajšali. Z uporabo čudnega, posebno prirejenega pripomočka, pruske modre barve, se ga da skrajšati na polovico. Pomembno pa je tudi, da cezij v živalskih izločkih ni hranilo za rastline. Tako se prekine krog v katerem bi se radioaktivni cezij s hrano vračal v ljudi ali živali.
Zlivanje jeder. Pridobivanje energije z zlivanjem jeder je, upajmo, zgodba o drugi polovici enaindvajsetega stoletja. Na pobudo EU , ob sodelovanju Indije, Japonske, Južne Koreje, Kitajske, Rusije in ZDA že tečejo priprave na 40 letni projekt ITER za izgradnjo fuzijskega reaktorja in nanj vezane elektrarne z močjo 500 Mega watov (kar je malo manj od moči centrale v Krškem) v skupni vrednosti 14,5 milijard evrov. Pri zlivanju lahkih jeder, npr. naelektreno jedro težkega vodika-devterija D, (devteron) in jedro še težjega vodika, tritija T, (triton), prisilimo jedri v združitev tako, da se trčita z veliko hitrostjo. Možna so tudi zlitja jeder drugih lahkih atomov, npr. D+D, vendar pri višjih hitrostih.
Doseči to združitev D+T, brez želje po pridobivanju energije ni poseben problem. Na IJS smo v šestdesetih letih zgradili mali pospeševalnik z namenom doseči tako reakcijo, nevtrone pa, ki se ob tem sprostijo, uporabiti za študij jedrskih reakcij. Za delovanje pospeševalnika smo potrebovali kar nekaj električne energije, pridobili pa je nismo praktično nič. Vendar napor ni bil vržen stran, saj smo z nevtroni razrešili nekaj svetovno zanimivih skrivnosti jedrske fizike.
Zgoraj predstavljeni projekt ITER kaže da raziskave pridobivanja energije iz zlivanja niso čisto na začetku. V različnih raziskovalnih centrih po svetu že več desetletij proučujejo možnost ustvarjanja pogojev za množično zlivanje ob trkanju naelektrenih delcev (plazme) pri temperaturi nekaj sto milijonov stopinj, kar je dosegljivo v krožnih ceveh, obdanih s posebej oblikovanim magnetnim poljem.
In v čem je prednost zlivanja jeder pred cepitvijo? Naprej v tem, da pri zlivanju ne nastajajo radioaktivni sevalci (npr. pri reakciji D+D), ali pa so kratkoživi (pri reakciji D+T). Klub temu pa razmere glede tega le niso čisto preproste, saj se tudi pri zlivanju sproščajo nevtroni, ki aktivirajo okoliške snovi, vendar je njihova življenjska doba kratkega veka. Velika prednost pridobivanja električne energije z zlivanjem jeder je tudi v tem, da so vhodne snovi razširjene po vsem planetu, čeprav v majhnih deležih. Na zemlji je npr. v vodi delež težke vode, iz katere pridobivajo devterij, 1:6400. Ko bodo morda čez 100 let energijsko izrabljali reakcijo D+D, bodo njeno »gorivo« pridobivali izključno iz svetovnih morij. Takrat ne bo držav, bogatih na tej surovini, odločilno bo predvsem znanje.
Foto: Wikipedia
