Pokud se jim podaří své myšlenky v praxi opravdu uskutečnit, nebezpečné vyhořelé palivo z jaderných elektráren se nebude muset pohřbívat ve skladech hluboko pod zemí.
Vedoucí německé výzkumné skupiny, astrofyzik Claus Rolfs z Ruhr-Universität v Bochumi, svůj objev učinil při napodobování jaderné fúze v centrech hvězd.
Klíčem jsou kovy a nízké teploty
Na univerzitním částicovém urychlovači ostřeloval protony a deutrony (jádry složenými z protonu a neutronu) různá lehká jádra. Všiml si, že rychlost reakcí byla podstatně vyšší, když byla ostřelovaná jádra obklopena kovy, než když byla vložena do izolátorů. Povšiml si také skutečnosti, že efekt byl větší při nízkých teplotách.
Profesor Rolfs věří, že tento efekt je možno jednoduše vysvětlit za předpokladu, že volné elektrony přidaného kovu se chovají jako elektrony v plazmatu, jak je popsáno v modelu nizozemského fyzika Petera Debye.
Čím je nižší teplota kovu, tím blíž se volné elektrony dostávají k radioaktivnímu jádru. Tyto elektrony urychlují kladně nabité částice směrem k jádrům, čímž zvyšují pravděpodobnost fúzní reakce (sloučení jader).
Rolfs si ovšem také uvědomil, že může dojít i k obrácené reakci a volné elektrony mohou zvýšit vystřelování pozitivně nabitých částic z jader. Tohle by snížilo poločas rozpadu u zářičů α i zářičů β+ a zvýšilo poločas rozpadu u procesů, jichž se účastní elektrony (které jsou odpuzovány volnými elektrony uvnitř kovu), např. u rozpadů β- a zachycení elektronu jádrem.
Němečtí vědci tuto domněnku zkoumali zapuštěním řady radioaktivních jader do kovů, které poté ochladili na několik kelvinů, tj. na teplotu okolo -260 °C až -270 °C. Podle očekávaní pozorovali delší střední dobu života u zachycení elektronu jádrem berylia 7 a kratší střední dobu života u β+ rozpadu sodíku 22 a α rozpadu polonia 210.
Za rok, nebo za sto let?
Nyní zkoumají α rozpad radia 226, nebezpečné složky vyhořelého nukleárního paliva s poločasem rozpadu 1600 let. Profesor Rolfs počítá, že poločas rozpadu tohoto prvku se může snížit v lepším případě až na neuvěřitelný jeden rok nebo v horším na sto let. Stejně tak věří, že poločasy rozpadů se takto mohou snížit u dalších nebezpečných α zářičů jaderného odpadu.
„Značí to, že jaderný odpad může zcela zmizet za dobu života lidí, kteří ho vyprodukovali,“ řekl Rolfs. „Nemuseli bychom ho zakopávat pod zem a naši potomci by tak nemuseli platit daň za naše vysoké životní standardy.“
Claus Rolfs uznává, že je potřeba spousty inženýrských prací, než se jeho myšlenky uvedou do praxe, avšak věří, že pravděpodobně neexistují žádné nepřekonatelné překážky.
Je myšlenka lichá?
Ostatní fyzici se nicméně domnívají, že již základní myšlenka je špatně. Podle Nicka Stona, jaderného fyzika, který léta pracoval na Oxfordské univerzitě, fyzici už provedli experimenty s α emitory ochlazenými na 4 kelviny (-269 °C) a i na nižší teplotu, avšak v poločasech rozpadů nenašli žádné změny.
Hubert Flocard, ředitel laboratoře nukleární fyziky CSNSM poblíž Paříže, věří, že Rolfsův model je v příkrém rozporu se standardní fyzikou pevných látek, ačkoliv přiznává, že údaje německé skupiny jinak neumí objasnit.
Profesor Rolfs připouští, že potřebuje sofistikovanější teorii, ale za výsledky si stojí. „Příroda rozhoduje o tom, co je správné,“ uzavírá.
| Nejčastější radioaktivní rozpady |
| 1. Rozpad a se děje u většiny přirozených radioaktivních prvků, je typický zejména u těžkých prvků. Z jádra radioaktivního prvku se uvolňuje jádro helia nazývané též částice a, které je málo pronikavé. Zastaví je i list papíru. |
| 2. Rozpad b se dělí na rozpad b -, kdy z jádra uniká záporný elektron, a na rozpad b + , kdy místo elektronu z jádra uniká kladný pozitron (antičástice elektronu). (Záření je tak tvořeno proudem elektronů, resp. pozitronů.) a) Rozpad b - provází přirozené radioaktivní prvky s nadbytkem neutronů a je obvykle doprovázen gama zářením (velmi energetických elektromagnetickým zářením). Záření b + je pronikavější než záření a, je pohlceno třeba 1 cm plexiskla nebo 1 mm tenké olověné desky. b) Rozpad b + doprovází umělé radioaktivní prvky s přebytkem protonů. Vystřelený pozitron po zpomalení interaguje s elektronem (anihiluje) za uvolnění dvou gama fotonů, tj. dvou kvant záření gama. |
| 3. Záření g často doprovází rozpad a i b.. Jde o elektromagnetické záření s velmi krátkou vlnovou délkou. Je značně pronikavé, k jeho utlumení je třeba silné vrstvy olova. |
| 4. Zachycení elektronu jádrem nastává u jader s přebytkem protonů o nižších energiích. Na elektronem uvolněné místo přejde jiný elektron za uvolnění energie ve formě rentgenového záření. |
