Technická jaderná chemie

1. Technická jaderná chemie RNDr. Petr Sajdl,CSc. VŠCHT, bud. B, suterén B12 Tel.: 2 2044 3078 sajdlp@vscht.cz

2. Rozsah a cíle předmětu • Teoretické předpoklady • Funkce jaderné elektrárny • Chemické režimy • Vybrané partie z radiochemie • Bezpečnost práce • Doplňky: atom. zákon, dosimetrie, jednotky atd.

3. Literatura • Beiser A.: Úvod do moderní fyziky, Praha, Academia • Štěrba, Suk, Trka: Atomová a jaderná fyzika, SPN Praha, 1981 • : Atomové elekrárny • ETE: předpisy chemických režimů

4. Přehled historie znalostí a využívání JE • Leukipos z Milétu asi 500 př.n.l. - 440 př.n.l. • řecký filosof, zakladatel atomismu • Démokritos z Abdér asi 460 př.n.l. - 370 př.n.l. řecký filosof, dovršil Leukipovy myšlenky ve filosofii atomismu, zavedl pojem atomu /z řeckého "atomos" - nedělitelný/ • Klaprath Martin Heinrich 1.12.1743 - 1.1.1817 německý fyzik - profesor v Berlíně objevil uran, cér, zirkon, tellur, chrom

5. Přehled historie • Faraday Michall 22.9.1791 - 25.8.1867 • anglický fyzik • zavedl pojmy elektrické a magnetické pole 1859 Plucker J. - objevil katodové paprsky • Maxwell James Clerk 13.11.1831 - 5.11.1879 • skotský fyzik • 1864 - publikoval teorii elektřiny a magnetismu, předpověděl elektromagnetické vlny šířící se stejnou rychlostí jako světlo • Mendělejev Dmitrij Ivanovič 8.2.1834 - 2.2.1907 • ruský chemik • 1869 periodická tabulka prvků v závislosti na atomových hmotnostech, předpověděl skandium, germanium, gallium

6. Přehled historie • Hertz Heinrich Rudolf 22.2.1857 - 1.1.1894 • 1888 - dokázal existenci elektromagnetických vln • Hallwachs W.L.F. v roce 1888 objevil fotoelektrický jev • Rontgen Wilhelm Conrad 27.3.1845 - 10.2.1923 • objevil paprsky X - později nazvány rentgenové • Becquerel Antoine Henry 15.12.1852 - 25.8.1908 • 1896 objevil přirozenou radioaktivitu - zjistil, že sloučeniny uranu vysílají paprsky, které způsobují zčernání fotocitlivé vrstvy • Townsen J. 1897 - měření elektrického náboje iontů • Rutherford Ernst 30.8.1871 - 19.10.1937 • britský fyzik původem z Nového Zélandu • 1897 rozlišil částice alfa a beta

7. Přehled historie Curie Pierre 15.5.1859 - 19.4.1906 • Curie - Sklodowská, Marie 1.11.1867 - 4.7.1934 • 1898 objevili radium a polonium • Marie Curie Sklodowská zavedla pojem radioaktivita pro jaderné záření • Rutherford Ernst, • Soddy Frederick, 2.9.1877 - 22.9.1956 • 1902 objevili přirozený radioaktivní rozpad, práce o vzniku a povaze izotopů • Thompson Joseph John 18.12.1856 - 30.8.1940 • britský fyzik • 1903 položil základy elektronové teorie atomu

8. Přehled historie • Stoney /stouny/ George Johnstone 15.2.1826 - 5.7.1911 • 1874 - hypotéza o elementárním množství elektřiny 1881 - vypočítal absolutní hodnotu elementárního náboje • 1891 - zavedl termín elektron • Einstein Albert 14.3.1879 - 18.4.1955 • německý fyzik • 1905 publikoval speciální teorii relativity • Millikan Robert Andrews 22.3.1868 - 19.12.1953 • 1909 - změřil náboj elektronu a stanovil jeho hmotnost • Rutherford Ernst, 1909 dokázal, že He jádra se tvoří z rádia

9. Přehled historie • Bohr Niels Henrik David 7.10.1885 - 18.11.1962 • dánský fyzik • Teorie atomu • Rutherford Ernst 1919 - první umělá jaderná přeměna • Gramy Louis Harold 1925 princip duté komory, vytvořil základy dozimetrie • Chadwick James sir, 20.12.1891 - 24.7.1974 • 1932 objevil neutron, určil jeho hmotnost • 1935 postavil ve Velké Británii první cyklotron • Tamm Igor Jevgenjevič 8.7.1895 - 12.4.1971 • studoval metody kontroly termonukleárních reakcí • Ivaněnko D.D. • Heisenberg Werner Karl 5.12.1901 - 1.2.1976 • jeden za zakladatelů kvantové mechaniky / Heisenbergův princip /relace/ neurčitosti /1927/

10. Přehled historie • Tamm, Ivaněnko, Heisenberg • 1932 - publikovali teorii o složení atomového jádra z protonů a neutronů • Joliot-Curie Féderic 19.3.1900 - 14.8.1958 • Joliot-Curie Iréne 12.9.1897 - 17.3.1956 • 1934 objev umělé radioaktivity, působením alfa částic na atomy hliníku • Fermi Enrico 29.9.1901 - 28.11.1954 • 1934 objevil štěpení prvků neutrony • 1938 Nobelova cena za využití pomalých neutronů k přípravě nových radioaktivních prvků • Hahn Otto 18.3.1879 - 28.7.1968 • Strassmann Fritz 22.2.1902 - 22.4.1980 • 1938-9 objev štěpení jádra uranu a thoria pomocí neutronů • Meitnerová Lise 7.11.1878 - 27.10.1968 • 1939 podala /společně s R. Frischem/ teoretické vysvětlení štěpení uranového jádra

11. Přehled historie • Joliot Curie Féderic - 1939 - teoreticky zdůvodněná možnost jaderné řetězové reakce • Fermi Enrico 2.12.1942 první jaderný reaktor Chicago, USA • 16.7.1945 poušt Alamogordo, první odpálená jaderná bomba • 6. a 9.8.1945 Hirošima a Nagasaki, uranová a plutoniová puma • Kurčatov Igor Vasiljevič 12.1.1903 - 7.2.1960 • hlavní konstruktér sovětských cyklotronů a jaderných zbraní • 1946 - první reaktor v SSSR • Sacharov Andrej Dmitrijevič 21.5.1921 - 14.12.1989 • 1950 - návrh na řízení termojaderné reakce-

12. Přehled historie • Teller Edward 15.1.1908 • americký fyzik maďarského původu • 1951 - neřízená termojaderná reakce • - atol Eniwetok - vodíková bomba • 20.12.1951 první elektřina z jádra - Národní reaktorová laboratoř ARCO, USA • 27.6.1954 první jaderná elektrárna připojená k síti, Obninsk u Moskvy, SSSR • 1955 první jaderná elektrárna v USA - Pittsburgh • 24.10.1972 první jaderný blok v ČSSR, Jaslovské Bohunice - A1 • Dukovany – 1986 až 1988 • Temelín - 2001,2002 • 2000 -největší jaderná elektrárna na světě - Fukushima, Japonsko • 10 reaktorů s celkovým výkonem 8814 MWe

13. Modely jádra • Z experimentů byly odvozeny základní vlastnosti atomů: • Atom v některých fyzikálních dějích je nedělitelný • Atom je v základním stavu elektricky neutrální • Hmotnosti atomů se pohybují v mezích 10-25 - 10-27 kg. • Rozměry atomů jsou přibližně 10-10 m.