{"id":21023728,"date":"2014-09-30T11:22:49","date_gmt":"2014-09-30T09:22:49","guid":{"rendered":"http:\/\/znanost.geek.hr\/?p=21023728"},"modified":"2016-10-27T23:33:52","modified_gmt":"2016-10-27T21:33:52","slug":"prica-o-nuklearnom-dobu","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/clanak\/prica-o-nuklearnom-dobu\/","title":{"rendered":"Pri\u010da o nuklearnom dobu"},"content":{"rendered":"
\"Projekt

Projekt Trinity: prva nuklearna eksplozija (izvor: WIkipedia)<\/p><\/div>\n

Zemlja je u nuklearno doba \u201eeksplodirala\u201d<\/span><\/span> 16. srpnja 1945. godine. Na taj dan Sjedinjene Ameri\u010dke Dr\u017eave testirale su potpuno novu vrstu oru\u017eja u pustinji Novog Meksika. Bomba Trinity, izra\u0111ena oko kugle plutonija veli\u010dine teniske loptice, proizvela je eksploziju jednaku eksploziji 20 000 tona TNT-a.<\/p>\n

Narednih 60 godina proizvedeni su deseci tisu\u0107a tona plutonija i oboga\u0107enog urana. Svjetski nuklearni arsenal broji oko 27 000 bombi. Devet dr\u017eava vrlo vjerojatno posjeduje nuklearno oru\u017eje, dok ostalih 40 posjeduje tehnologiju i materijal za proizvodnju.<\/p>\n

No, nuklearna tehnologija istovremeno se koristi i za mirnodopske svrhe. Prvi komercijalni nuklearni reaktor spojen je na mre\u017eu 1956. godine u Engleskoj. Danas 442 reaktora u 32 dr\u017eave proizvodi 16% svjetske elektri\u010dne energije.<\/p>\n

Nuklearna energija slavila se kao jeftini izvor elektri\u010dne energije. No, to se promijenilo krajem 20. stolje\u0107a kada su se dogodile neke od najstra\u0161nijih nuklearnih katastrofa. Problem odlaganja istro\u0161enog goriva postajao je sve ve\u0107i, a nuklearke su dobile konkurenciju u obliku novih energetskih tehnologija. Uz sve to, nuklearna energija najvi\u0161u je stigmu nosila zbog nuklearnog oru\u017eja. No, problem globalnog zatopljenja ide na ruku upravo nuklearkama koje u atmosferu ne ispu\u0161taju stakleni\u010dke plinove, tako da jo\u0161 uvijek imaju mnogo prista\u0161a diljem svijeta.<\/p>\n

Prvi korak prema osloba\u0111anju energije iz atomske jezgre u\u010dinio je Albert Einstein 1905. godine kada je kroz svoju jednad\u017ebu E = mc\u00b2<\/em> utvrdio da sva masa ima energetski ekvivalent, te da sva energija ima maseni ekvivalent. 1938. godine njema\u010dki fizi\u010dari Otto Hahn i Fritz Strassman rascijepili su nestabilni atom urana pomo\u0107u neutrona. Sljede\u0107e godine Lise Meitner i Otto Fisch rasvijetlili su proces nuklearne fisije, gdje se jezgre atoma cijepaju na lak\u0161e elemente, a kao nusprodukt dobivamo neutrone i energiju.<\/p>\n

\"shematski

shematski prikaz nuklearne fisije (izvor: Wikipedia)<\/p><\/div>\n

1941. godine ameri\u010dka vlada pokrenula je tajni projekt imena Manhattan. Tijekom tog projekta sagra\u0111ene su bombe koje \u0107e kasnije biti ba\u010dene na Hiro\u0161imu i Nagasaki, i time zavr\u0161iti 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 oru\u017eja. Ti strahovi zabilje\u017eeni su i u operi Doctor Atomic<\/em> skladatelja Johna Adamsa. Navedene bombe jedine su dosad koje su kori\u0161tene u borbi, iako ih je testirano oko 2000. Projekt Manhattan ko\u0161tao je oko 2 milijarde dolara, a na njemu je radilo oko 175 000 ljudi, me\u0111u kojima je bilo i osmero nobelovaca.<\/p>\n

Uran je najte\u017ei element koji nalazimo u prirodi i to u dva izotopa: U-238 i U-235. Za nuklearnu fisiju koristi se U-235, a on \u010dini samo 0,7% posto u naslagama urana. Zbog toga se U-238 mora \u201eoboga\u0107ivati\u201d<\/span><\/span> da bi se dobio U-235.<\/p>\n

Kada se atom U-235 bombardira neutronima, on ih apsorbira i postaje nestabilan. Potom se dijeli na dvije manje jezgre i dio mase se pretvara u energiju koja se manifestira kroz gama zrake i toplinu. Tada nastaje lan\u010dana reakcija koja je kod oru\u017eja nekontrolirana, a u reaktorima strogo kontrolirana.<\/p>\n

Bomba koja je ba\u010dena na Hiro\u0161imu sastojala se od oboga\u0107enog urana zbijenog s eksplozivom koji je slu\u017eio kao detonator. Pomo\u0107u tog detonatora postigla bi se superkriti\u010dna masa. Bomba ba\u010dena na Nagasaki sastojala se od plutonija koji mo\u017ee posti\u0107i sli\u010dan efekt kao i uran. Plutonij se proizvodi od istro\u0161enog nuklearnog goriva iz reaktora.<\/p>\n

\"Projekt

Projekt Castle Bravo: test termonuklearnog oru\u017eja (izvor: Wikipedia)<\/p><\/div>\n

Nakon 1945. ameri\u010dka vojska je razvila hidrogenske (termonuklearne) bombe koje su po razornoj mo\u0107i bile neusporedivo ja\u010de od atomskih. Neke od njih imaju snagu nekoliko milijuna tona TNT-a, a svoju snagu crpe iz nuklearne fuzije. U procesu nuklearne fisije atomske jezgre spajaju se u te\u017ee elemente. Hidrogenske bombe koriste male fisijske eksplozije kako bi proizvele visoke temperature potrebne za spajanje te\u0161kih izotopa vodika. O toj nekontroliranoj snazi govori izvje\u0161\u0107e s testa kodnog imena Castle Bravo<\/em>.<\/p>\n

1. o\u017eujka 1954. godine na atolu Bikini aktivirana je hidrogenska bomba, \u010dija je snaga procijenjena na 5 megatona (5 milijuna tona TNT-a). No, zbog in\u017eenjerske gre\u0161ke detonacija je dosegla snagu od 15 megatona, \u0161to je dovelo do najve\u0107e nuklearne kontaminacije u povijesti SAD-a. Sedam godina kasnije Sovjetski Savez je na oto\u010dju Novaja Zemlja testirao bombu nadimka Car. Snaga te bombe procijenjena je izme\u0111u 50 i 58 megatona i do danas je najja\u010de oru\u017eje ikad aktivirano na Zemlji. Nuklearna vojna tehnologija otada se po\u010dela primjenjivati u mnoge svrhe. Tako je atomsko oru\u017eje postavljeno na interkontinentalne balisti\u010dke projektile koji mogu nositi i nekoliko desetaka bojevih glava, tj. jedan projektil mo\u017ee uni\u0161titi nekoliko ciljeva odjednom nakon \u0161to se na velikoj visini bojeve glave odvoje i svaka krene prema odre\u0111enoj meti.<\/p>\n usporedba izme\u0111u standardne i termonuklearne bombe (izvor: oobject.com)\n

Padom bombi na Hiro\u0161imu i Nagasaki zapo\u010deo je Hladni rat i utrka u naoru\u017eanju. Sovjeti su svoju prvu bombu testirali 1949. godine, Britanci 1952., Francuzi 1960. i Kina 1964. Od 1998. nuklearne sile su i Indija i Pakistan. Za Izrael se vjeruje kako posjeduje nuklearno oru\u017eje, dok je Sjeverna Koreja 2005. objavila da posjeduje atomsku bombu. Do 2013. godine Korejci su obavili tri podzemna testiranja, no zbog izoliranosti te zemlje te\u0161ko je utvrditi sve \u010dinjenice vezane za te testove.<\/p>\n

Dok barem devet zemalja na svijetu posjeduje nuklearno oru\u017eje, njih 187 obvezalo se da ga ne\u0107e proizvoditi. Dvadesetak zemalja, kao \u0161to su \u0160vicarska, Brazil, Argentina, Kanada i Ju\u017enoafri\u010dka Republika, nekada je imalo program za izradu oru\u017eja, no nakon potpisivanja Ugovora o ne\u0161irenju nuklearnog oru\u017eja (Non-Proliferation Treaty\u00a0ili NPT) 1968. godine od tog su programa odustale. Cilj tog ugovora bio je sprije\u010diti \u0161irenje nuklearnog oru\u017eja i obvezati nuklearne sile na me\u0111usobnu razmjenu tehnologije i materijala za mirnodopske svrhe. Do 1986. godine ukupno je uni\u0161teno 38 000 nuklearnih (bojevih) glava. Novim zakonom u SAD-u 1996. poku\u0161alo se ograni\u010diti testiranja, no Senat ga nije prihvatio. Jedan od najve\u0107ih izazova je i nadzor oru\u017eja koje je ostalo neza\u0161ti\u0107eno i nezbrinuto nakon raspada Sovjetskog saveza, tako da su zemlje G8 poklonile milijarde dolara za uni\u0161tenje i kontrolu tog oru\u017eja. Me\u0111unarodna agencija za nuklearnu energiju suo\u010dava se s velikim problemima zbog krijum\u010darenja 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 izraditi tzv. prljavu bombu koja nije toliko razorna, ali je izrazito radioaktivna. Da su strahovi opravdani, govori i \u010dinjenica da je 2004. objavljeno kako su pakistanski znanstvenici prodavali nuklearnu tehnologiju Libiji i Sjevernoj Koreji.<\/p>\n

Atomi za mir<\/strong><\/p>\n

Prva asocijacija koja nam pada na pamet kad \u010dujemo rije\u010d \u201enuklearno\u201d<\/span><\/span> je razorna eksplozija i veliki oblak u obliku gljive. \u010cinjenica je da je prvi nuklearni reaktor izgra\u0111en 1944. godine u SAD-u slu\u017eio za proizvodnju plutonija. Prvi komercijalni reaktor sagra\u0111en je Engleskoj 1956. godine. U dana\u0161nje vrijeme Japan i Francuska dobivaju 75% elektri\u010dne energije iz nuklearnih elektrana.<\/p>\n

Za razliku od atomskog oru\u017eja, lan\u010dana reakcija u nuklearnim reaktorima strogo je kontrolirana. Da bi se izbjegla nekontrolirana reakcija, izme\u0111u \u0161ipki s nuklearnim gorivom nalaze se kontrolne \u0161ipke koje reguliraju tok neutrona. Ako su \u0161ipke spu\u0161tene duboko u reaktor, reakcija se ograni\u010dava i smanjuje se koli\u010dina topline koju emitira. U nama najbli\u017eoj elektrani u Kr\u0161kom kontrolne \u0161ipke reguliraju se pomo\u0107u elektromagneta. U slu\u010daju nesre\u0107e ili nestanka struje, \u0161ipke se pod utjecajem gravitacije spu\u0161taju cijele u reaktor i zaustavljaju reakciju. Sli\u010dna praksa je \u010desta u modernim svjetskim elektranama. Za hla\u0111enje se naj\u010de\u0161\u0107e koristi voda, no postoje i reaktori hla\u0111eni pomo\u0107u ugljikovog dioksida.<\/p>\n

\"nuklearna

nuklearna elektrana Kr\u0161ko: reaktor je smje\u0161ten u visokoj cilindri\u010dnoj gra\u0111evini (izvor: icjt.com)<\/p><\/div>\n

Nuklearni reaktori su vrlo neu\u010dinkoviti i koriste samo oko 1% energije pohranjene u gorivu. Da bi sprije\u010dile tu neu\u010dinkovitost i smanjile koli\u010dinu otpada, neke zemlje zapo\u010dele su s \u201erecikliranjem\u201d<\/span><\/span> nuklearnog goriva. U\u010dinkovitiji (ali nesigurniji) su napredni reaktori hla\u0111eni s teku\u0107im natrijem, koji mogu iskoristiti i do 75% energije iz urana. Razvitak minijaturnih reaktora kao \u0161to je RAPID-L mo\u017eda \u0107e jednog dana omogu\u0107iti da svaka zgrada u podrumu ima vlastiti izvor elektri\u010dne energije, iako su primarno zami\u0161ljeni kao izvor energije na potencijalnim marsovskim i mjese\u010devim kolonijama.<\/p>\n

Nuklearna energija tako\u0111er se pokazala vrlo uspje\u0161nom na raznim plovilima. Prva nuklearna podmornica Nautilus ve\u0107 je kod porinu\u0107a postala legendom, a njezino putovanje ispod sjevernog pola u to je vrijeme bilo jedno od najve\u0107ih tehnolo\u0161kih dostignu\u0107a. Kako nuklearnom reaktoru nije potreban zrak za funkcioniranje, podmornica mo\u017ee provesti vi\u0161e mjeseci pod vodom i ograni\u010dena je samo zalihama hrane. Reaktori pokre\u0107u i ogromne nosa\u010de aviona, \u010diji je radijus kretanja neograni\u010den, a gorivo im traje do 25 godina. Sovjetska mornarica sagradila je i nekoliko nuklearnih ledolomaca koji su uspjeli doploviti i do sjevernog pola. Radioizotopni termoelektri\u010dni generatori koriste se kao izvor energije za svemirske misije kao \u0161to su Cassini i Galileo.<\/p>\n

Kriti\u010dne situacije<\/strong><\/p>\n

Nuklearne nesre\u0107e no\u0107na su mora svakog \u010dovjeka. Najgora ameri\u010dka nuklearna katastrofa dogodila se 1979. godine u elektrani Otok tri milje kada je zakazao sistem za hla\u0111enje. Do\u0161lo je do rastapanja reaktora i ispu\u0161tanja radioaktivnih plinova u atmosferu.<\/p>\n novi sarkofag koji \u0107e prekriti uni\u0161teni reaktor u \u010cernobilu (izvor: WIkipedia)\n

Najve\u0107a nesre\u0107a dogodila se 1986. godine u \u010cernobilu. Kod sigurnosnog testiranja do\u0161lo je do fatalne pogre\u0161ke, nakon \u010dega je do\u0161lo do eksplozije koja je uni\u0161tila pokrov reaktora. Radijacija je na licu mjesta ubila 30 ljudi, a pravi razmjer ove katastrofe nikada ne\u0107e biti do kraja poznat. Ostala tri reaktora u \u010cernobilu nastavili su raditi sve do 2000. godine kada su i oni uga\u0161eni. U \u010cernobilu trenutno traje izgradnja hangara kojim bi se pokrio uni\u0161teni reaktor. Na taj \u0107e na\u010din biti zamijenjen stari sarkofag koji je nabrzinu sagra\u0111en nakon katastrofe. Zadnja nuklearna katastrofa dogodila se u Fukushimi nakon razornog tsunamija.<\/p>\n

Iako nuklearno doba traje ve\u0107 70 godina, jo\u0161 uvijek nije prona\u0111eno pravo rje\u0161enje za odlaganje nuklearnog otpada.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Zemlja je u nuklearno doba \u201eeksplodirala\u201d 16. srpnja 1945. godine. Na taj dan Sjedinjene Ameri\u010dke Dr\u017eave testirale su potpuno novu vrstu oru\u017eja u pustinji Novog Meksika. Bomba Trinity, izra\u0111ena oko kugle plutonija veli\u010dine teniske loptice, proizvela je eksploziju jednaku eksploziji 20 000 tona TNT-a. Narednih 60 godina proizvedeni su deseci tisu\u0107a tona plutonija i oboga\u0107enog […]<\/p>\n","protected":false},"author":10022,"featured_media":21023732,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_lmt_disableupdate":"","_lmt_disable":"","footnotes":""},"categories":[16333],"tags":[18048,18035],"class_list":["post-21023728","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-fizika","tag-cernobil","tag-nuklearna-eksplozija"],"modified_by":null,"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/21023728","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/users\/10022"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=21023728"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/21023728\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/media\/21023732"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=21023728"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=21023728"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/geek.hr\/znanost\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=21023728"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}