časopis pro studenty | magazÍn plnÝ pozitivnÍ energie ... · 3 pohled v době přítomné....
TRANSCRIPT
P r v n í e l e k t r o n i c k ý r o č n í k | č a s o P i s P r o s t u d e n t y | Z d a r m a
Biologie na eTe Španělsko a portugalsko oBohacování uranu Biofilm
T Ř E T Í P Ó L | B ř e z e n 2 0 0 8
Jadernáenergie
M A G A Z Í N P L N Ý P O Z I T I V N Í E N E R G I E
W W W . T R E T I P O L . C Z
TÉMA ČÍSLA
tŘetí pÓl | 1/2008, první elektronický ročník | časopis pro studenty | zdarma | součást vzdělávacího programu svět energie | pro čez, a. s.,vydává: cinemax, s. r. o. | redakční rada: Tomáš gráf, pavel duchek, šárka Beránková, jan obdržálek, lukáš rytíř, jan píšala, michaela ratajová, edita dufkovášéfredaktor: michael pompe | odpovědná redaktorka: ing. marie dufková | grafi cká úprava a sazba: cinemaX, s. r. o. redakce, administrace a inzerce: cinemaX, s. r. o., elišky přemyslovny 433, praha 5 tel.: 257 327 239, fax: 257 327 239e-mail: [email protected] | web: www.tretipol.cz | kopírování a šíření pro účely vzdělávání dovoleno | za správnost příspěvků ručí autoři
oBsaH02 slovo úvodem
03 integral – 5 let ve vesmíru
04 brooklynský most
06 v jaderné elektrárně to žije
07 biofilm – dr. jekyll anebo mr. hyde?
08 vrabec jede na nové palivo
09 jak se obohacuje jaderné palivo
10 ženy, nebojme se jádra…
11 energie recyklovaná pro krokodýly
12do španělska a portugalska za poučením i krásami
13 cena nadace čez 2008
14použité palivo z jaderných elektráren spálí reaktory nové generace
15 www.atomicarchive.com
15 pacman požírá uran
16časový stroj aneb 100 let zpátky žádný problém
17 technologický skanzen temelín
18 uran na zemi vystačí na staletí
19 energie, technika, fyzika (24)
20 učíme jadernou fyziku
20 výročí pokračují – johannes guttenberg
Od 4. do 15. srpna 2008 vám komplexně předsta-
víme naši nejmodernější elektrárnu. Seznámení se
všemi provozy doplní přednášky a cvičení. Na chvíli
se stanete součástí provozu, na simulátoru velína
si vyzkoušíte, jak se cítí operátor, seznámíte se
s dozimetrií, na závěr absolvujete test a odnesete
si certifikát.
Těšíme se na vás!
…je mrtev, ať žije!Vítáme vás u čtení prvního vydání ezinu Tretipol!
Na Vánoce 2007 jsme se loučili se čtenáři papí-
rového vydání studentského časopisu Třetí pól
a slibovali jim „jiný, lepší!“
Určitě jste si všimli, že už od ledna 2008 začalo
hemžení v aktualitách na stránce www.tretipol.cz,
a že slib plníme. Předtím jsme se soustřeďovali na
klasickou formu a elektronická byla jen přídavkem,
dnes na web průběžně přibývá mnoho zajímavých
článků o vědě a technice (a nejen o ní). A aby
konzervativci nebyli ošizeni, přinášíme i čtvrtletní
souhrn toho nejzajímavějšího na PDF, které si mo-
hou po libosti tisknout na papír. V prvním čtvrtletí
vybíráme hlavně téma „jádro“, v druhém to budou
„obnovitelné zdroje“, ve třetím „vzdělávání“ a na
zimu připravujeme „ekologii a úspory“. Pište nám,
o čem byste si chtěli ještě číst, jaké informace
potřebujete ke svému studiu, diskutujte s námi!
Marie Dufková
Otázka: kOlik výtisků tiště-néhO časOpisu třetí pól vy-šlO za dObu jehO existence? (rOzmezí plus minus 100 ks)Prvních deset čtenářů, kteří správně odpovědí
na otázku, získá CD Virtuální realita Temelín
(podrobné procházky hlavními provozy Jader-
né elektrárny).
Odpovědi pište na [email protected], předmět
"soutěž".
3 Právě před pěti lety, v roce 2003, byla uvedena do provozu první polovina Jaderné elektrárny Temelín.
Ano, polovina, protože projekt i veškerá infrastruktura je připravená na 4 tisícimegawattové reaktory.
Před uvedením Temelína do provozu byly jižní Čechy odkázány na dodávku elektrické energie především
z ekologicky zatížených severních Čech. Temelínská elektrárna umožnila nahradit stejný výkon odstave-
ných bloků v uhelných elektrárnách.
Slovo úvodem
pozor! pozor! pozor!naBídka pro všechny Jaderné nadŠence!
soutěž
Jaderná elektrárna Temelín zve středoškoláky se zájmem o jadernou energetiku na Letní univerzitu ETE.
3 F
oto:
Z ve
lína
Jade
rné e
lekt
rárn
y tem
elín
Podrobné informace žádejte na: tel. 381103119, Ing. Pavel Šimák, nebo na e-mailu [email protected]
BřeZen 20082
třetí pól | www.tretipol.cz
Při této příležitosti uspořádala ESA v Itálii
vědecký workshop, který shrnul vědecké
výsledky projektu. Česká účast zahrnovala
dva ústní referáty prezentující výsledky hlav-
ních vědeckých oborů české účasti, a to výzkum
kataklyz mických proměnných hvězd a příbuzných
objektů, a výzkum blazarů (extragalaktických ob-
jektů, podtřídy aktivních galaktických jader, jejichž
výtrysk směřuje přímo k Zemi).
překvapeníPřekvapením je poměrně početná detekce kataklyz-
mických proměnných hvězd (CV) družicí INTEGRAL.
Odhaduje se, že možná až každý desátý zdroj
gama záření pozorovaný družicí je kataklyzmic-
kou proměnnou. Katalog CV detekovaných družicí
INTEGRAL zatím obsahuje 21 objektů této skupiny,
z toho 4 jsou nové identifikace. Další se předpo-
kládají mezi dosud neidentifikovanými gama zdroji
INTEGRALu. Některé objekty září až do tvrdého
rentgenového oboru 60-80 keV. Překvapením je
i objev, že také některé další proměnné hvězdy
(tzv. symbiotické) září v tvrdém gama oboru – dvě
z nich jsou přitom tak jasné ve viditelném světle,
že jsou vidět již ve velmi malém dalekohledu.
naše pOstery upOutalyZ posterů poutal velký zájem náš „late poster“ při-
hlá šený na poslední chvíli a prezentující předběžné
výsledky pozorování unikátního zjasnění rentgenové
dvojhvězdy SAXJ1810.8-2609 získané během služby
našeho pracovníka Rudolfa Gálise v operačním centru
střediska družice ISDC ve Švýcarsku. Další náš poster
popisoval výsledky dosažené především Petrem Ku-
bán kem při snaze o lepší přístup vědecké komunity
k datům z družice formou virtuální observatoře. To je
všeobecně pokládáno za mimořádně potřebné, protože
vědecké publikace používající dat z projektu jsou (pro
astronomy mimo týmy INTEGRALu) nesnadným přístu-
pem k výsledkům vyšší úrovně (tedy obrázky, spektra,
světelné křivky) citelně limitovány. První verze je již
zabudována na webových stránkách střediska ISDC.
výsledky detekceCelkově detekoval INTEGRAL v oboru záření gama
přes 400 zdrojů, z nichž největší skupiny představují
rentgenové dvojhvězdy a aktivní galaxie. Spolehlivě
identifikováno je asi ¾ zdrojů, ostatní bude ještě
třeba identifikovat a klasifikovat. Jako nejvíce vě-
decky výkonný je ze 4 palubních přístrojů hodnocen
rentgenový dalekohled IBIS s detektorem ISGRI.
Hodnotíme-li efektivitu výsledků družice
INTEGRAL je třeba uvážit, že gama teleskopy na
družici jsou tzv. „coded mask“ (s kódovou maskou)
teleskopy s režimem práce i se zpracování dat velmi
odlišným od normálních optických dalekohledů.
Současně, že jde o obor záření gama, kde je přichá-
zejících fotonů málo. Tak například většina objektů
vyžaduje namíření teleskopů na objekt po dobu
minimálně jednoho týdne, často však i několika
týdnů. Na druhé straně však jde o pozorování
v energetickém oboru astrofyzikou dosud málo sle-
dovaným, který poskytuje cenná data pro důležitou
metodu studia objektů multispektrální analýzou.
Přístroje družice pracují nadále spolehlivě, což
přispělo k rozhodnutí o oficiálním prodloužení mise
do roku 2012.
Doc. rNDr. reNé HuDec, cSc.
SkupiNa aStrofyziky vySokýcH eNergií,
StelárNí oDDěleNí aSÚ av Čr, v.v.i., oNDřejov
integral5 leT ve veSmíru
17. října 2007 uplynulo 5 let od vypuštění astrofyzikální družice Evropské kosmické agentury ESA INTEGRAL (Mezinárodní laboratoř pro astrofyziku záření gama). Česká účast se týkala palubního experimentu OMC (optická monitorovací kamera, čili malý optický teleskop) a vědeckého a datového centra ISDC ve Švýcarsku.
3 družice integral3 Pohled na oBlohu v gama Záření očima družice
integral
3 model symBiotické Proměnné hvěZdy
3 model BlaZaru
INTEGRAL source results page
http://isdc.unige.ch/index.cgi?Data+sources
, WWW
BřeZen 2008
třetí pól | www.tretipol.cz
3
3 Pohled v doBě Přítomné. věže mostu neJsou vůBec vyšší než okolní Budovy a ProcháZka Po mostě vedle ProJížděJících aut také asi Příliš PříJemná není. Je vždycky Pokrok Pokrokem?
rOeblingMezi Brooklynem a New Yorkem je záliv, protékaný
řekou East River se silnými spodními proudy. V první
polovině devatenáctého století neexistovalo jiné
spojení než převoznické lodě. V zimě se voda pokrý-
vala ledem, někdy v ní zamrzli převozníci i se svými
zákazníky. V roce 1852 byl na jedné lodi uvězněné
v ledu i německý emigrant John Roebling se svým
patnáctiletým synem. Měl tak dost času prostudovat
nevlídný terén a rozhodl se přes záliv vybudovat
most zavěšený na dvou věžích. Ještě téhož roku pak
vypracoval návrh visutého mostu.
Most měl být téměř 2 km dlouhý, zavěšený ve výšce
40 m nad hladinou vody na dvou 80 m vysokých
věžích, postavených ve vodě u protilehlých břehů.
Vzdálenost obou věží měla činit 490 m a most měl být
vybaven vozovkou širokou 24,4 m. Věže měly základy
o půdorysu 12 × 21 m umístěné v hloubce 12 m (Bro-
oklyn) a 21 m (New York) pod úrovní hladiny vody.
V roce 1867 byla pro výstavbu ustavena společnost
New York Bridge Company, Roeblingův projekt byl
přijat a on sám byl jmenován hlavním inženýrem
projektu. Prodejem akcií společnosti bylo získáno
na stavbu základních 5 milionů dolarů. Počítalo se
s navýšením této částky a s kombinací kapitálu měst
a kapitálu soukromého. Samotný John Roebling před-
pokládal náklady na most 7 milionů dolarů a na výkup
pozemků téměř 4 miliony. Skutečné náklady vzrostly
z důvodu dodatečných požadavků ze strany úřadů,
např. zvýšit výšku středu mostu nad hladinou vody na
42 metrů a rozšířit vozovku na 26 m. Celkem dosáhly
15,5 milionů dolarů.
výstavbaPráce na projektu začíná v roce 1869. V témže roce
John Roebling umírá na tetanus po úrazu, který utr-
pěl při průzkumu staveniště. Vedení projektu přebírá
jeho syn Washington.
Pro stavbu základů věží mostu byly použity
dřevěné kesony s kovovým pláštěm, zatížené nahoře
kamenivem. Po odstranění nánosů v řece, až na tvrdé
podlaží, byly kesony zaplněny kameny a betonem
a na nich byly vystavěny věže.
Dělníci pracovali v kesonech v přetlaku až přes dvě
atmosféry, v horku a zápachu (do řeky byly vyváženy
po dlouhou dobu odpady). Na straně New Yorku při
práci a po ní umírali na „kesonovou nemoc“. Jde o
postižení organismu způsobené primárně bublinami,
které vznikají v tkáních v důsledku nadměrně rychlého
poklesu okolního tlaku a které jsou tvořeny plynem,
převážně dusíkem, jenž se v těle rozpustil během
pobytu v přetlaku. Při normálním tlaku (0,1 MPa) je v
tkáních těla fyzikálně rozpuštěno vždy určité množství
plynů. (U muže střední postavy je v těle rozpuštěn
přibližně jeden litr dusíku a malé množství jiných
plynů.) Při pobytu v přetlaku (např. v kesonu) se
množství plynu rozpuštěného v organismu zvětšuje.
Při dekompresi (rychlém vyplutí na povrch, kde je
nižší tlak) se může rozpuštěný plyn uvolnit přímo
v tkáních v podobě bublin. To poškozuje orgány těla
a člověk umírá. Charakteristické byly prudké bolesti
a zvracení, při kterém se postižený ohýbal v pase,
proto této nemoci říkali dělnici „bends“, ohyby.
Zahajujeme seriál „Velké stavby minulosti“. Člověk se neustále odvážně pouští do zdánlivě neuskutečnitelných projektů - odvaha, cílevědomost a přesná technická práce nakonec zvítězí. Mnoho projektů nese zpočátku pejorativní nálepku „megalomanský“. Neprávem. Čas většinou prokáže, že posměšná nálepka není na místě. Naopak - generace následovníků stojí v úžasu, co lidský duch a ruce techniků a stavitelů dokázaly.
BřeZen 20084
třetí pól | www.tretipol.cz
Brooklynskýmost
3 Práce na mostu očima soudoBého ilustrátora. Zdá se to neuvěřitelné, ale nikdo nesPadl.
3 Panoráma mostu PotvrZuJe tvrZení, že Jeho věže, Postavené Z cihel a žuly, „vysoce Převyšovaly soudoBou ZástavBu“. ZáBěr Je Z roku 1893.
3 Brooklynský most dnes.
Kesonovou nemocí byl postižen i Washington Roe-
bling. Protože proti ní neexistoval lék, nezbývalo než
čekat na smrt. Roebling sice zůstal ochrnutý, téměř
nepohyblivý a s velkými bolestmi, ale jeho extrémní
vůle dokončit otcův projekt byla tak velká, že přežil
a s pomocí své manželky a vynikající paměti vedl
projekt z lůžka dále.
Po dokončení opěrných věží bylo třeba natáhnout
hlavní i závěsná lana. Nejprve byl konec jednoho lana
o průměru 19 mm protažen přes jednu věž a upevněn
na kotevním bloku. Potom přejela loď s druhým kon-
cem lana řeku. Lano přitom zmizelo pod vodou a jeho
druhý konec byl přes druhou věž převeden na buben,
kterým ve druhém kotvišti otáčel parní stroj. Pak byla
zastavena lodní doprava na řece a lano bylo za obdivu
četných diváků parním strojem napínáno, až vyjelo
z vody do výšky věží. To samé bylo provedeno s dru-
hým lanem. Pak byla obě lana na protilehlých stra-
nách spojena a zavedena přes volně otočnou kladku
na jedné straně a ozubenou kladku poháněnou parním
strojem na straně druhé. Vznikla tak uzavřená smyčka,
kterou bylo možné pohánět. Celý princip nebyl příliš
nový, používaly ho i hospodyňky v Itálii, které tak
sušily prádlo na šňůře natažené od okna k oknu napříč
úzkou ulicí. Pouze rozměry byly trochu jiné.
Práci na stavbě mostu komplikoval sníh, led, slunce
(ocel se zahřátím protahuje), ale nakonec se podařilo
složitou síť lan dokončit. Jak s obdivem zaznamenal
dobový novinář, „aniž by jediný pracovník spadl
ze závratné výšky dolů do řeky“. Ne že by nebyly
vůbec žádné ztráty, asi 20 dělníků zahynulo při pra-
covních nehodách, další na kesonovou nemoc.
zahájení prOvOzuPo dokončení stavby, která trvala 14 let, byl most
14. května 1883 ve dvě hodiny odpoledne slavnost-
ně otevřen pro veřejnost. Ten den ho přešlo 150 300
lidí, mostné bylo 1 cent. Pro vozidla byl zpřístupněn
most stejný den v pět hodin odpoledne. Přejelo
jich 1 800, za každé se platilo 5 centů. Washington
Roebling pozoroval otevření mostu dalekohledem ze
svého bytu.
V historii po mostě přejížděly kočáry, později vlaky
a tramvaje. V roce 1950 byl most upraven na 6 pruhů
pro automobilovou dopravu a střední pás pro chodce
a cyklisty. Dnes je brooklynský most druhý nejvíce
frekventovaný most v New Yorku. Hmotnost vozidel je
omezena na 2,7 tuny, nákladní automobily a autobu-
sy po něm jezdit nesmí, každodenně jím projede 144
000 automobilů. Ale žádné mostné platit nemusí.
Náročné dílo se podařilo, slouží a New York se jím
chlubí dodnes.
MilaN poSpec
www.verifik.cz
D. Cadbury: Seven Wonders of The Industrial World,
Fourth Estate, London 2003
, Použitá literatura
http://en.wikipedia.org/wiki/Brooklyn_Bridge
, WWW
BřeZen 2008
třetí pól | www.tretipol.cz
5
bakterie ve všech OkruzíchV primárním okruhu vládne sterilní prostředí,
teplota 300 °C, silná radiace a tedy žádné velké
hemžení. Život však nacházíme tam, kde je
v systémech primárního okruhu nízká teplota
a kde se vyskytne krmivo pro bakterie. Jsou
známy případy, kdy bakterie či houby tvoří na
organickém substrátu (různé nevhodné nátěry,
ionexové hmoty, organické nečistoty apod.)
slizovité povlaky, někdy úctyhodných rozměrů.
Velmi zajímavou kategorií jsou bakterie, které se
živí ocelí, za příznivých podmínek i nerezovou.
Jsou to anaerobní bakterie, které si berou energii
z chemické reakce – proto jim říkáme chemotrof-
ní. Oxidují kovy kyslíkem obsaženým v anorga-
nických kyslíkatých solích (sírany, dusičnany).
I v nerezovém materiálu mohou vytvářet velmi
uzavřené a hluboké kaverny a tím způsobit i de-
strukci zařízení. O bakterie, které umějí rozkládat
ionexové hmoty (polystyren) na elektrárně sice
příliš nestojíme, nicméně zde jsou a mohou být
užitečné při likvidaci použitých ionexových hmot.
Působení bakterií v systémech primárního okruhu
vypadá hrozivě, v principu se však jedná spíše
o vzácné kuriozity než o vážný problém.
Podobná situace panuje v parovodním se-
kundárním okruhu. Čím dále jdeme od reaktoru
k nižším teplotám (sterilizujícím faktorem je zde
daleko více teplota než radiace), tím pestřejší
život objevujeme.
jaderka funguje jakO čistička vOdy i vzduchuPodíváme-li se na systém chladicího okruhu kon-
denzátorů turbín s chladicími věžemi z pohledu
„vodaře“, pak konstatujeme téměř absolutní
shodu principu konstrukce tohoto okruhu s prin-
cipem konstrukce čistírny odpadních vod na bázi
biofiltrace. Pouze rozměry a některé technologické
parametry jsou odlišné.
v jaderné elekTrárně to žiJeJaderná elektrárna není jen mrtvá konstrukce ze železa a betonu určená k výrobě elektrické energie, ale velmi živý celek. Kromě lidí zde vegetuje spousta živých organizmů, které jsou někdy vítanými spolupracovníky, jindy působí potíže. Jejich přirozeným prostředím je především voda. Najdeme ji všude na cestě toku energie v jaderné elektrárně.
Například v Jaderné elektrárně Temelín probíhá
odbourávání organických látek z vltavské vody na
chladicích věžích s účinností 75 %! V tzv. bio-
filmu chladicích věží, pokrývajícím obrovskou
plochu deskové výplně spodních částí věží, najde-
me velmi podobnou biocenózu (kulturu bakterií,
prvoků, láčkovců a červů), jako v čistírenském
zařízení. Potravou pro tyto organizmy je i orga-
nická hmota, která se dostává do vody chladicího
kruhu ze vzduchu.
jak jsme pOhnOjili i tzv. tech-nickOu vOduIhned po zahájení provozu elektrárny jsme
začali upravovat technickou vodu dávkováním
prostředků proti tvorbě biofilmu, proti tvorbě
úsad na teplosměnných plochách a proti korozi
oceli. Používaný inhibitor koroze byl však na bázi
fosforu a tak jsme si bohužel nevědomky vodu
v těchto systémech pěkně pohnojili. Provozní
zkušenosti navíc ukázaly, že program ošetřování
systému neřeší zvýšený výskyt zelených řas. Vyso-
ká produkce zelené organické hmoty způsobovala
vznik substrátu pro následné bakteriální oživení,
zvýšilo se riziko ucpávání technologie, zhoršil
přestup tepla na chladičích a vlastnosti vody se
stávaly nepřijatelnými.
„naše“ řasa nadchla bOtanikyV tu dobu jsme také intenzivně pátrali po možném
úniku oleje do vody – voda silně páchla po
ropných látkách a úsady měly mazlavý charakter.
Bezúspěšně. Zajeli jsme proto do Botanického
ústavu Akademie věd v Třeboni za RNDr. Jaromírem
Lukavským. K našemu překvapení byli botanici,
na rozdíl od nás, nálezem nadšeni. To co objevili
v naší technické vodě nebyla obyčejná jednobu-
něčná řasa rodu Chlorela, ale unikátní organizmus
Trachydiscus minutus, který objevil a popsal
P. Bourrely v rybníčku pařížské Botanické zahrady.
Jde o jednobuněčnou zelenou „řasu“ držící se
u hladiny na světle pomocí kapičky oleje, který
pro tento účel sama produkuje. Existuje teorie,
podle které za vznikem některých ropných
ložisek stojí právě tyto organizmy. Při úmrtí
či poškození buňky dochází k uvolnění oleje
z organizmu do vody. Okamžitě nás napadla
otázka, zda je to problém, který škodí, nebo
zda by naopak mohl snižovat korozi technic-
kého zařízení. Nejdříve jsme na likvidaci řasy
aplikovali s poměrně velkou účinností algicidní
chemikálii. Bylo nám však jasné, že je třeba
odstranit příčinu problému, nikoliv svádět věčný
boj proti důsledkům. Proto jsme začali testovat
dvě různé varianty chemického složení. Variantu
s inhibitorem koroze na bázi zinku bez fosforu
a variantu s pouhou úpravou vody vápnem, bez
používání jakýchkoliv cizorodých chemikálií.
Nejlepší výsledky vykazovala úprava vody pouze
vápnem. Oproti druhé variantě byla čirost vody
fantastická.
„nechte hOubu ať ty řasy zlik-viduje“Jednoho dne jsme opět pozorovali počátek
„zelené exploze“ v systému technické vody.
Za několik set tisíc korun jsme byli připraveni
nakoupit speciální algicid (prostředek na ničení
řas). Před tím se však na „náš problém“ podíval
pan doktor Lukavský do mikroskopu a prohlá-
sil: „Vidíte tady ty výpučky na povrchu řasové
buňky? To bude asi parazitní houba. Já bych
s dávkováním počkal ještě týden a ono to ty
řasy zlikviduje samo.“ A stalo se. Díky biologům
jsme ušetřili peníze i životní prostředí. Opět se
ukázalo, že využívat v provozu jaderné elekt-
rárny poznatků z biologie a ekologie je nejen
nezbytné a přínosné, ale i nesmírně zajímavé
a poučné.
václav HaNuS, HaNa urbaNová
3 trachydiscus minutus ve světelném mikroskoPu. Průměr Buněk Je okolo 5 μm. výraZná Je žlutá oleJová kaPka uProstřed, nástěnný miskovitý chromatoFor.
3 centriFugační Zkumavky se vZorky Z BaZénů 1 až 3
3 roZstřik oBěhové vody na hladinu otevřeného BaZénu
BřeZen 2008
třetí pól | www.tretipol.cz
6
Biofilm: dr. Jekyll aneBo mr. Hyde?
3 BioFilm – souvislá vrstvička Bakterií a řas s růZnou odolností vůči vytékaJícím tePlým mine-raliZovaným Pramenům – ZPůsoBuJe v yelloWs-tonském národním Parku roZdílné ZaBarvení Jednotlivých teras.
3 častým místem výskytu BioFilmu Jsou vodovodní a kanaliZační PotruBí, kouPelny, či toalety. na oBráZku ZáBěr Z umývárny kláštera Wen-shu v hlavním městě čínské Provincie sečuán.
3 neJZnáměJším Příkladem BioFilmu Je ZuBní Plak. vZniká Již na Prvních dětských ZuBech; Jeho výskyt Je PodPořen PříJmem Potravy s oBsahem cukrů, ZeJména Pak sacharóZy.
Mikrobiální organismy mají tendenci shlukovat se do složitých útvarů pokrývajících tenkou vrstvou jejich tělíček rozsáhlé povrchy. Tyto shluky se nazývají biofilm (bioblána). Jsou tak více odolné před účinky antibiotik, způsobují celou řadu problémů lidskému imunitnímu systému, dokonce tím zvyšují frekvenci přenosu genů mezi jednotlivými buňkami. Mají za následek nejrůznější průmyslové kontaminace, tzv. biofouling (vznik povlaků bakterií na površích ponořených do nejrůznějších tekutin včetně vody) a biokorozi, která je problémem například i ve zdivu Karlova mostu v Praze.
jak se přišlO na biOfilmy?Dlouhá léta platilo dogma, že bakterie nemohou žít
například v žaludku člověka či jiných savců neboť je
tam velmi kyselé prostředí, že se nemohou množit
uvnitř buněk jiných organismů, anebo že nemohou růst
v prostředí chudém na živiny. Nic z toho však neplatí!
Dnes již známe bakterie z rezavé vody naplňující ústřed-
ní topení, baktérie žijící v gejzírech, anebo mikroorga-
nismy žijící v „černých kuřácích“, což jsou průduchy na
dnech oceánů chrlící vodu o teplotě vyšší než 400 °C.
A v čem že je problém? Pokud žijí jednotlivé bakte-
riální buňky samostatně, často podobná extrémní pro-
středí nepřežijí. Bakterie však mají tendenci přilnout,
doslova se přilepit na pevný povrch. Jakmile přilnou,
změní své chování i vzhled a začnou produkovat do
prostředí velké množství lepivých polysacharidů. Buň-
ky pak drží pohromadě v jakési hlenovité mikrokolonii,
rostou, množí se a dávají vzniknout i strukturám
zajišťujícím dostatečnou výživu, přísun čerstvé vody
a případně i kyslíku pomocí nejrůznějších kanálků.
biOfilm a lidské tělONejznámnějším biofilmem popsaným v lidském těle je
zubní plak – žlutavý povlak na povrchu zubů. Lze jej
sice odstranit běžným čištěním zubů, nicméně během
několika hodin se ihned vytváří znovu. Základem je
vrstvička slin, na které se usazují bakterie. Poté, co
se stane silnější, hladovějící bakterie štěpí své zá-
sobní cukry, čímž vznikají kyseliny poškozující zubní
sklovinu a umožňují následný vznik zubního kazu.
Velmi častý je rovněž vznik biofilmu v nekrotic-
kých tkáních, žlučových cestách, při infekci kostní
dřeně, při zánětu prostaty či při cystické fibróze. Při
ní dokonce masa bakteriemi produkovaného hlenu
ucpává dýchací cesty a znesnadňuje výměnu plynů
v plicích. Častá je přítomnost biofilmů na cévkách
zaváděných do těla; infikovány mohou být i dýchací
přístroje, děložní tělíska, dialyzační přístroje, do-
konce i nesprávně udržované kontaktní čočky. Bio-
filmem se často pokrývají i cizorodá tělíska v těle,
mezi které patří i kloubní náhrady a jiné implantáty
včetně umělých srdečních chlopní, kde může dojít
až k jejich uvolnění.
Zvláštností biofilmů, důležitou pro jejich úspěšný
rozvoj v lidském těle, je zvýšená odolnost k antibio-
tikům. Zároveň je v biofilmech tisícinásobně vyšší
frekvence přenosu genů mezi buňkami. Znamená to,
že pokud bakterie získá rezistenci proti antibiotiku
(v přírodě docela běžný jev), tisíckrát pravděpo-
dobněji ji bude schopna předat i okolním buňkám
biofilmu v porovnání s těmi, které se pohybují volně
bez výraznější vazby na své okolí.
jsOu biOfilmy k něčemu dObré?Ano, biofilmy mohou například za velkou část samo-
čisticí schopnosti potoků a řek; umějí snižovat zne-
čištění půd. Příkladem jejich využití je biofiltr – jedna
z technologií používajících mikroorganismy k čištění
zapáchajícího vzduchu. Dobře udržovaný biofiltr může
snížit emise páchnoucích látek až o 85%, čpavku
o 60% a sirovodíku až o 90%.
Dalším z mnoha možných využití biofilmů dotaže-
ných až do prvních pokusů o uplatnění v praxi je
mikrobiální elektrochemický článek. Jde o to, že
bakterie jsou schopny přesunu elektronů na kovy,
které se tak stávají katodou daného elektrického
článku. Existují již bakteriální elektrochemické články
spotřebovávající živiny z odpadních vod – anebo
naopak miniaturní články o velikosti např. baterie do
mobilních telefonů.
rNDr. petr HeNeberg
ceNtruM pro výzkuM Diabetu,MetaboliSMu a výživy
3. lékařSká fakulta uNiverzity karlovy v praze
BřeZen 2008
třetí pól | www.tretipol.cz
7
Nejde o dietní přeškolení ptáka – VRABEC je familiární označení školního reaktoru VR-1 na Fakultě jaderné a fyzikálně inženýrské ČVUT Praha. Jedná se o reaktor lehkovodního typu, který se využívá pro výuku posluchačů technických univerzit v České republice, pro přípravu odborníků pracujících na českém jaderném programu a pro zahraniční spolupráci. VRABEC je reaktorem bazénového typu pracujícím s obohaceným uranem. Jako moderátor používá lehkou demineralizovanou vodu, která má zároveň funkci reflektoru (vrací neutrony do aktivní zóny), biologického stínění a chladiva. Výkon reaktoru je velmi malý, do 1 kW tepelného, krátkodobě do 5 kW. Čili asi jako u rychlovarné konvice.
, další Foto
, další články
, Základní charakteristiky školního reaktoru vr-1
3 Z návštěvy PreZidenta václava klause v Prosto-rách školního reaktoru FJFi 3. Prosince 2007
3 aktivní Zóna reaktoru vr-1 3 kontrola nového Paliva irt-4m
3 kontrola nového Paliva irt-4m
menší ObOhaceníZatímco se dříve v reaktoru používalo palivo s obo-
hacením 36 % 235U, kategorizované jako vysoce
obohacené (HEU – Highly-Enriched Uranium),
v současné době ho nahradilo palivo s oboha-
cením pod 20 % 235U, kategorizované jako nízko
obohacené (LEU – Low Enriched Uranium). Změna
se uskutečnila v souladu se záměry mezinárodního
programu RERTR (Reduced Enrichment for Research
and Test Reactors – snížení obohacení pro výzkum-
né a zkušební reaktory) sledujícího minimalizaci
nebezpečí zneužití paliva teroristy. Za doporučenou
bezpečnou hranici, při které zneužití štěpitelného
uranu nehrozí, se pokládá obohacení paliva do
20 %. Některé výzkumné reaktory však mají ve svém
palivu strategicky důležitého uranu 235 mnohem
více, a to až 80 %. Tak vysoce obohacený uran je
již potenciálně zneužitelný pro výrobu klasické
atomové zbraně. Palivo pro energetické reaktory,
např. Temelín a Dukovany, má přitom obohacení
mnohem nižší – do 5 %. Zneužití zde tedy nehrozí.
Celkové náklady na záměnu paliva za méně obo-
hacené přesáhly 2 miliony amerických dolarů a plně
je hradilo ministerstvo energetiky USA (US DOE).
nepatrné kOnstrukční změnyZákladní koncepce ruského trubkového paliva celé
řady IRT-M je stejná. Konstrukčně se jedná o kon-
centrické trubky čtvercového průřezu, kde jedna
je zasunuta v druhé. Palivová vrstva je tvořena
disperzí Al a UO2 s obohaceným uranem. Pokrytí je
tvořeno vrstvou hliníku. Palivo je navrženo tak, aby
bylo v aktivní zóně jednoduše zaměnitelné, a aby
nároky na úpravu reaktoru byly minimální. Sou-
časné palivo se od bývalého geometricky prakticky
neliší. Tloušťka palivové vrstvy a pokrytí je jiná
pouze o několik desetin milimetru.
jak vše prOběhlOPod dohledem inspektorů MAAE bylo palivo ve vý-
robním závodě v Novosibirsku zabaleno a umístěno
do přepravních kontejnerů opatřených pečetěmi
atomové agentury. Na pracoviště školního reaktoru
VR-1 dorazilo v podobě 21 nových palivových
článků. Termíny odvozu původního paliva zpět do
Ruské federace a následného dovozu nového paliva
z výrobního závodu v Novosibirsku podléhaly z bez-
pečnostních důvodů přísnému utajení a transport
paliva se uskutečnil pod policejní ochranou.
Samotné záměně paliva předcházela pečlivá
příprava celého pracoviště reaktoru VR-1. Proběhly
všechny potřebné neutronově fyzikální, termo-hyd-
raulické a bezpečnostní výpočty. Nezávislé výpočty
se paralelně uskutečnily i v ANL (Argonne National
Laboratory) v USA, přičemž shoda výsledků byla
pozoruhodná.
Škarohlídské představy, že reaktor VR-1 nebude
s nízko obohaceným palivem schopen provozu, se
nepotvrdily.
Na vlastní oči se o tom může přesvědčit každý.
Zájemci o exkurzi na Vrabec jsou vítáni – domluvte
se e-mailem na adrese: [email protected].
jaN rataj, Čvut, fjfi
foto: a. kolroS, kjr
jmenovitý výkon1 kW (tepelný), krátkodobě 5 kWreaktorové nádobyprůměr 2 300 mm, výška 4 720 mmstínění reaktoruvertikální: H2O, horizontální: H2O + barytový betonteplota v reaktorupracovní cca 20 °Cchlazenípřirozenou konvekcí (prouděním)tlakatmosférickýregulační systém5 až 7 regulačních tyčí UR 70 s kadmiovým absorbátoremhustota toku neutronů 2 až 3.1013 m-2.s-1 (podle typu konfigurace aktivní zóny a měřeného místa)
http://multimedia.cvut.cz/public/reaktor/
http://picasaweb.google.cz/President.na.VR1
Třetí pól, prosinec 2001, únor 2004.
BřeZen 20088
třetí pól | www.tretipol.cz
vraBec jede na nové palivo
Schema principu obohacování najdete na webu
www.tretipol.cz.
Pro energetické využití se ve většině světových jaderných reaktorů obvykle používá uran obsahující okolo 3 až 4 % izotopu 235U. Jak to ale udělat, když přírodní uran obsahuje 99,3 % izotopu 238U a z hlediska chemického chování jsou oba izotopy prakticky totožné? Naštěstí existují technologické postupy obohacování uranu založené na rozdílných fyzikálních vlastnostech izotopů.
jak Se oBohacujeJaderné palivo
Přírodní uran existoval již při vzniku Země.
Na počátku, zhruba před 4,5 miliardou let,
měl vysoký obsah izotopu 235U – byl tedy
„vysoce obohacený“. Během času se nestabilní izo-
topy podle zákona radioaktivní přeměny rozpadají
(přeměňují) a izotop 235U, který má ve srovnání
s izotopem 238U poločas rozpadu přibližně sedmkrát
kratší, se stal vzácnějším. Dnes obsahuje přírodní
uran izotopu 235U pouze 0,7 %.
Obohacení jaderného paliva o izotop 235U je
důležité pro řízenou štěpnou reakci v nejběžnějších
lehkovodních reaktorech. Pomocí zpomalených
neutronů je štěpitelný právě izotop 235U. Existují
i reaktory využívající přírodní uran, neobohacený, ale
ty musejí používat jako moderátor tzv. těžkou vodu
(D2O). S obyčejnou (lehkou) vodou H2O se při použití
přírodního uranu reaktor vůbec nerozběhne. Při vlast-
ním provozu reaktoru je mimořádně důležitá celková
bilance neutronů; ta je mnohem lepší, pokud se pro
reaktor použije obohacené palivo. Lehká voda jako
moderátor je také mnohem levnější a dostupnější.
Výsledkem obohacování jaderného paliva je
uran, který obsahuje více izotopu 235U než uran
přírodní. Takto obohacené palivo umožňuje nejen
s reaktorem pracovat na potřebném výkonu, ale i po
dostatečně dlouhou dobu. Při provozu reaktoru se
izotop 235U spotřebovává, postupně „vyhořívá“.
jak se tO děláNejpoužívanější metody obohacování jsou difúze
a odstředivková metoda, popř. kombinace těchto
metod. Obě využívají nepatrný rozdíl v hmotnostech
obou sledovaných izotopů uranu. Obohacovací pro-
ces je energeticky i časově velice náročný a vyžaduje
vyspělou technologii. Největší obohacovací závody
využívající plynné difúze jsou ve Francii a v USA,
centrifugy se využívají v Rusku, Číně, Velké Británii,
Nizozemí, Německu. Menší obohacovací závody jsou
i v Jižní Africe, Pakistánu a v Japonsku. Já jsem
měla možnost navštívit provoz Eurodif francouzské
firmy Areva (dříve Cogema) v údolí Rhôny v jižní
Francii a ráda se s vámi o své zážitky podělím.
difúzeUran je nejprve přeměněn na plynný hexafluorid
UF6, který je pod tlakem protlačován keramickými
porézními přepážkami v mnohastupňových difúzních
kaskádách. Molekuly hexafluoridu s izotopem 235U
jsou lehčí a tedy oproti molekulám s izotopem 238U
nepatrně „hbitější“, takže procházejí o něco málo
rychleji. Aby ve výsledném produktu byl více zastou-
pen izotop 235U, je třeba proces tisíckrát opakovat.
Hlavním ekonomickým problémem metody je mi-
mořádná energetická náročnost – proces probíhá za
vysokých teplot, kompresory protlačující plyn mem-
bránami spotřebují mnoho energie. Pro představu:
vedle rozsáhlého francouzského závodu Eurodif (zau-
jímá 600 hektarů) stojí jaderná elektrárna Tricastin.
Tři ze čtyř jejích tisícimegawattových bloků vyrábějí
energii jen pro obohacovací závod Eurodif. Přesto se
to vyplatí – obohacený uran je báječným vývozním
artiklem. Spolupráce Tricastinu a obohacovacího
závodu zároveň působí jako vítaný regulátor spotře-
by v síti – je-li elektřiny nadbytek, pracuje Eurodif.
Je-li elektřiny nedostatek, difúzní kolony se zastaví
a elektrárna dodává do veřejné sítě.
centrifugacePro druhou metodu se uran rovněž převádí na plyn-
ný UF6. V odstředivkách (centrifugách) při vysokých
otáčkách se pak molekuly s těžším izotopem 238U
hromadí na okrajích a ve středu centrifug zůstávají
převážně molekuly s izotopem 235U.
Tento systém pracuje s 50krát menší spotřebou
energie než difúzní systémy a jeho účinnost je
závislá především na rychlosti otáčení centrifugy.
Pro dělení izotopů uranu se tento systém zavedl
v 70. letech 20. století. Dříve se obvykle používaly
rotačky s ocelovými lopatkami, dosahujícími rych-
losti kolem 330 m/s (rychlost zvuku), v současné
době se prosazují materiály z uhlíkových vláken
s rychlostí 600 m/s a teoretické možnosti využití
vlastností Kevlaru dávají předpoklad dosáhnout až
1 100 m/s. Pro potřebné obohacení je nezbytné
použití kaskád několika desítek tisíc kusů odstředi-
vek. V lokalitě Eurodif se vedle provozu s difúzními
kolonami staví moderní provoz Georges Besse II,
v němž po dokončení bude pracovat sedm milionů
odstředivek. (Georges Besse byl v sedmdesátých
letech prezidentem Eurodif a byl zavražděn akti-
visty). Byla jsem jedním z posledních návštěvníků
staveniště – brzy se haly uzavřou, protože montáž
odstředivek je tajná.
Areva je jedním ze čtyř největších dodavatelů
obohaceného uranu na světě a ovládá více než
25 % trhu. Odpadní teplo z provozů Eurodif se
využívá pro vytápění.
Marie Dufková
3 v PoPředí Jaderná elektrárna tricastin se 4 tisícime-gaWattovými Bloky, chlaZená Je řekou rhônou (chla-dicí věže k ní nePatří, chladí areál eurodiF). tmavé Bloky v PoZadí ukrývaJí diFuZní kolony. Za chladicími věžemi se staví Budovy Pro odstředivky.
3 Jedna Z diFúZních kolon. Je asi 20 m vysoká, má 4 m v Průměru a Je naPlněná dlouhými keramickými truBičkami. můžete PřiJít až k ní, ale nedoPoručuJe se dotýkat se v hale ani ZáBradlí – Proces ProBíhá Při tePlotách Přes tisíc stuPňů. také komPresory Zde vytvářeJí těžko snesitelný hluk. takovýchto kolon Jsou Zde stovky.
3 v novém oBohacovacím Závodě Bude sedm milionů takovýchto truBic – centriFug. Jsou asi 3 m dlouhé a maJí Průměr 15 cm.
, Bližší inFormace k oBohacování naJdete na adrese:
http://www.ieer.org/reports/uranium/enrichment.pdf
BřeZen 2008
třetí pól | www.tretipol.cz
9
Jak jste se dostala ke studiu jaderného oboru,
co Vás zaujalo?
Vzhledem k tomu, že pocházím od Dukovan a v této
oblasti jsou chladicí věže vidět snad z každého
místa, tak už jako malá holčička jsem přemýšlela
nad tím, co je to za věže na horizontu, k čemu jsou
a proč jsou některým lidem trnem v oku. Samozřej-
mě, prvním pocitem po havárii jaderné elektrárny
Černobyl byl strach, ale postupem času ho vystřída-
la zvědavost, co že se to uvnitř jaderné elektrárny
vlastně děje. A to už byl jen malý krůček přihlásit
se na ČVUT-FJFI a jít „studovat reaktory“.
V loňském roce jste navštívila Jižní Koreu? Co
Vás tam vedlo?
V letních měsících 2007 jsem měla možnost zúčast-
nit se Letního institutu World Nuclear University,
který se v letošním roce konal v Koreji. Celá tato
akce vznikla na popud čtyř velkých světových jader-
ných organizací, a to WNA (Světová jaderná asocia-
ce), WANO (Sdružení provozovatelů jaderných elek-
tráren), IAEA (Mezinárodní agentura pro atomovou
energii), OECD/NEA (Jaderná agentura Organizace
pro hospodářskou spolupráci a rozvoj). Pod jejich
záštitou vznikla jakási virtuální univerzita. Záměrem
bylo spojit odborníky z jaderného odvětví v jednu
velkou světovou síť. Nejlepším krokem jak toho
dosáhnout je začít v tomto duchu vychovávat mladé
lidi. Právě pro ně je určen tento Letní institut.
Jednalo se již o třetí ročník, první se konal v USA,
druhý ve spolupráci Švédska a Francie. Korea se jako
jaderná velmoc této akce zhostila v loňském roce.
Česká republika spolu se Slovenskem a Maďarskem
se ucházejí o pořádání WNU SI v roce 2009.
Nejedná se však o akci určenou pouze pro reak-
torové či jiné fyziky, ale pro všechny obory, které
mají nějaké pojítko s jádrem jako takovým. Mezi
zúčastněnými sice převažovali právě fyzici a „pro-
vozáci“ ze všech oblastí elektrárny, ale nechyběli
ani právníci zabývající se legislativou spojenou
se zajištěním jaderné bezpečnosti, s provozem
elektráren, atd. Početnou skupinu tvořili vědci
a fyzici zabývající se všemi možnými oblastmi –
počínaje těžbou a zpracování uranu, přes možnosti
obohacování paliva, optimalizace aktivní zóny, až
po možnosti přepracování paliva či jeho uložení.
Další významnou část účastníků tvořili instruktoři
a učitelé, dokonce se zúčastnila i jedna novinářka.
Směsice to byla skutečně pestrá.
Velkým přínosem této akce byla především
možnost výměny zkušeností v jednotlivých zemích
a získání přehledu ve všech možných oborech
souvisejících s jádrem. V neposlední řadě také
vytvoření kontaktů na profesionály po celém světě.
Co zaujme Evropana v této zemi?
Dvěma slovy: ochota a slušnost místních lidí.
V Koreji se vám nemůže stát, že na vás bude někdo
hrubý, nebude vám chtít vyjít vstříc. Korejci jsou
ochotni pro vás udělat cokoli, jen aby dosáhli vaší
spokojenosti. V Koreji se nemůže stát, že vás někdo
okrade. Například po zavírací době v supermarketu
se zboží na pultě pouze přikryje, ale jinak se pone-
chá na místě, kde se přes den prodává, přestože je
supermarket otevřen pro průchod do jiné ulice. Zbo-
ží zůstane vystavené na pultu proto, že nehrozí, že
by ho někdo ukradl. Tohle lze s českou zkušeností
jen velice těžko chápat.
Na Korejcích lze obdivovat jejich píli a odhodlá-
ní budovat a mít se dobře jako se mají euroatlan-
tické civilizace. V 50. letech proběhla válka, která
rozdělila Korejce na Severní a Jižní. Od této doby
jsou Korejci stále oficiálně ve válečném stavu,
který jim ale nijak nebrání v rozvoji. Jižní Korea
je otevřená svobodná země a snaha mít se dobře
je vidět v Koreji na každém kroku. V této zemi
byla za posledních asi 50 let vybudována téměř
kompletně nová infrastruktura, rychlovlaky se
protínají s čtyřproudými dálnicemi. Mnohopodlaž-
ní domy lemují ulice statisícových měst. Na jihu
Koreje jsou četné luxusní výletní hotely a pláže.
Po celé Koreji jsou v horách rozesety starodávné
chrámy. Některé jsou skutečně starodávné, jiné
byly ve válce srovnány se zemí, ale v duchu zacho-
vání tradic Koreje byly podle původních plánů
vystavěny od základu znovu. Starobylé se prolíná
se supermoderním.
ženy, neBojme Se jádra…Jaderná energetika je neustále především mužskou záležitostí. Podle průzkumů veřejného mínění mají ženy z jádra větší obavy než muži. Požádali jsem proto o rozhovor ing. Evu Bartejsovou, která pracuje v oblasti výzkumu a vývoje v Oddělení teoretické reaktorové fyziky v Ústavu jaderného výzkumu v Řeži u Prahy.
BřeZen 200810
třetí pól | www.tretipol.cz
3 eva BarteJsová na trenažeru školicího střediska ve sPolečnosti kori nPP
3 Prostranství Před chrámem v centru soulu 3 lesní chrám
3 FúZní reaktor
3 Jižní Brána
World Nuclear University Summer Institute
http://www.world-nuclear-university.org
World Nuclear Association
http://www.world-nuclear.org
, Důležité kontakty
energie rec yklovaná pro krokodýlyZařízení EURODIF na jihu Francie, které slouží
k obohacování uranu pro výrobu paliva pro jaderné
elektrárny, spotřebovává mnoho energie. Tepelné
výměníky produkují množství horké vody. Dá se
použít k různým účelům, například vytápí 2 400
bytů v městě Pierrelatte a 42 hektarů zeměděl-
ských skleníků. Kuriozním použitím je horkovod
pro krokodýlí farmu. 250 MW energie v horké vodě
se používá k udržování tropické teploty pro tato
exotická zvířata. Farma má rozlohu 6,500 m2 a je
největším tropickým skleníkem ve Francii přístup-
ným veřejnosti. Teplou vodu z EURODIF si tu užívá
500 krokodýlů, 6 gaviálů a 600 druhů tropických
rostlin. Od roku 1994, kdy byla farma otevřena, ji
navštívilo více než 200 000 návštěvníků. Farma
zaměstnává 15 lidí a již 10 let zde pracuje i vědec-
ká laboratoř specializovaná na tyto pravěké plazy.
Farma produkuje nejen krokodýlí kůže, ale např.
i oplozená krokodýlí vejce pro projekt záchrany
Nilských krokodýlů v jejich domovině.
MD
Účastníkem WNU SI (Světové jaderné
univerzity) se může stát každý mladý člo-
věk, který se nějakým způsobem pohybuje
v jaderném oboru. Samozřejmě je třeba si
do programu podat přihlášku a poté být
vybrán komisí.
Program probíhá jednou ročně, tudíž
i jednou ročně je stanoveno datum, do kdy
lze přihlášku podat. Do ročníku 2008, který
proběhne v Kanadě, se již přihlásit nelze,
ale nic není ztraceno, v průběhu září bude
vyhlášen další ročník. Vzhledem k tomu,
že WNU Summer Institute je považován za
prestižní záležitost, počet zájemců značně
převyšuje kapacitu a není snadné se do
programu probojovat.
Podrobné informace potřebné k přihlášení
lze získat na adrese http://www.world-nuc-
lear-university.org/html/summer_institu-
te/2008/applying.htm, kde jsou uvedeny
jak podmínky pro přijetí, tak kontaktní
údaje, kam vyplněnou přihlášku odeslat.
Jak vidíte perspektivy rozvoje jaderné energe-
tiky v ČR?
Velmi jasně. Domnívám se, že pomalu a jistě
nastává doba, kdy si všichni uvědomujeme, že se
bez energie prostě neobejdeme. Iluze, že se vrátíme
na stromy či zastavíme průmyslový růst, je skutečně
mylná a energie bude potřeba víc a víc. To všichni
velice dobře víme. Také bychom si ale už měli
konečně uvědomit, že energie neroste na stromech,
ale je třeba ji vyrobit a že v našich českých pod-
mínkách (ale nejen v našich) nám k tomu nejlépe
poslouží právě ta jaderná. Všude na světě už
všichni pomalu přišli na to, že jaderná energetika
neprodukuje CO2, tudíž ji lze s klidným svědomím
prohlásit za zelenou, a že nám nezničí stromy,
nezničí půdu a přírodu, a neměli bychom se nechat
zastrašit demagogickými hrozbami, že se naše děti
budou topit v jaderném odpadu a nebudou vědět,
kam s ním.
Jadernou energetiku potřebujeme a je na čase,
abychom se jí nebály(i).
raDek gajDoš
BřeZen 2008
třetí pól | www.tretipol.cz
11
jedeme dO španělskaKonečně přišel ten očekávaný den a odlet do Špa-
nělska za poučením a krásami této zajímavé země.
Tento den jsme strávili cestováním do místa, kde
měl být začátek našeho poučení – do Barcelony.
Další den jsme ve městě Terrassa navštívili firmu
Circutor a její výrobní závod. Seznámili jsme se
s postupem výroby tlumivek a transfomátorů s plo-
chými vodiči a výhodami tohoto provedení. Dále
jsme se podívali na výrobu elektronických elektro-
měrů a přístrojů na měření kvality elektrické ener-
gie. Než opustí přístroj továrnu, musí být pečlivě
přezkoušen v testovací laboratoři. Tyto laboratoře
jsme měli také možnost navštívit a seznámit se se
zkouškami, kterým musí přístroj vyhovět. Nakonec
jsme se seznámili ještě s dalšími zařízeními pro
zvýšení kvality elektrické energie (aktivní filtr),
na kterou jsou dnes kladeny poměrně vysoké
nároky. V sousedním městečku jsme dále měli je-
dinečnou možnost zblízka si prohlédnout vyřazená
soustrojí starších větrných elektráren, připravených
pro expozici v depozitáři místního technického
muzea. Jednalo se o starší technologii, kdy byly
použity mechanické převodovky a asynchronní
generátory s výkonem cca 300 kW. Mohli jsme si
detailně prohlédnout technologii lopatek, jejich
uchycení na hřídel a také natáčení špiček lopatek,
které slouží k odstranění kmitání listu lopatky při
určitých rychlostech otáčení. Vedle technických
exkurzí jsme měli možnost obdivovat i kulturní
památky historického centra Barcelony (přístav
se sochou Kryštofa Kolumba, chrám La Sagrada
Familia, Arco del Triumfo, Barcelonskou katedrálu,
Monjuic, domy Antonia Gaudího) a kousek za Barce-
lonou poutní místo klášter Montserrat.
tarragOnské „větráky“Po kratším přejezdu jsme navštívili park větrných
elektráren nedaleko města Tarragona. Tyto větrné
elektrárny již jsou vybavené nejmodernější technolo-
gií. Nemají mechanickou převodovku, ale polovo-
dičové měniče se stejnosměrným meziobvodem.
Pro využití maximálního výkonu používají natáčecí
lopatky vrtule turbíny. Celý park je bezobslužně
řízen pomocí SCADA systémů. Zde jsme si také mohli
uvědomit, jak je důležité vybrat správnou oblast pro
výstavbu větrných elektráren, která má dostatečnou
zásobu větrné energie, a udělat si porovnání, jak jdou
technologie větrných elektráren stále dopředu. Díky
slunnému a horkému počasí jsme v podvečer neodola-
li také koupání ve Středozemním moři. Po prohlídce
historického centra města Tarragona nás čekal delší
přesun směrem na jih, až do hornaté a jedné z nej-
teplejších částí Španělska – do okolí Granady.
středOvěk i přečerpávačkaVe městě jsme si prohlédli historické centrum
včetně středověkého komplexu paláců a pevností
maurských panovníků. Alhambra zaujímá prostor
kopcovité terasy na jihovýchodní hranici města
Rok uplynul a byl tu již 8. ročník Soutěže o nejlepší vysokoškolský vědeckotechnický projekt, který pořádali Nadace ČEZ a společnost ČEZ, a. s., v rámci svého vzdělávacího programu Svět energie.
finále na čvut v prazeDne 26. 6. 2007 se studenti technických vysokých
škol z celé České republiky zúčastnili finále, které
se konalo na půdě Fakulty elektrotechnické ČVUT
v Praze. Soutěžilo se v následujících oborech: Elek-
troenergetika, Elektrické stroje, přístroje a pohony,
Ekonomika a řízení elektrotechniky a energetiky,
Technologické systémy a elektrotechnologie,
Tepelně energetická zařízení, Dozimetrie a aplikace
ionizujícího záření. Po slavnostním zahájení,
kterého se zúčastnili zástupci firmy ČEZ a zástupci
ČVUT, se soutěžící rozešli ke svým posterům, na
kterých prezentovali výsledky svých prací. Práce
byly hodnoceny komisí, kterou tvořili vysokoškolští
učitelé. Každý soutěžící vysvětlil problematiku, kte-
rou se zabýval, a dále odpovídal na doplňují otázky
komise. Odpoledne bylo vše rozhodnuto a organi-
zátor soutěže Doc. Rosenkranz seznámil soutěžící
s výsledky a také oznámil cenu pro výherce (vždy
2 nejlepší studenti z každého oboru), kterou pro
tento soutěžní rok byla týdenní studijní cesta po
Španělsku a Portugalsku.
do Španělska a portugalskaza poučením i krásami
třetí pól | www.tretipol.cz
12 BřeZen 2008
3 antické divadlo v tarragoně
3 Zahrady v alhamBře
3 Panely Fotovotlaické elektrárny serPa
3 Jedna Z vítěZných Prací soutěže: gonioFotometr. autorem Je Jan škoda, vut Brno
Granady, v době nadvlády Islámské říše nad
územím Španělska byla mešitou, nyní však je
muzeem skvostné islámské architektury s krásnými
zahradami. Plošina zabírá asi 142 000 m² a je
obehnána opevněnou zdí, jež je lemována třinácti
věžemi. Další naše exkurze vedla do přečerpá-
vací vodní elektrárny Cannales a N. Castillo.
Prohlédli jsme si podzemní technologické zařízení
elektrárny (turbínu a regulaci naklápění lopatek,
generátor, přívodní potrubí a kulový uzávěr).
V přečerpávacích elektrárnách 10 MW (Cannales)
a 5 MW (N. Castillo) pracují Francisovy turbíny.
Venku před elektrárnou jsme si mohli prohlédnout
vyvedení elektrického výkonu. Po prohlídce jsme
pokračovali dále v naší cestě přes město Ronda
postaveném na vysokém skalním útesu do kul-
turního centra jižního Španělska – do Sevilly. Při
prohlídce centra Sevilly jsme navštívili katedrálu,
která je 3. největší katedrálou v Evropě, dále
krásný park Maria Luisa, Plaza de Espana a mnoho
dalších krásných památek a kostelů. Další den nás
čekal přesun do města Huelva a přechod hranic
mezi Španělskem a Portugalskem.
jsme v pOrtugalskuV Portugalsku byla naší první zastávkou nená-
padná vesnice Serpa, u níž se nachází největší
fotovoltaická elektrárna v Evropě. Na ploše 60 ha
je rozmístěno 52 000 fotovoltaických panelů, celá
elektrárna má instalovaný výkon 11 MW. Každý
panel dodává maximálně 190 W o napětí 55 V. Pa-
nely jsou připojeny přes měniče a zvyšovací trans-
formátory do elektrické sítě. Aby bylo dosaženo
maximálního využití, jsou panely umístěny na
naklápěcích ramenech, kterými pohybují krokové
motory podle výšky Slunce na obloze. Celá elekt-
rárna pracuje v bezobslužném režimu a je řízena
na bázi SCADA systémů. Důležitou podmínkou pro
výrobu elektrické energie pomocí fotovoltaiky je
čistota panelů, kterou i na takto obrovské ploše
zajišťuje lidská síla. Projekt solární elektrárny byl
hrazen z fondů Evropské unie.
dOmů se nám nechtělODalší den jsme si prohlédli město Evora s řadou
historických památek i z antické doby. Poté
jsme směřovali k cíli naší cesty, do hlavního
města Portugalska Lisabonu. Zde jsme navštívili
velvyslanectví České republiky v Portugalsku, kde
nám obchodní rada krátce popovídal o této zemi
a spolupráci Portugalska s Českou republikou ne-
jen na obchodní úrovni. Neformální setkání poté
pokračovalo diskuzí o naší studijní cestě a dalších
zajímavých tématech. Po návštěvě ambasády jsme
si prohlédli Lisabon, kde jsme si mohli udělat
obraz o rozdílu mezi španělskou a portugalskou
kulturou. Další den nás už čekalo jen loučení
a odlet z těchto teplých krajů, které jsme opouš-
těli neradi, ale plni nových dojmů a poznatků.
iNg. toMáš Sýkora
jeDeN z vítězů Soutěže
Čvut v praze (fakulta elektrotecHNická,
kateDra elektroeNergetiky)
Vysokoškoláci, přihlašte se do soutěže Cena Nadace ČEZ!
Pořádáme již 9. ročník soutěže vědeckých a tech-
nických projektů vysokoškolské mládeže v těchto
vybraných oborech:
• Klasická elektroenergetika a tepelně
energetická zařízení
• Elektrické stroje, přístroje, systémy a pohony
• Ekonomika a řízení energetiky
• Elektrotechnologie a měření
• Obnovitelné zdroje energie a životní prostředí
• Dozimetrie a aplikace ionizujícího záření
Organizace sOutěžePředkolo: na fakultách vysokých škol ČR pro-
běhnou studentské vědecké konference, nebo
odborné katedry výše uvedených oborů na svých
seminářích vyberou a přihlásí nejlepší práce z kaž-
dého oboru. Témata mohou být vlastní, vybraná
katedrami, nebo vybraná z témat zveřejněných na:
www.cez.cz/cs/kariera/studentska-zona.html.
Finále: proběhne 24. června 2008 v Praze,
v budově ČEZ, a. s., Duhová 1, jako jednodenní
konference, na níž bude každý účastník obhajovat
své výsledky formou plakátové prezentace.
Výběr nejlepších soutěžních prací provede na
místě odborná komise složená z vysokoškolských
učitelů a dalších odborníků z praxe. Na závěr bude
vyhlášeno výsledné pořadí v jednotlivých oborech.
Všichni finalisté budou po soutěži pozváni k se-
tkání se zástupci personální sekce ČEZ.
Z anotací finálových prací bude sestaven sborník.
Čekají na vás nejen finanční ceny, ale i nabídka
pracovního uplatnění v ČEZ.
Podrobnosti a propozice najdete na:
www.cez.cz/vzdelavaciprogram
Informace a přIhláškyBližší informace podá Doc. Ing. Josef Rosenkranz,
CSc., FEL ČVUT, tel. 224352334, 723983857,
Písemnou přihlášku pošlou příslušné odborné
katedry na tutéž adresu do 31. 5. 2008.
Finalisté pak do 12. 6. pošlou anotaci práce (max.
500 slov), článek v rozsahu min. 3 str. A4 do
sborníku a životopis.
Podrobnosti na http://soutezcez.feld.cvut.cz.
vyhlášení leTošní-ho ročníku SouTěže cena nadace čez o ne jlepší STudenT-Skou vědeckoTech-nickou práci
třetí pól | www.tretipol.cz
13
Za velmi perspektivní se považuje olovem chlazený
vysokoteplotní rychlý (množivý) reaktor BREST
navržený moskevským Vědeckovýzkumným a kon-
strukčním energeticko-technologickým ústavem
N. A. Dolležala (NIKIET). Demonstrační 300
megawattový blok nové, čtvrté generace jaderných
zdrojů připravují projektanti z Atomenergoprojektu
v Petrohradě, stavět se má v areálu Bělojarské ato-
mové elektrárny nedaleko uralského Jekatěrinburgu.
Zkušenosti z jeho provozu se využijí při sériové
výstavbě budoucích komerčních bloků o výkonu
1200 megawattů.
brest chladí OlOvemNa rozdíl od dnes již klasických tlakovodních
elektráren temelínského typu se teplo vznikající
v reaktoru BREST při štěpné reakci odvádí tekutým
olovem. To se při průtoku aktivní zónou zahřeje ze
420 se na 540 °C, v parogenerátorech pak vyrobí,
shodně se současnými tepelnými (tedy nejen jader-
nými) elektrárnami, ostrou páru o teplotě 340 °C,
která pohání turbínu s generátorem.
Rostoucí nároky na bezpečnost jaderného zařízení
řeší konstruktéři důrazem na využití fyzikálních prin-
cipů. Jak zdůrazňují výzkumníci z NIKIET, olovo jako
tepelné médium, nitridové palivo, fyzikální charakte-
ristiky rychlého reaktoru a konstrukční řešení aktivní
zóny a chladicích obvodů dostaly tuto technologii na
dnes nedostupnou úroveň a zajišťují stabilitu provozu
bez použití aktivních prostředků havarijní ochrany.
Zkušební provoz olovem chlazeného reaktoru má
začít v Rusku během deseti let. Tamní energeti-
ka, která počítá se zvýšením podílu atomových
zdrojů na celkové výrobě elektřiny do roku 2020 ze
současných 16 na 25 procent, považuje technologii
rychlých reaktorů za hlavní směr svého rozvoje.
Jejich masivní nástup očekává šéf Ruské agentury
pro atomovou energii Sergej Kirijenko právě koncem
druhé dekády nynějšího století.
(jlM)
BREST-300 BREST-1200
Tepelný výkon v MW 700 2800
Elektrický výkon v MW 300 1200
Průměr aktivní zóny v mm 2300 4755
Výška aktivní zóny v mm 1100 1100
Palivo U+Pn U+Pn
Zavážka v t 16 63,9
Plutonium v zavážce v t 2,1 8,56
Palivový cyklus v letech 5 5-6
Interval mezi kampaněmi v letech 1 1
Účinnost bloku v % 43 43
Životnost v letech 30 60
Pramen: NIKIET
Desetitisíce tun použitého jaderného paliva čeká v nejbližším desetiletí stěhování – z meziskladů u elektráren buď definitivně pod zem nebo do dalších jaderek coby palivo. Prototypy reaktorů, v nichž se přemění v energii a současně přijdou o převážnou část radioaktivity, jsou již navrženy a chystá se výstavba zkušeb ních zařízení.
1. Čerpadlo
2. Tlaková nádoba
3. Tepelná izolace
4. Řídicí tyče
5. Aktivní zóna
6. Opěrné pilíře
7. Izolační plášť
8. Zásobník palivových souborů
9. Parogenerátor
10. Betonová šachta
11. Otočné uzávěry
12. Havarijní odvod páry
13. Zavážecí stroj
14. Podpěry
Hladina olova při vstupu do parogenerátoru
Maximální hladinaolova Minimální hladina
olova
, Hlavní technické parametry reaktoru BREST
třetí pól | www.tretipol.cz
14 BřeZen 2008
použiTé palivo z jaderných elekTráren Spálí
reaktory nové generace
Manželský tým vědců Jasona Loveho a Polly
Arnoldové z britské Edinburgské univerzity
vyvinul makromolekulu, která může „sníst“ uran
a přimět ho, aby se chemicky choval zdánlivě
jako lehčí kovy. Tato makromolekula může otevřít
dveře pro nové směry práce s použitým jaderným
palivem. Její chování můžeme přirovnat k dnes
už klasické arkádě se žravým pomerančem zva-
ným Pacman, která si za více než čtvrtstoletí od
svého vzniku získala oblibu už několika generací
milovníků počítačových her.
Uran ve vodě vytváří velmi stabilní uranylové
ionty UO2. Dvojné vazby mezi U a O jsou
velmi silné, tento kation se tedy těžko
z kontaminované vody odstraňuje. Badatelé z Univer-
sity of Edinburgh pracovali s makrocykly, organický-
mi molekulami, které dovnitř cyklu dovedou navázat
cizí atomy, jako jsou kovy. Během výzkumu si všimli,
že jejich makrocyklus má tvar vhodný i na uchopení
uranylu. Dokáže se do něj zakousnout a oslabit
jeho vazby. Edinburgský makrocyklus se chová jako
Pacman – makrocyklus „sežere“ atom uranu a jeden
z atomů kyslíku, druhý atom kyslíku „zanechá“
3 oPerace Bluestone – test Jaderné BomBy o ráži 1 mt tnt na vánočním ostrově 30. června 1962
3 model BomBy little Boy, která Byla svržena na JaPonskou hirošimu
3 šíření radioaktivního sPadu (v PrůBěhu dvanác-ti dnů) Po testu čínské Jaderné BomBy v oBlasti JeZera loP nur 9. května 1966; radioaktivní oBlak uraZil denně téměř 2500 km
(Nature, DOI: 10.1038/nature06467).
http://www.elib.gov.ph/edatabase/elibgetdb.
php/http/pubs.acs.org/cgi-bin/sample.cgi/
jacsat/2006/128/i30/html/ja0634167.html
, Další informace
venku – jakoby Pacmanovi vyčníval z tlamy. Tento
vyčnívající atom kyslíku pak může reagovat novým
způsobem s organickými sloučeninami. Podobný typ
reakcí je znám z chemie enzymů a průmyslových ka-
talyzátorů užívajících lehké kovy. S těžkým atomem
uranu se něco podobného podařilo poprvé.
Vlastnosti takto „oklamaného atomu“ uranu
pomohou vědcům najít nové cesty jak odstraňovat
uran z kontaminovaných vod a přivést je k novým
úvahám o chování uranu v životním prostředí.
Poznatky najdou využití i při prognózách chování
mnohem reaktivnějšího plutonia. Makrocyklus-
uranylový komplex je užitečným modelem pro
výzkum uranových sloučenin vyskytujících se
v palivovém cyklu od dolování uranu až po vyho-
řelé jaderné palivo.
(jlM)
3 makromolekula PřiPomínaJící Prvního Pacmana Z roku 1980
3 Počítačová hra „Pacman“
pacman požírá uran
Jadernou energii lze využít mnoha způsoby.
Dnes vyvolává vášnivé diskuze především
polemika o jaderných elektrárnách, v nedávné
minulosti se však hlavní pozornost upírala na
jaderné zbraně. Energie pocházející z nitra
atomu stále zůstává pro řadu lidí nepřijatelná.
Pokud se ukrývá v termonukleární hlavici, pak je
rozhořčení samozřejmě na místě.
Válečné použití jaderných zbraní na konci
druhé světové války stále vrhá stín nejen
na jadernou energii, ale také na vše, co
s ní souvisí. Nesmíme však zapomínat na to,
že vývoj těchto zbraní paradoxně přinesl i řadu
pozitivních poznatků. Projekt Manhattan, na
jehož konci stály první jaderné bomby, způsobil
ve čtyřicátých letech minulého století nebývalý
rozvoj jaderných věd a materiálového inženýr-
ství. Pod tlakem okolností tak lidé během pár
roků získali znalosti, které by za normálních
podmínek přicházely mnohem pozvolněji.
Pokud vás zajímá historie vzniku a vývoje jader-
ných zbraní, pak určitě navštivte anglicky psanou
stránku www.atomicarchive.com. V přehledné
formě zde naleznete informace téměř o všem, co
s tímto „výdobytkem“ moderní civilizace souvisí.
Dočtete se o obtížích, které vznik těchto zbraní
doprovázely, a snadno si uděláte představu o mon-
strózním zbrojení během studené války. Můžete
nahlédnout do útrob jaderných bomb a zjistit, co
všechno se v nich skrývá. Nechybí ani podrobný
popis následků jaderného výbuchu.
Samozřejmě, že text doprovází i řada obrázků,
autentických fotografií a animací. Uvidíte záběry
z utajených zkoušek jaderných bomb. Dozvíte se,
jak funguje jaderná fúze nebo štěpení, co je to ja-
derná zima a jak by vypadal útok jadernou bombou
na některou ze světových metropolí.
Především studenti ocení možnost rychle se
zorientovat v éře jaderného výzkumu. Stránky totiž
obsahují životopisy slavných vědců i chronologický
přehled zásadních událostí nejen ve vývoji jader-
ných zbraní, ale v celé jaderné fyzice.
Jaderné zbraně určitě nejsou smysluplným vyu-
žitím vědeckých poznatků. Ať už na ně pohlížíme
se zvláštním úžasem nebo s obavami, zaslouží
si naši pozornost. Právě pro svou nebezpeč-
nost. Jak se říká, je dobré znát svého nepřítele,
a proto lze návštěvu webu www.atomicarchive.
com jen doporučit!
jaN píšala
třetí pól | www.tretipol.cz
15
www.atomic arcHive.com
3 archiv skleněných negativů oBlohy v sonne-Bergu v německu Je s 280 000 deskami neJvětším v evroPě
3 minulost vyhodnocení astronomických desek – měření Jasnosti hvěZd astronomem s Pomocí mikroskoPu
3 skenování desek v sonneBergu – norBert Polko na snímku drží v této Práci světový rekord, když digitaliZoval Přes 200 000 desek
3 harvardova oBservatoř v usa, kde Je Přes 500 000 skleněných astronomických desek
3 dalekohled oBservatoře v sonneBergu, kterým Byly PořiZovány velké (30 x 30 cm) astronomické negativy hvěZdné oBlohy
3 staré astronomické desky máme i v ondřeJově – tento negativ Byl PoříZen Janem Fričem v roce 1895 a ZachycuJe souhvěZdí orion
Umožňují to archivy fotografických desek
oblohy. Největší z nich je na Harvardově
observatoři v USA s 500 000 skleněnými
negativy. Na každém jsou tisíce až desítky tisíc
hvězd tak, jak vypadaly v době pořízení snímku. To
může být až 130 let zpět.
V lednu 2007 jsem se svým doktorandem Milanem
Baštou strávil v tomto archivu měsíc a prostudo-
vali jsme přitom přes 8000 desek – a pro každý ze
zkoumaných objektů nastal výlet po časové ose
o 100 let dozadu a další den zase zpět. Několik
desítek negativů starých přes 110 let máme i u nás
na observatoři v Ondřejově.
Po desetiletí tyto skleněné skvosty zůstávaly
téměř bez povšimnutí. Jejich vědecké zpracování
vyžadovalo pracné a časově náročné postupy. Až
dnešní skenery a výkonné počítače umožňují rych-
lou cestou studovat cenná data o chování kosmic-
kých objektů. Tam, kde dříve hledání proměnných
objektů vyžadovalo 10 hodin času u přístroje,
počítač dnes totéž zvládne za minuty s pomocí spe-
ciálních výpočetních programů, do nichž se zapojují
studenti informatiky.
Existuje celá řada oborů moderní astrofyziky, kde
je studium v průběhu 100 let cenné (např. objekty
obsahující v jádře dvě supermasivní černé díry se
projeví kolísáním jasnosti na časových škálách
desítek let i více).
Astronomové plánují centra vědecky vyhodnocu-
jící deskové astronomické kolekce. Vzorem je USA,
kde se loni sešel mezinárodní workshop věnovaný
této tematice na astronomické instituci PARI
v Severní Karolině. Ta vznikla ze satelitní základny
amerického úřadu NASA a vlastní již 38 000 astro-
nomických desek.
Doc. rNDr. reNé HuDec, cSc.
SkupiNa aStrofyziky vySokýcH eNergií,
StelárNí oDDěleNí aSÚ av Čr, v.v.i.,
oNDřejov
č asový stroJaneB 100 let zpátky ž ádný proBlémExistuje časový stroj, kterým bychom se posunuli do doby před 50 i více lety? Mnozí by to jistě uvítali… asi se usmějete. Jakkoli se to zdá nemožné, přece jen existuje možnost spatřit hvězdnou oblohu tak, jak vypadala třeba v den, kdy se narodili prarodiče.
BřeZen 200816
třetí pól | www.tretipol.cz
„Vítáme vás v technologickém skanzenu Temelín,“ zaševelil příjemný dívčí hlas, syntetizovaný přesně tak, aby v mužích vzbudil to, co v nich dřímá od puberty až do důchodového věku, a v ženách vzpomínku na tu noc po stužkovacím večírku, kdy poprvé…
Žena sice nejsem, ale vzpomínku na
noc po stužkovacím večírku mi ten
hlas vyvolal také. Ale vydrželo mi to
jen tak dvacet metrů chodníku, než jsme se
zastavili před skulpturou z nerezové oceli,
křížence mezi dělovým nábojem a vrtulní-
kem. „Kaplanova turbína“, tentokrát to byl
mužský, trochu nakřáplý hlas. Stručně shrnul
pár technických a historických informací o vy-
nálezu, který odstavil mlýnská kola a spoustě
měst – třeba takové Plzni – pomohl kdysi
k veřejnému osvětlení a k tramvajím. A také
o jejím autorovi, profesoru Viktoru Kaplanovi,
který přepracoval původní Francisovu turbínu
a vytvořil tak základní prvek současných
vodních elektráren.
Obešli jsme panel solárních článků – měl asi
čtyři ary, tyčil se do výšky. Jak nás ubezpečil
náš neviditelný, ale slyšitelný průvodce, aby
nahradily jeden temelínský blok, musely
by být rozloženy na území tak patnáct krát
patnáct kilometrů a s jejich instalací by byla
spojena rizika znečištění životního prostředí
těžkými kovy v míře, jakou si ani neumíme
představit. Jediné místo, kde nakonec nalezly
své rozhodující uplatnění, se stal kosmický
prostor. Proti původním představám však ne
jako základ elektrárenských farem, ale jako
bezpečný a spolehlivý zdroj elektřiny pro kos-
mické stanice na oběžné dráze a pro měsíční
základny, kde environmentální rizika byla
proti jejich umístění na Zemi minimální.
Za solárním panelem na nás vykoukla větrná
elektrárna, ovšem její lopatky vzdorovaly ná-
poru vzdušných mas a ani se nehnuly. „Vážíme
si přírody, a tak tohle monstrum spouštíme
jen na pár hodin ročně,“ vrátila se k nám
naše syntetická průvodkyně. Nad trávníkem se
vznášela holomapa okolí Temelína s vyznače-
ným územím skoro šestisetpadesáti čtvereč-
ních kilometrů, které by bylo třeba pro tisí-
covku megawattů instalovaného výkonu. Vše
doplněno továrnou na výrobou vodíku, bez
níž by se provoz větrníků vůbec nevyplatil. Co
jiného s elektřinou, která nejde zapnout podle
potřeby? Zapínat kvůli ní spotřebiče?
Po těchto expozicích jsem byl zvědavý,
jak kustod skanzenu vyřešil ukázku biomasy.
Zvládl to znamenitě, jen to políčko bylo
opravdu miniaturní, ne o moc větší, než byl
ten solární panel. „Energetické plodiny by se
musely pěstovat v celém budějovickém kraji,
aby mohla být v provozu elektrárna s tisícem
megawattů instalovaného výkonu,“ šokoval
nás milý hlas průvodce. Pomyslel jsem si,
co by asi tak jedli místní, jestlipak by místo
žaludku měli zástrčku pro elektrický kabel?
Velká skleněná nádoba s lesklým kovem uvnitř
vypadala zábavně – ovšem jen do doby, než
jsme se dozvěděli, že těch sto kilogramů rtuti,
které znázorňovala, prolétne hořáky tisícime-
gawattové uhelné elektrárny během jediného
roku, následované arzénem a docela slušnou
dávkou radioaktivity, v uhlí uložené. Ale i topné
oleje, mnohem čistší, než uhlí, dokáží naši
atmosféru zahlcovat nepříjemnými zplodinami.
Ideály jsou krásná věc. Dokud je nekon-
frontujete s realitou. A tak jsem byl docela
rád, když jsme na druhé straně temelínského
kontajnmentu došli k maketě chvaletického
tokamaku. Zkolaudovali jsme ho předloni,
a díky němu mohly být se ctí odstaveny
Dukovany, Temelín i Prunéřov.
pagi
BřeZen 2008
třetí pól | www.tretipol.cz
17
získávat hO lze efektivně už i z fOsfátů a mOřské vOdySpecialisté však předpokládají, že tyto zásoby
se s největší pravděpodobností nevyužijí ani
při velice razantním rozvoji jaderné energeti-
ky. Nároky na „čerstvý“ uran snižuje především
přepracovávání paliva použitého v jaderných
elektrárnách; tzv. směsné palivo pohání běžně
reaktory ve Francii, Japonsku, Německu, USA
a dalších zemích. „Jakmile přejdeme na bloky
čtvrté generace s množivým reaktorem a nezvý-
šenou účinností 34 procent (předpokládá se však
až padesátiprocentní), přestaneme spotřebovávat
primární zdroje energie. Štěpitelný materiál se
bude vyrábět stovky let z 238U, tedy z druhotné
vytěžené suroviny skladované dnes v obohaco-
vacích závodech a obsažené ve vyhořelém palivu
ze stávajících jaderných elektráren,“ tvrdí ředitel
Ústavu jaderného výzkumu v Řeži František Pazde-
ra. Nástup množivých reaktorů čtvrté generace ve
velkém měřítku se očekává okolo roku 2040.
Tisícimegawattový elektrárenský blok s tlakovod-
ním reaktorem (temelínského typu) spotřebuje za
rok 21,15 tun uranu a dodá do sítě až osm miliard
kWh proudu. Vyhořelé (použité) palivo obsahuje
20,17 tun těžkých kovů, z nichž lze získat štěpi-
telné izotopy a 980 kg produktů štěpení, z nichž
jen 98 kg je radioaktivních. Množivý reaktor
o stejném výkonu a účinnosti potřebuje na výrobu
stejného množství proudu 10,77 tuny těžkých
kovů – ochuzený uran, uran a plutonium z přepra-
cování a nejnebezpečnějších produktů současných
jaderných reaktorů, tzv. minoritních aktinidů
(neptunium, americium a curium). Z vyhořelého
paliva se znovu použije 8,79 tuny a uložit je třeba
jen 980 kg produktů štěpení.
Díky moderním jaderným technologiím bude moci
Česko snížit spotřebu primárních energetických
zdrojů – tedy uhlí, ropy, zemního plynu apod. – ze
současných 1800 petajoulů ročně teoreticky až na
polovinu. Hypotetický přechod výhradně na bloky
s množivými reaktory kolem roku 2100, byť i v té
době lze počítat s technologickým mixem jader-
ných, fosilních a obnovitelných zdrojů, by znamenal
konec dovozu obohaceného uranu a dostatečné
zásoby paliva řádově na stovky let.
prOgnóza evrOpské kOmisePodle nedávné zprávy Evropské komise o evropské
energetické politice bude během příštích 25 let
uran na zemi vystačí na staletí
Uran, který se nachází v zemské kůře, by mohl pohánět jaderné elektrárny i při předpokládaném zvyšování jejich počtu až pět set let. Tvrdí to odborníci ze sdružení švýcarských energetických firem Swisselectric. Náklady na jeho dobývání z fosfátů, které se pohybují mezi 60 a 300 dolary za libru (455 gramů), byly únosné už při mimořádném vzestupu cen uranu na světových trzích na přelomu předminulého a loňského roku. Od té doby však ceny okamžitých dodávek klesly na polovinu – na 75 dolarů za libru. Při cenách přes 250 dolarů za libru lze uran hospodárně těžit z mořské vody, v níž je ho až na 80 tisíc let.
Evropa muset investovat do nových elektráren 900
miliard eur. Důraz se bude klást na plynové zdroje,
jejichž výstavba si vyžádá 150 miliard eur; dalších
220 miliard bude stát vybudování infrastruktury
pro jeho dovoz a distribuci. Obnovitelné zdroje bu-
dou v roce 2020 krýt výrobu elektřiny z 20 procent,
od roku 2030 se do popředí dostanou nízkoemisní
a bezemisní technologie – jímání a skladování
CO2 vyprodukovaného v uhelných elektrárnách,
nasazení biopaliv druhé generace a vodíkových
palivových článků. Po roce 2050 dokončí Evropa
přechod na nízkouhlíkovou energetiku tvořenou
obnovitelnými zdroji, vodíkem a jadernými bloky
s reaktory IV. generace či fúzními v zemích, které
si to budou přát.
(jlM)
http://www.kernenergie.ch (německy)
, Podrobnosti
František Pazdera, ředitel ÚJV, tel.: 266 173
532, e-mail: [email protected].
, Kontakt
třetí pól | www.tretipol.cz
18 BřeZen 2008
3 doBré světlo – FotograFický magaZín Pro Začá-tečníky i Pokročilé
3 digineFF – klasika určená všem „digitálním“ FotograFům
3 gimP Je „Free“ graFickým editorem, s nímž Je užitečné umět Pracovat
3 sciencePhoto – vědecká FotograFie může mít i charakter uměleckého díla
3 uranový minerál
Stát Zásoby Těžba
Kanada 444 000 9 862
Austrálie 1 143 000 7 593
Kazachstán 816 000 5 279
JAR 341 000 534
Namibie 282 000 3 067
Brazílie 279 000 190
Uzbekistán 93 000 2 260
USA 342 000 1 672
Rusko 172 000 3 262
Česko 150 000 359
Svět celkem 4 800 000 39 429
Předpokládané zásoby uranu ve světě (v tunách, 2006)
Pramen: WNA, MAAE
Dne 7. ledna 1837 zveřejnil francouzský malíř
divadelních dekorací Louis Jacques Mande
Daguerre vynález fotografického procesu,
který poskytoval trvanlivé pozitivní snímky. Zrodil
se nový informační fenomén – fotografie. Pryč jsou
však doby choulostivých skleněných desek a těžkých,
rozměrných a neohrabaných fotoaparátů. I když má
experimentování s klasickou fotografií svůj půvab,
čas oponou trhnul a fotografickou scénu ovládla
digitalizace. Přístroje jsou dokonalé, nabízejí široké
spektrum funkcí a následná úprava digitálních sním-
ků „na počítači“ dělá zázraky. Dovedou sice udělat
technicky dokonalé snímky, ale zvolit ten nejzajíma-
vější a nejpůsobivější záběr dovede jen člověk.
Žádný učený nespadl z nebe. Především je třeba
intenzívně fotografovat a získat dostatečnou praxi.
Na škodu však není ani trocha teorie. Internet nabízí
v tomto směru začátečníkům i pokročilým účinnou
a všestrannou pomoc. Pro začátek doporučujeme
stránku www.dobre-svetlo.cz. V kostce jsou zde
uvedena všechna témata, o kterých by měl vážnější
zájemce o fotografování aspoň něco vědět. Oddíl „O
teorii“ pojednává o oku, kompozici obrazu a významu
barvy. V části „O technice“ jsou praktické informace
o obsluze fotoaparátu, o příslušenství, fotografování
s bleskem i o zpracování a archivaci digitálních sním-
ků. Rozhodně si také prohlédněte fotografie několika
mladých autorů – a porovnejte je se svými výtvory.
Publicista a spisovatel Ondřej Neff je zakladate-
lem velmi populární a kvalitní fotografické stránky
www.digineff.cz. Z mnoha rubrik upozorňujeme jen
na několik základních, tvořených desítkami článků:
Pojmy – technické záležitosti, týkající se digitální •
fotografie.
Fotografujeme, Tvorba – konkrétní rady pro foto-•
grafování různých objektů a v různých situacích.
Editujeme – úpravy fotografií pomocí grafických •
editorů.
Galerie – desetitisíce amatérských fotografií, •
přehledně rozčleněných do mnoha tématických
skupin. Zde můžete načerpat inspiraci pro vlastní
tvorbu, případně vystavit své zdařilé snímky.
Recenze – tato kapitola vám pomůže při výběru •
vhodného typu fotoaparátu.
Dalším kvalitním, podobně zaměřeným fotografic-
kým portálem, je www.fotografovani.cz. S před-
chozím webem má některé části společné (např.
Galerii), jiné části jsou obsahově odlišné.
Technik, projektant či vědec libovolného za-
měření by měl být schopen kvalitně fotograficky
dokumentovat svou práci. Přesvědčte se na stránce
www.sciencephoto.com, že i vědecké a technické
fotografie mohou mít kromě hodnoty dokumentační
i velkou hodnotu estetickou.
jak
energie, Technika, fyzika (24)
3 žíla uranové rudy v Jáchymovském dole
třetí pól | www.tretipol.cz
19
Časopis 3. pól změnil tvář, ale zachoval rub-
riku věnující se výročím významných vědců
a techniků. Rok 2008 jich – stejně jako léta
předchozí – nabízí celou řadu. Pro vaši představu je
připomínáme alespoň tímto abecedním přehledem.
Abecedním proto, abychom se vyhnuli dojmu, že je
řadíme podle jejich zásluh:
Rakouský chemik Karl Auer (*1858) se proslavil
vynálezem plynové punčošky, skotský fyzik John
Logie Baird (*1888) přinesl lidstvu televizi,
francouzský elektrotechnik Marcel Deprez (†1918)
nás naučil vést na dálku elektrický proud, německý
technik Rudolf Diesel (*1858) vynalezl vzněto-
vý motor, francouzský fyzik Léon Jean Foucault
(†1868) rozsvítil elektrickou obloukovou lampu,
italský lékař Louigi Galvani (†1798) objevil elek-
třinu – a měl štěstí, neboť díky datu narození se
dostal do naší galerie už loni. Německý fyzik Otto
Hahn (†1968) přišel na štěpnou reakci izotopu
uranu 235, americký technik Joseph Henry (†1878)
objevil elektromagnetickou indukci, francouzský
fyzik Frédéric Joliot-Curie (†1958) objevil umělou
radioaktivitu, švédský přírodopisec Carl Linné
(†1778) rozdělil přírodu do škatulek, rakouský
inženýr Alois Negrelli (†1858) nejen spoluvypraco-
val projekt Suezského průplavu, ale i Karlínského
viaduktu v Praze. Americký technik Lester Allen
Pelton (†1908) vymyslel rychloběžnou vodní tur-
bínu, anglický technik George Stephenson (†1848)
vynalezl parní lokomotivu a k ní i železnici, český
chasník Václav Veverka (†1848) vykoval se svým
bratrancem ruchadlo a německý optik Carl Friedrich
Zeiss (†1888) se pustil do výroby čoček.
Na všechny tyto slavné muže se nedostalo, neboť
čtyři čísla časopisu nám dávají prostor jen pro
stejný počet jubilantů. Prvním z letošní čtveřice je
Johannes Gutenberg.
KNIHY PRO VŠECHNY
Johannes Gutenberg (vl. jm. Gensfleich), vy-
nálezce knihtisku, se narodil někdy mezi
léty 1397 a 1400 snad v Mohuči. Tam
i 3. února 1468 zemřel. Nebyl ani
význačný technik, natož vědec,
ale svým vynálezem učinil pro
rozvoj vzdělanosti víc než
kdokoli jiný.
Malý Johannes se narodil
v zámožné měšťanské rodině
a dostalo se mu na tehdejší
dobu dobrého vzdělání. Vyu-
čil se zlatnictví a zpracování
kovů. Od mládí jej ale lákalo
dát písmu tištěnou podobu.
Tisk pomocí lisu a tiskařské černi
už byl tehdy znám, tisklo se však
pouze z dřevorytů, ať už obrázky nebo
vyřezané texty.
Někdy ve 20. letech 15. století odchází rodina
z neklidné Mohuče do pokojnějšího Štrasburku, kde
si Johannes zřizuje dílnu, ve které se věnuje brou-
šení kamenů a šperkařství. Více méně okrajově se
přitom zabývá pokusy s tiskem. Vede ho touha najít
metodu tvorby knih, které by byly levné natolik,
aby byly dostupné všem. Tehdy přichází na geniální
nápad výroby písma z kovu. Do formy s příslušným
tvarem písmene se vlila roztavená slitina a po
ztuhnutí se takto vyrobené litery vkládaly ručně
do rámu, aby tvořily slova a řádky vět. Z každého
rámu se pak dalo vytisknout prakticky neomezené
množství jednotlivých stránek knihy.
Za nejstarší Gutenbergův tisk je
pokládán Zlomek knih Sibyliných
z roku 1445, za nejslavnější
dvoudílná tzv. dvaačty-
řicetiřádková Bible,
k jejíž výrobě se v letech
1452–1459 spojil s mo-
hučským měšťanem
Johannem Fustem. To
už má ovšem za sebou
vyplenění a zapálení
štrasburské dílny a ná-
vrat do Mohuče.
Gutenbergův vynález
se šířil Evropou rychlostí
blesku, sám vynálezce
se však potýkal s velkými
finančními problémy a soudy
s věřiteli a podílníky na výrobě.
Trochu klidu se mu dostává až když
vstoupí do služeb Adolfa Nassavského, mohučského
arcibiskupa. V roce 1466 přichází Gutenberg o zrak
a dva roky nato umírá. Jeho dílo však patří k těm,
které změnily svět.
pavel auguSta
výročí pokračují - JoHannes gut tenBerg
„Jaderná fyzika se zabývá věcmi tak vzdálenými
našim smyslům, jako je atom a atomové jádro, že
neumožňuje studentům využít vlastní zkušenost
ani nenabízí mnoho možností k experimentování
v tom pravém slova smyslu,“ říká autorka RNDr.
Zdeňka Broklová v úvodu nové publikace „Učíme
jadernou fyziku“. Jak nová publikace, vydaná
v rámci vzdělávacího programu ČEZ, dokládá,
výklad jaderné fyziky na škole se přesto nemusí
zredukovat do nudné podoby vzorečků.
Nová publikace „Učíme jadernou fyziku“ se
může stát účinným pomocníkem pro peda-
gogy vyučující na základních nebo středních
školách. Materiál navazuje na předchozí brožurku
„Jaderné hrátky“ z roku 2006. Na rozdíl od „hrátek“
se zde autorka zaměřuje na činnosti, ve kterých se
uplatní jednoduché výpočty, vyhledávání informací,
společné diskuze či jiná práce s konkrétními údaji.
Publikace je rozdělena do několika částí. V první,
nazvané „Přemýšlíme o jaderné fyzice“, je zpraco-
váno několik úloh pokrývající klíčové pojmy jaderné
fyziky, jako je např. vazebná energie atomového jádra,
energetická bilance jaderné elektrárny, radiouhlíková
metoda jako příklad využití radioaktivity, ochra-
na před ionizujícím zářením apod. Každá úloha
začíná vysvětlením teoretických základů, pokračuje
praktickými příklady s výpočty a v závěru je aktivita
zhodnocena kontrolními otázkami a společnou
diskuzí. Autorka klade důraz na podněcování zájmu
studentů o učební látku, vedení k samostatnému
vyhledávání informací a rozvíjení schopnosti o pro-
blému diskutovat s ostatními. Vyučující jistě ocení
didaktické poznámky a rozšiřující úkoly, podle nichž
může nastavit „náročnost“ výuky podle typu školy
a zájmu svých žáků. Praktické jsou také pracovní
listy, „jaderné“ křížovky nebo pexeso s významnými
osobnosti z oboru fyziky.
V další části publikace „Paradoxní jaderné otázky“
najdou pedagogové náměty pro netradiční zahájení
výkladu nové látky nebo představení nového projektu
tak, aby vzbudil pozornost studentů. Po úvodu:
„Jak je možné, že získáváme energii štěpením jader
atomu? Nemělo by to být tak, že na rozbití atomu
bychom měli energii dodávat?“, může např. následo-
vat vysvětlení pojmů fúze a štěpení.
Brožura také obsahuje nezbytný přehled veličin
a jednotek používaných pro ionizující záření, odkazy na
další materiály, ať už z nabídky vzdělávacího programu
ČEZ, nebo tištěných publikací a webových stránek.
Publikace bude vydána v druhém pololetí, pro její
objednání sledujte nabídku na webových stránkách
vzdělávacího programu ČEZ:
www.cez.cz/vzdelavaciprogram
Další informace podá: Ing. Marie Dufková,
tel.: 211 042 681, e-mail: [email protected].
DariNa bouMová
učíme Jadernou fyzikuinSpirace z naBídky vzdělávacího programu čez