08/02/2015

Priča o nuklearnom dobu

            *NAPOMENA: Tekst koji slijedi napisao je Hrvoje Martinolić, a objavljen je 30. septembra 2014. godine!
Ensvid Hadžajlić - MosHer


            Zemlja je u nuklearno doba „eksplodirala 16. jula 1945. godine. Na taj dan Sjedinjene Američke Države testirale su potpuno novu vrstu oružja u pustinji svoje savezne države Novog Meksika. Bomba Trinity, izrađena oko kugle plutonijuma veličine teniske loptice, proizvela je eksploziju jednaku eksploziji 20 hiljada tona TNT-a.
            Sljedećih 60 godina proizvedene su desetine hiljada tona plutonijuma i obogaćenog uranijuma. Svjetski nuklearni arsenal broji oko 27 hiljada bomba. Devet država vrlo vjerovatno posjeduje nuklearno oružje, dok ostalih 40 posjeduje tehnologiju i materijal za proizvodnju.
            Ali, nuklearna tehnologija istovremeno se koristi i za mirnodopske svrhe. Prvi komercijalni nuklearni reaktor spojen je na mrežu 1956. godine u Engleskoj. Danas 442 reaktora u 32 države proizvodi 16% svjetske električne energije.
            Nuklearna energija slavila se kao jeftini izvor električne energije. Ali, to se promijenilo krajem 20. vijeka kada su se dogodile neke od najstrašnijih nuklearnih katastrofa. Problem odlaganja istrošenog goriva postajao je sve veći, a nuklearke su dobile konkurenciju u obliku novih energetskih tehnologija. Uz sve to, nuklearna energija  je nosila najveću stigmu zbog nuklearnog oružja. Ali, problem globalnog zagrijavanja ide na ruku upravo nuklearkama koje u atmosferu ne ispuštaju stakleničke plinove, tako da još uvijek imaju mnogo pristaša širom svijeta.
            Prvi korak prema oslobađanju energije iz atomske jezgre napravio je Albert Einstein 1905. godine kada je kroz svoju jednačinu E = mc² utvrdio da sva masa ima energetski ekvivalent, te da sva energija ima maseni ekvivalent. 1938. godine njemački fizičari Otto Hahn i Fritz Strassman rascijepili su nestabilni atom uranijuma pomoću neutrona. Sljedeće godine Lise Meitner i Otto Fisch rasvijetlili su proces nuklearne fisije, gdje se jezgre atoma cijepaju na lakše elemente, a kao nusprodukt dobijamo neutrone i energiju.
            1941. godine američka vlada je pokrenula tajni projekt pod imenom Manhattan. Tokom tog projekta napravljene su bombe koje će kasnije biti bačene na Hirošimu i Nagasaki, i time završiti Drugi svjetski rat. Voditelj tog projekta bio je Robert Oppenheimer i nije tajna kako je Oppenheimer imao mnoge dvojbe i strahove oko razvoja novog razornog oružja. Ti strahovi zabilježeni su i u operi Doctor Atomic kompozitora Johna Adamsa. Navedene bombe jedine su do sada koje su korištene u borbi, iako ih je testirano oko 2000. Projekt Manhattan koštao je oko 2 milijarde dolara, a na njemu je radilo oko 175 hiljada ljudi, među kojima je bilo i osmero nobelovaca.
            Uranijum je najteži element koji nalazimo u prirodi i to u dva izotopa: U-238 i U-235. Za nuklearnu fisiju koristi se U-235, a on čini samo 0,7% u naslagama uranijuma. Zbog toga se U-238 mora „obogaćivati da bi se dobio U-235.
            Kada se atom U-235 bombarduje neutronima, on ih apsorbira i postaje nestabilan. Zatim se dijeli na dvije manje jezgre i dio mase se pretvara u energiju koja se manifestuje kroz gama zrake i toplinu. Tada nastaje lančana reakcija koja je kod oružja nekontrolisana, a u reaktorima strogo kontrolisana.
            Bomba koja je bačena na Hirošimu sastojala se od obogaćenog uranijuma zbijenog s eksplozivom koji je služio kao detonator. Pomoću tog detonatora postigla bi se superkritična masa. Bomba bačena na Nagasaki sastojala se od plutonijuma koji može postići sličan efekat kao i uranijum. Plutonijum se proizvodi od istrošenog nuklearnog goriva iz reaktora.
            Poslije 1945. godine američka vojska je razvila hidrogenske (termonuklearne) bombe koje su po razornoj moći bile neuporedivo jače od atomskih. Neke od njih imaju snagu nekoliko miliona tona TNT-a, a svoju snagu crpe iz nuklearne fuzije. U procesu nuklearne fisije atomske jezgre spajaju se u teže elemente. Hidrogenske bombe koriste male fisijske eksplozije kako bi proizvele visoke temperature potrebne za spajanje teških izotopa vodonika. O toj nekontrolisanoj snazi govori izvještaj s testa kodnog imena Castle Bravo.
            1. marta 1954. godine na atolu Bikini aktivirana je hidrogenska bomba, čija je snaga procijenjena na 5 megatona (5 miliona tona TNT-a). Ali, zbog inžinjerske greške detonacija je dosegla snagu od 15 megatona, što je dovelo do najveće nuklearne kontaminacije u istoriji SAD-a. Sedam godina kasnije Sovjetski Savez je na ostrvima Novaja Zemlja testirao bombu nadimka Car. Snaga te bombe procijenjena je između 50 i 58 megatona i do danas je najjače oružje ikada aktivirano na Zemlji. Nuklearna vojna tehnologija od tada se počela primjenjivati u mnoge svrhe. Tako je atomsko oružje postavljeno na interkontinentalne balističke projektile koji mogu nositi i nekoliko desetina bojevih glava, tj. jedan projektil može uništiti nekoliko ciljeva odjednom nakon što se na velikoj visini bojeve glave odvoje i svaka krene prema određenoj meti.
            Padom bomba na Hirošimu i Nagasaki započeo je Hladni rat i utrka u naoružanju. Sovjeti su svoju prvu bombu testirali 1949. godine, Britanci 1952. godine, Francuzi 1960. godine i Kina 1964. godine. Od 1998. godine nuklearne sile su i Indija i Pakistan. Za Izrael se vjeruje kako posjeduje nuklearno oružje, dok je Sjeverna Koreja 2005. godine objavila da posjeduje atomsku bombu. Do 2013. godine Korejanci su obavili tri podzemna testiranja, ali zbog izolovanosti te zemlje teško je utvrditi sve činjenice vezane za te testove.
            Dok barem devet zemalja na svijetu posjeduje nuklearno oružje, njih 187 obavezalo se da ga neće proizvoditi. Dvadesetak zemalja, kao što su Švajcarska, Brazil, Argentina, Kanada i Južnoafrička Republika, nekada je imalo program za izradu oružja, ali poslije potpisivanja Ugovora o neširenju nuklearnog oružja (Non-Proliferation Treaty ili NPT) 1968. godine od tog su programa odustale. Cilj tog ugovora bio je spriječiti širenje nuklearnog oružja i obavezati nuklearne sile na međusobnu razmjenu tehnologije i materijala za mirnodopske svrhe. Do 1986. godine ukupno je uništeno 38 hiljada nuklearnih (bojevih) glava. Novim zakonom u SAD-u 1996. godine su se pokušala ograničiti testiranja, ali Senat ga nije prihvatio. Jedan od najvećih izazova je i nadzor oružja koje je ostalo nezaštićeno i nezbrinuto poslije raspada Sovjetskog saveza, tako da su zemlje G8 poklonile milijarde dolara za uništenje i kontrolu tog oružja. Međunarodna agencija za nuklearnu energiju suočava se s velikim problemima zbog krijumčarenja nuklearnih materijala i tehnologije iz straha da ti materijali ne padnu u ruke terorista. Iako teroristi ne bi mogli napraviti standardnu nuklearnu bombu, od tih materijala mogu napraviti tzv. prljavu bombu koja nije toliko razorna, ali je izrazito radioaktivna. Da su strahovi opravdani, govori i činjenica da je 2004. godine objavljeno kako su pakistanski naučnici prodavali nuklearnu tehnologiju Libiji i Sjevernoj Koreji.

            Atomi za mir
            Prva asocijacija koja nam pada na pamet kada čujemo riječ „nuklearno je razorna eksplozija i veliki oblak u obliku gljive. Činjenica je da je prvi nuklearni reaktor sagrađen 1944. godine u SAD-u služio za proizvodnju plutonijuma. Prvi komercijalni reaktor sagrađen je u Engleskoj 1956. godine. U današnje vrijeme Japan i Francuska dobijaju 75% električne energije iz nuklearnih elektrana.
            Za razliku od atomskog oružja, lančana reakcija u nuklearnim reaktorima strogo je kontrolisana. Da bi se izbjegla nekontrolisana reakcija, između šipki s nuklearnim gorivom nalaze se kontrolne šipke koje regulišu tok neutrona. Ako su šipke spuštene duboko u reaktor, reakcija se ograničava i smanjuje se količina topline koju emitira. U nama najbližoj elektrani u Krškom kontrolne šipke regulišu se pomoću elektromagneta. U slučaju nesreće ili nestanka struje, šipke se pod uticajem gravitacije spuštaju cijele u reaktor i zaustavljaju reakciju. Slična praksa je česta u modernim svjetskim elektranama. Za hlađenje se najčešće koristi voda, ali postoje i reaktori hlađeni pomoću ugljendioksida.
            Nuklearni reaktori su veoma neefikasni i koriste samo oko 1% energije pohranjene u gorivu. Da bi spriječile tu neefikasnost i smanjile količinu otpada, neke zemlje započele su s „reciklažom nuklearnog goriva. Efikasniji (ali nesigurniji) su napredni reaktori hlađeni s tekućim natrijumom, koji mogu iskoristiti i do 75% energije iz uranijuma. Razvitak minijaturnih reaktora kao što je RAPID-L možda će jednog dana omogućiti da svaka zgrada u podrumu ima vlastiti izvor električne energije, iako su primarno zamišljeni kao izvor energije na potencijalnim marsovskim i mjesečevim kolonijama.
            Nuklearna energija takođe se pokazala vrlo uspješnom na raznim plovilima. Prva nuklearna podmornica Nautilus već je kod porinuća postala legendom, a njeno putovanje ispod sjevernog pola u to je vrijeme bilo jedno od najvećih tehnoloških dostignuća. Kako nuklearnom reaktoru nije potreban vazduh za funkcionisanje, podmornica može provesti više mjeseci pod vodom i ograničena je samo zalihama hrane. Reaktori pokreću i ogromne nosače aviona, čiji je radijus kretanja neograničen, a gorivo im traje do 25 godina. Sovjetska mornarica sagradila je i nekoliko nuklearnih ledolomaca koji su uspjeli doploviti i do sjevernog pola. Radioizotopni termoelektrični generatori koriste se kao izvor energije za svemirske misije kao što su Cassini i Galileo.

            Kritične situacije
            Nuklearne nesreće noćna su mora svakog čovjeka. Najgora američka nuklearna katastrofa dogodila se 1979. godine u elektrani Ostrvo tri milje kada je zakazao sistem za hlađenje. Došlo je do rastapanja reaktora i ispuštanja radioaktivnih plinova u atmosferu.
            Najveća nesreća dogodila se 1986. godine u Černobilu. Kod sigurnosnog testiranja došlo je do fatalne greške, poslije čega je došlo do eksplozije koja je uništila pokrov reaktora. Radijacija je na licu mjesta ubila 30 ljudi, a pravi razmjer ove katastrofe nikada neće biti do kraja poznat. Ostala tri reaktora u Černobilu nastavili su raditi sve do 2000. godine kada su i oni ugašeni. U Černobilu trenutno traje izgradnja hangara kojim bi se pokrio uništeni reaktor. Na taj će način biti zamijenjen stari sarkofag koji je nabrzinu sagrađen poslije katastrofe. Zadnja nuklearna katastrofa dogodila se u Fukushimi poslije razornog tsunamija.
            Iako nuklearno doba traje već 70 godina, još uvijek nije pronađeno pravo rješenje za odlaganje nuklearnog otpada.



            *SPECIJALNA NAPOMENA:  Tekst koji ste upravo pročitali prenesen je sa mog starog bloga By MosHer (bymosher.blogger.ba) na kojem sam ga objavio 05. oktobra 2014. godine!
            Ensvid Hadžajlić - MosHer

Nema komentara:

Objavi komentar