Vladimír Wagner

V polovině prosince bylo ohlášeno studené odstavení poškozených reaktorů ve Fukušimě I a koncem tohoto měsíce byl zpřesněn plán návratu části obyvatel do zakázané zóny. Ten by měl začít během prvních tří nastávajících měsíců.

V úterý, 13. prosince 2011, v hlavním přednáškovém sále laboratoře CERN společně prezentovaly dva experimenty ATLAS a CMS přehled svých dosavadních výsledků hledání Higgsova bosonu.

Blíží se konec roku a termín, kdy se plánuje dosažení studeného odstavení reaktorů Jaderné elektrárny Fukušima I a tím i otevření možnosti odvolání zákazu vstupu do zakázané zóny do dvaceti kilometrů od elektrárny a zahájení návratu evakuovaných do ní. Jaká je nyní situace v elektrárně, Japonsku a jaké jsou jeho energetické vyhlídky?

Začátkem listopadu skončil největší urychlovač na světě, ženevský Large Hadron Collider, srážení protonů a po krátké technické přestávce zahájil produkci extrémně horké a husté hmoty pomocí srážek jader olova. Měsíčním provozem v tomto režimu zakončí svůj velmi úspěšný druhý rok. Jeho předchůdce, americký Tevatron, v září definitivně skončil svoji činnost.

Denním tiskem se nyní přelévají vlny protichůdných tvrzení. Jeden den byl výsledek experimentu CNGS s detektorem OPERA prokazující nadsvětelné rychlosti neutrina potvrzen a za pár dnů zase vyvrácen. V pátek si čtenář přečetl, že nová měření s kratším pulzem experiment potvrdila a dnes je v téměř všech vědních rubrikách deníků zpráva, že experiment ICARUS nadsvětelné rychlosti neutrin vyloučil. Podobné zvraty lze očekávat i v budoucnu a čtenář, kterého téma zajímá, může být z toho docela zmaten. Zkusme se na danou problematiku podívat střízlivě.

V předchozích dvou týdnech provedl experiment CNGS (CERN to Gran Sasso) nové testy, které mají analyzovat možné zdroje chyb při měření rychlosti neutrin.

V souvislosti s novým předváděním zařízení Andrea Rossiho, označovaného jako E-Cat reaktor, se objevila na internetu řada příspěvků, které věští revoluci ve výrobě energie. Podle Rossiho slov by měl reaktor produkovat energii pomocí studené fúze. Průběh prezentace, která se konala 28. října, i uváděné parametry pokusu však ještě intenzivněji naznačují, že jde o podvod.

V minulém týdnu proběhla světovým i českým denním tiskem zpráva, že se v elektrárně Fukušima I objevily radioaktivní izotopy xenonu, které mají krátkou dobu života. To by mohlo znamenat, že se tam opět rozběhla štěpná reakce. Jelikož se v mediích po uveřejnění takových senzačních zpráv už neobjevuje vysvětlení skutečného stavu věcí, je dobré se o ně pokusit. Zároveň se podíváme, jak se vyvíjí situace v elektrárně a jejím okolí.

V nedávné době byly zveřejněny výsledky projektu BEST, kterému šéfuje Richard A. Muller z Kalifornské university v Berkeley. Jeho tým analyzoval co nejširší soubor dostupných meteorologických teplotních řad a určoval vývoj globální teploty. Potvrdil, že dříve publikované analýzy, které byly kritizovány, jsou v pořádku.

V září bylo možné díky narůstající efektivitě čištění radioaktivní vody zvýšit objem chladící vody vháněné do reaktorů dvě a tři. Díky tomu je už tři týdny teplota i těchto reaktorů stabilně nižší než sto stupňů. Po stabilizaci situace s bazény se tímto dále dramaticky snížilo vypařování vody. Do částečně evakuované zóny mezi dvacátým a třicátým kilometrem od elektrárny se začíná vracet normální život. Známkou toho je i znovuotevření zařízení s celodenní péči o malé děti v Minami Soma, které je dvacet kilometrů od elektrárny.

Minulý týden explodovala v mediálním světě bomba v podobě zprávy, že experiment OPERA, který detekuje v podzemní laboratoři Gran Sasso neutrina vyslaná z laboratoře CERN, zaznamenal u nich rychlost větší než je rychlost světla ve vakuu. Takové zjištění by mělo dalekosáhlé dopady na naše pochopení fyziky nejen mikrosvěta. I z tohoto důvodu jsou autoři práce, která výsledky prezentuje, velmi opatrní ve svých závěrech a vyzývají fyzikální veřejnost, ale hlavně další podobná experimentální zařízení k ověření jejich výsledku. Podívejme se na to, jak bylo pozorování uskutečněno, jaké jsou zdroje nepřesností při tomto měření a jak by se jeho potvrzení odrazilo v našich fyzikálních představách o světě.

V souvislosti s pozorovaným rychlým nárůstem oxidu uhličitého v atmosféře v současné době je zajímavé zjistit, zda k podobným změnám, i když třeba z jiných důvodů než nyní, nedocházelo už v minulosti. Využít se k tomu dá například led i rostliny.

Před měsícem jsme elektrárnu ve Fukušimě opustili v době, kdy se dokončila první fáze stabilizace elektrárny. Nyní se pozornost soustřeďuje hlavně na monitorování dozimetrické situace a dekontaminaci zasažených oblastí uvnitř i mimo zakázanou zónu. Kvalita a efektivita těchto činností je totiž zásadním faktorem bezpečného návratu evakuovaných obyvatel.

Během července se podařilo dokončit první etapu stabilizace jaderné elektrárny Fukušima I. Začátkem srpna se ale také objevila zpráva, že se v ní našlo místo s nejvyšší radioaktivitou mimo vnitřních částí reaktorových budov. Jak do sebe tyto dvě informace zapadají?

Nedávno vyšel článek shrnující výsledky studie kupy galaxií Abell 2744. Jde o další z přímých důkazů existence temné hmoty. První podobné pozorování se podařilo v roce 2006 při analýze srážky kup galaxií. U tohoto útvaru 1E0657-558, označovaného jako kupa galaxií „Kulka“, bylo poprvé pozorováno oddělení temné hmoty od plynu. Obě tyto složky se v kupách galaxií vyskytují. Od té doby bylo pozorováno ještě pár dalších srážek kup galaxií. Nově analyzovaná kupa galaxií Abell 2744 je zatím nejkomplikovanějším systémem, který pravděpodobně vznikl srážkou čtyř menších kup. Došlo tak ke složitému rozdělení jednotlivých složek, které kupy tvořily.

V uplynulých dnech pokročila stabilizace situace s chlazením reaktorů v jaderné elektrárně Fukušima I natolik, že se začíná reálně uvažovat o návratu obyvatel do svých domovů alespoň v části evakuované zóny. Jak v červnu práce v elektrárně pokračovaly?

Mezinárodní skupině vědců z Ruska a USA v čele s Jurijem Oganesjanem byla připsána priorita v objevu dvou prvků těžších než nedávno pojmenované kopernicium. Mohou se začít zamýšlet nad jejich názvy.

Uplynulý měsíc byl pro Fukušimu ve znamení pokroku, přesto řada kritických problémů přetrvává. Zde je jejich popis a možné scénáře řešení.

Německá vláda definitivně potvrdila odstoupení od jaderné energetiky a během deseti let zavře všechny své jaderné elektrárny. Přístup dalších evropských zemí je v této otázce značně nejednotný. Již nyní je zřejmé, že některé země budou ze situace těžit.

Německo se už definitivně rozhodlo odstoupit od jaderné energie a odstavování jaderných elektráren chce po událostech ve Fukušimě 1 urychlit. Obdobná rozhodnutí zvažují i některé další evropské země. Zkusme se podívat na případné dopady takového vývoje na energetickou situaci v Německu i Evropě.

V nedávné době Němci dokončili svou druhou mořskou větrnou farmu Baltik1. Podle jejich představ právě zdroje tohoto typu by spolu s plynovými a uhelnými elektrárnami měly nahradit elektrárny jaderné. O jak významný zdroj elektřiny může jit?

V době, kdy se v jaderné elektrárně Fukušima neustále řeší problém s chlazením jaderných reaktorů, může být zajímavé si shrnout, jak tento proces probíhá v standardních podmínkách a jak nyní, v situaci havarijní. Včera (5. května) byl poprvé od zemětřesení umožněn vstup zaměstnanců do vnitřních částí reaktorové budovy prvního bloku.

Jednou z velmi dobrých a perspektivních možností získávání elektrické energie pro oblasti s intenzivním slunečním svitem jsou sluneční tepelné elektrárny. O těchto elektrárnách se hodně mluví i v souvislosti s projektem DESERTEC, který by chtěl v oblasti Středomoří vybudovat velké množství slunečních elektráren a pomocí stejnosměrných vedení extrémně vysokého napětí dodávat elektrickou energii do Evropy.

Ti, kteří alespoň okrajově sledují situaci v Japonsku vědí, že počínaje příčinou a následky konče jsou obě havárie zcela odlišné.

Po objevu antihypertritonu se americkým fyzikům spolupracujícím na experimentu STAR podařilo potvrdit existenci dosud nejtěžšího antijádra – antihelia 4.

Na americkém urychlovači Tevatron ještě před evropským LHC zbraně nesložili. Experiment CDF dnes ohlásí možný objev nové částice či nové fyziky.

Japonské úřady i mezinárodní organizace průběžně zveřejňují výsledky měření radiační situace v několika prefekturách okolo jaderné elektrárny Fukušima. Tyto pravidelně aktualizované informace v minulých dnech doplnily souhrnné přehledy, které umožňují si udělat poměrně realistickou představu o následcích katastrofy, současné situaci v postižené oblasti i uvažovat o jejím dalším vývoji.

Tento článek není takový, jaké běžně píši pro Osla. Nevěnuje se dominantně přírodovědným a technickým aspektům, ale zabíhá i do důsledků politických. Proto, že byl původně psán pro server Deník Referendum, v němž vyšly předchozí dva příspěvky. Tento byl však zastaven či pozastaven. Proto zde nabízím trochu jinou formou podané některé informace o průběhu událostí ve Fukušimě, úvahu nad mírou radioaktivního ohrožení a polemizuji s tvrzeními autorů jiných článků v zmíněném deníku.

Ničivé zemětřesení a následná, nečekaně velká vlna cunami zpustošily severozápadní pobřeží japonského ostrova Honšú. Ze čtyř zasažených jaderných elektráren je nejvážnější situace v elektrárně Fukušima I.

Pokud se podíváme na současný rozvoj jaderné energetiky, lze pozorovat dva trendy. Situaci v jihovýchodní Asii (Čína, Indie, Japonsko, Jižní Korea a další) lze opravdu bez nadsázky označit jako jadernou renesanci. V Evropě a v USA jde spíše o změnu pohledu a postupný pomalý rozjezd. Rozvojový svět projevuje stále větší zájem, i když konkrétních realizovaných projektů je zatím málo.

Zkoumání obsahu radioaktivního C14 může být velmi důležitým zdrojem informací o zdrojích oxidu uhličitého na Zemi. Mohlo by umožnit určit, jakým způsobem k množství tohoto plynu v atmosféře přispívá spalování uhlí v elektrárnách a další civilizační zdroje.

Před několika dny proletěla mediálním světem zpráva o veřejné prezentaci přístroje, v němž podle italských fyziků dochází ke studené syntéze jader niklu a vodíku. I když se autoři snaží všemožně přesvědčit o své pravdě a tvrdí, že mají uzavřené kontrakty v Evropě i v USA a již letos bude na světě první komerčně využitelný prototyp, laická veřejnost pochybuje, odborníci nevěří. Postoj Vladimíra Wagnera z Ústavu jaderné fyziky AV ČR je jednoznačný: "Podle mého názoru je italská studená fúze nereálná a s největší pravděpodobností podvodem."

Podrobněji si popíšeme, jak přesně se záporné teploty u spinových kvantových systémů dosahuje a jak se měří.

Záporné teploty v Kelvinově stupnici nemusí znamenat, že je systém chladnější než systém s kladnou teplotou. Ba právě naopak. V nedávné době se úspěšně studovaly kvantové systémy, u kterých se takových záporných teplot dosáhlo. Proto je užitečné se podívat, co pojem záporné teploty znamená. A detailněji i na vlastnosti takových systémů.

V závěru loňského roku se skupina českých učitelů vypravila na týden do laboratoře CERN. Účastníci této, v pořadí již třetí „expedice“ měli štěstí a mohli se podívat do podzemí na zařízení experimentu CMS.

Experimenty ALICE, ATLAS a CMS poskytují velmi zajímavé informace o chování velmi husté a horké jaderné hmoty. Velmi podobné té z nejranějšího období našeho vesmíru, kdy byl mladší než deset mikrosekund.

Urychlovač LHC začal poprvé urychlovat těžká jádra. V jejich srážkách tak připravuje hmotu, která má teplotu více než sto tisíckrát vyšší, než je uvnitř Slunce. Lze říci, že se opravdu přibližujeme k simulaci stavu panujícího v rané fázi rozpínání vesmíru. A není to ani tak velká nadsázka.

Před několika dny oběhla svět zpráva, jejímž zdrojem jsou informace z tiskových oddělení dvou amerických universit – Standford University a Purdue University. Trojice fyziků z těchto známých vědecko-vzdělávacích pracovišť odhalila, že rychlost radioaktivního rozpadu některých prvků není zcela konstantní, nýbrž vykazuje záhadné variace. Autoři za podezřelého označili Slunce. Protože tato informace je v rozporu s tím, co se o radioaktivním rozpadu učí ve školách, o vyjádření jsme požádali Vladimíra Wagnera z Oddělení jaderné spektroskopie Ústavu jaderné fyziky AV ČR.

O základních pravidlech zvláštního chování platných za hranicí našeho makrosvěta.

Jaderné reaktory využívající roztavené fluoridové soli jsou velmi zajímavým navrhovaným typem reaktorů IV. generace. Mohly by přispět k velmi efektivnímu využití a transmutaci vyhořelého jaderného paliva z klasických reaktorů. Tím by se dosáhlo velmi výrazného snížení množství a nebezpečnosti radioaktivního odpadu z jaderné energetiky.

Experimentu OPERA, umístěném v italské podzemní laboratoři v Gran Sasso, se poprvé podařilo zachytit tauonové neutrino, které vzniklo oscilací z mionového neutrina. Tato přeměna mionového neutrina proběhla během více než 700 km dlouhé cesty svazku mionových neutrin, které vznikly v laboratoři CERN ve Švýcarsku.

Jedním z nejpodivuhodnějších jevů v kvantovém mikrosvětě jsou oscilace neutrin. Je to jedno z mála otevřených experimentálních oken směrem do nové fyziky, která by nám měla pomoci popsat i ty nejrannější fáze vývoje našeho vesmíru.

V nedávných dnech se podařilo najít další meteorit s rodokmenem. Tentokrát to bylo na Slovensku po spolupráci slovenských, maďarských i českých odborníků.

Spíše osobní povídání o tom, jak jsme měřili se studenty pravděpodobnosti reakcí neutronů v The Swedberg Laboratory (TSL) v Uppsale. A také o tom, jak je to s novou generací odborníků.

Na den 30. března plánuje laboratoř CERN slavnostní zahájení provozu urychlovače LHC v režimu srážek protonů urychlených na energii 3,5 TeV. Zahájí se tak reálný fyzikální výzkum, který bude při těchto energiích probíhat zhruba 18 až 24 měsíců. Pak by se mělo začít pracovat na přechodu k energiím ještě vyšším a dosáhnout tak až maximální energie plánované na LHC (7 TeV).

Při studiu srážek těžkých jader se podařilo vytvořit a identifikovat opravdu velmi „podivného“ návštěvníka za světa antihmoty. Jedná se o první antihmotné hyperjádro. Experimentu STAR se podařilo pozorovat vznik antihypertritonu. Jde o jádro antitritonu (nejtěžšího izotopu antivodíku), ve kterém je jeden antineutron nahrazen antihyperonem.

Štafetový kolík vývoje jaderné energetiky v současnosti koluje zejména mezi Ruskem, Čínou a Indií. Tradičně „jaderná“ Francie se pod tlakem ekologických aktivistů a politických rozhodnutí dostala spíše do role zkušeného poradce pro směrem na východ vzdálené země.

Jak se klima na Zemi vyvíjí, jak se vyvíjet bude a nakolik ji ovlivňuje člověk, nelze určit z toho, na které straně sporu stojí brilantnější řečníci a komu se povede zlomyslnější satira při zesměšnění oponenta. Můžeme to zjistit pouze na základě stále přesnějších měření a jejich pečlivé analýzy. Občas se stane, že i zařízení budované pro „nepraktický“ základní výzkum přinese pokrok v této, žel tak zpolitizované oblasti.

Neutrino. Nemá elektrický náboj, téměř žádnou klidovou hmotnost, přes Zemi si povětšinou netečně prolétne, jako by ani nebyla, proto není jednoduché ho polapit. Fyzici na něj nastražují velké, důmyslné, technicky náročné a finančně nákladné pasti.

Ženevská Evropská organizace pro jaderný výzkum CERN (Conseil Européen pour la recherche nucléaire) se po nedávném úspěšném znovuspuštění LHC (Large Hadron Collider) může chlubit nejvýkonnějším urychlovačem na světě. V úvodu nového roku nabízíme stručný přehled průběhu jeho spouštění i nejbližších plánovaných experimentů.