Kam s ním? aneb perspektivy štěpení

Kam s ním?
aneb perspektivy štěpení
Písek 2014
S.Valenta
Objevy
●
1896 H.Becquerel objevuje radioaktivitu
Objevy
●
●
1896 H.Becquerel objevuje radioaktivitu
1897 J.J.Thomson objevuje elektron a
navrhuje “pudinkový model atomu”
Objevy
●
●
●
1896 H.Becquerel objevuje radioaktivitu
1897 J.J.Thomson objevuje elektron a
navrhuje “pudinkový model atomu”
1909 E.Rutherford rozptyluje α částice na
zlaté fólii a navrhuje “planetární model atomu”
Objevy
●
●
●
●
1896 H.Becquerel objevuje radioaktivitu
1897 J.J.Thomson objevuje elektron a
navrhuje “pudinkový model atomu”
1909 E.Rutherford rozptyluje a částice na
zlaté fólii a navrhuje “planetární model atomu”
1913 F.Soddy objevuje izotopickou povahu
prvků a N.Bohr představuje kvantování energií
elektronů v atomech
Objevy
●
●
●
●
●
1896 H.Becquerel objevuje radioaktivitu
1897 J.J.Thomson objevuje elektron a
navrhuje “pudinkový model atomu”
1909 E.Rutherford rozptyluje a částice na
zlaté fólii a navrhuje “planetární model atomu”
1913 F.Soddy objevuje izotopickou povahu
prvků a N.Bohr představuje kvantování energií
elektronů v atomech
1917 E.Rutherford 14N+α→17O+p
Objevy
●
●
1917 E.Rutherford 14N+α→17O+p
1932 J.Chadwick objevuje neutron
9
Be+α→12C+n
Objevy
●
●
●
1917 E.Rutherford 14N+α→17O+p
1932 J.Chadwick objevuje neutron
9
Be+α→12C+n
1938 O.Hahn objevuje štěpení
n+92U→56Ba+36Kr
Objevy
●
●
●
●
1917 E.Rutherford 14N+α→17O+p
1932 J.Chadwick objevuje neutron
9
Be+α→12C+n
1938 O.Hahn objevuje štěpení
n+92U→56Ba+36Kr
1939 tým na Columbia University měří energii
produktů a zjišťuje, že se štěpí 235U
Objevy
●
●
●
●
●
1917 E.Rutherford 14N+α→17O+p
1932 J.Chadwick objevuje neutron
9
Be+α→12C+n
1938 O.Hahn objevuje štěpení
n+92U→56Ba+36Kr
1939 tým na Columbia University měří energii
produktů a zjišťuje, že se štěpí 235U
Téhož roku F.Joliot-Curie,inspirován Leo
Szilárdem, ukazuje uvolnění n ve štěpení
Periodická tabulka prvků
Periodická tabulka jader
Oblast lehkých prvků
α rozpad
β rozpad
+
β rozpad
−
Rozpad emisí p nebo n
14
Reakce – (n,p) produkce C
14
Reakce – (n,γ) produkce C
14
C je β radioaktivní
−
Přirozená radioaktivita
●
●
●
●
●
14
C, lze použít k datování!
Rozpadové řady thoria a uranu (měření
radonu ve vzduchu)
Kosmické záření
40
K v potravě (4000 rozpadů/s, víc, když si
dáme banán)
A další...
Oblast aktinidů
Oblast aktinidů
235
Uran je štěpitelný
Štěpení je žádoucí proces
Vznikají izotopy v okolí A=95 a 140
238
Uran není štěpitelný
A tak dá vznikat dalším aktinidům
A tak dá vznikat dalším aktinidům
A tak dá vznikat dalším aktinidům
A tak dá vznikat dalším aktinidům
239
Plutonium je fajn!
240
Plutonium už moc ne...
Ale...
241
Plutonium opět ano!!
Výsledkem je jaderný odpad
Co s tím?
●
Jaderný odpad uložme a počkejme.
●
Jaderný odpad použijme – ADS.
●
A začněmě používat “bezodpadní” zdroje!
●
- na stejném principu – Thoriový cyklus
●
- na principu fúze – tokamak a jiné.
Thoriový cyklus
Dostaneme se ke štěpení?
Protaktinium nám radost nedělá
Ani
234
Thorium ne...
Ale!
233
Uran se štěpí!
A jak už víme ...
A jak už víme ...
A jak už víme ...
...
235
Uran též!
No a ty sudé urany?!
234
Uran se ...
… štěpí také, sláva!
… štěpí také, sláva!
(a přinejhorším se dostaneme na
235
Uran)
Na další aktinidy se nedostane.
Thoriový cyklus a odpad
●
iniciální aktivita 100x menší!
●
v předkonečném období srovnatelná
Urychlovačem řízený systém ADS
Urychlovačem řízený systém ADS
●
urychlíme protony
Urychlovačem řízený systém ADS
●
urychlíme protony
●
střelíme do olova
Urychlovačem řízený systém ADS
●
urychlíme protony
●
střelíme do olova
●
neutrony nepotřebujeme
ze štěpení uranu,plutonia
Urychlovačem řízený systém ADS
●
urychlíme protony
●
střelíme do olova
●
●
neutrony nepotřebujeme
ze štěpení uranu/plutonia
vypneme urychlovač ⇒
vypne se reaktor
●
ale reaktor je “otevřený”
●
Project MYRRHA
Kam s ním?
aneb perspektivy štěpení
●
●
●
Reakce Th cyklu
intenzivně studovány –
CERN, LANL, JIRN, ...
Reaktory na bázi Th-U
mixu fungují
V SCK Mol v Belgii se
staví prototyp ADS
MYRRHA