Třípól, časopis
Energosádrovec
Na příčky, podhledy, římsy pro osvětlení, jako zvuková izolace, nebo podklad pro plovoucí podlahu – sádrokartonové desky slouží ve stavebnictví už přes sto let. Klíčovou surovinou pro jejich výrobu je čím dál častěji energosádrovec, který vzniká při odsíření uhelných elektráren.
Budova závodu THORP na přepracování jaderného paliva v Sellafieldu, UK, v ústí řek Calder a Ehen (zdroj Wikimedia, John Holmes, CC BY-SA 2.0)
Může americium nahradit plutonium v kosmických misích?
O tom, že kosmické mise (satelity, měsíční a marsovská vozítka, sondy letící na hranice Sluneční soustavy a dál) pohání jaderné a radionuklidové zdroje, jsme psali již několikrát. V radinuklidových termogenerátorech (RTG) dodávajících teplo a elektřinu kosmické elektronice se většinou používá plutonium. National Nuclear Laboratory (NNL) Spojeného království v rámci kontraktu s European Space Agency (ESA) nyní zkoumá možnost náhrady za jiný radionuklid - americium 241. Pozadí problému je však složitější - Pu-238 není v současné době dostupné, protože USA jej přestaly produkovat kolem roku 1988 a Rusko jej přestalo prodávat.
Zátěžový test dobíječek elektromobilů
Premiérový český test souběžného dobíjení šesti elektromobilů na třech stanicích a současně málo vídané doplňování baterií 12 e-aut jedné značky v místě a čase. Dvanáctka Renaultů ZOE obklopila dobíječky ve Vestci u dálnice D0 v úterý, 15. září. Trio veřejných rychlodobíjecích stanic ČEZ má za sebou úspěšné dvouhodinové ověření fungování plně ostrovního provozu (jsou napojené na fotovoltaický systém) a spolehlivého pokrytí jednorázové poptávky ze strany řidičů. Využívání sítě veřejných dobíjecích stanic ČEZ rozmístěných od Mariánských Lázní až po Třinec zažívá boom. ČEZ aktuálně po celé České republice provozuje zhruba 230 veřejných dobíjecích stojanů, tj. asi polovinu všech tuzemských profesionálních stanic. Infrastruktura vzniká i díky evropskému grantu z programu Connecting Europe Facility (CEF) a Operačnímu programu Doprava.
Oblíbená Soutěž „Vím proč“ startuje pošesté
Na tři minuty se stát Newtonem, Einsteinem nebo Curie-Sklodowskou, natočit zajímavý fyzikální pokus a vyhrát 200 000 korun pro svou školu. Soutěž „Vím proč“ láká žáky základních a středních škol na objevování krásy a tajemství fyziky zábavnou interaktivní formou. Partnery letošního ročníku jsou jaderné elektrárny Temelín a Dukovany, pokusy věnované jaderné fyzice proto budu mít šanci vyhrát hned dvakrát.
Severočeské jezero Milada na místě zatopeného dolu možná bude hostit plovoucí FV elektrárnu (foto Soňa Holingerová Hendrychová)
Plovoucí fotovoltaické elektrárny – řešení pro země s nedostatkem půdy
Kromě nestálosti a nepředvídanosti výroby jsou zřejmě největší nevýhodou solárních elektráren velké zábory zemědělské půdy. Tuto nevýhodu se stále více zemí snaží řešit umisťováním fotovoltaických panelů na střechy továrních hal, obchodních center, úřadů i obytných domů. Rychlým tempem ale přibývají i systémy využívající vnitrozemské vodní plochy. Na světě bylo ke konci roku 2019 v provozu už přes 340 plovoucích elektráren o kapacitě téměř 3 GW v přibližně 40 zemích. Trh je soustředěn v Asii, kde je instalováno 87 % celosvětové plovoucí solární kapacity a kde plovoucí elektrárny vznikají zejména na energetických a zavlažovacích vodních dílech. V Evropě je největší zájem o využití jezer vzniklých při sanaci bývalých povrchových dolů.
Jak améby zvládly bludiště
Možná jste slyšeli o pověstném labyrintu Jindřicha VIII., který se rozprostírá na ploše 1 300 m² poblíž paláce Hampton Court u Londýna. Labyrint byl založen kolem roku 1690, je ze sestříhaného živého plotu a abyste jej celý prošli, musíte ujít 800 m. Vědci sestrojili jeho mikroskopickou kopii a nechali v něm bloudit buňky - prvoky améby (měňavky). Buňky k jejich překvapení bludiště celkem snadno vyřešily. Vyhýbaly se slepým uličkám tím, že „viděly za roh“.
Díky Centru pro energetický výzkum v Maďarsku je nyní ke vzdělávacím účelům k dispozici 3D tištěný model (30 cm × 30 cm) tokamaku ITER v měřítku 1:100 (foto Robert Arnoux, Credit © ITER Organization, http://www.iter.org/)
Vyrobte si model tokamaku 3D tiskem
Mnoho nadšenců již dnes vlastní 3D tiskárnu, nebo má přístup k nějaké profesionální. Což takhle vyrobit si tokamak? Totiž alespoň jeho názorný a rozebíratelný model. Program je nyní k dispozici volně na stránkách ITER pro studenty, učitele a „fúzní nadšence“ po celém světě. Poprvé se model představil během oslavy zahájení montáže reaktoru ITER, v úterý 28. července 2020. Jestliže nemáte 3D tiskárnu, nezoufejte. Podobný model, dokonce české výroby, si můžete koupit, a to již hotový.
Jak schovaný a po 60 letech vrácený kámen pomohl vyřešit jednu ze záhad Stonehenge
Před více než šedesáti lety si jeden mladý dělník tajně schoval kamenné válcovité jádro vyvrtané z největšího stonehengeského sarsenu. Vloni v předvečer svých devadesátých narozenin se rozhodl jej vrátit vědě. Nová analýza materiálů i díky tomuto vrácenému vzorku mohla určit přesný původ gigantických menhirů.
Těžba rud za pomoci radiační technologie
Na počátku nového tisíciletí se globální těžební průmysl rozvíjel velmi rychle a mnoho zemí a společností investovalo velké prostředky do zvýšení těžby. Rozvíjející se ekonomika volá po přírodních zdrojích. Kvalita rud se však snižuje, těžební náklady se zvyšují a udržovat doly v provozu se daří jen zvyšováním produktivity práce. Svět potřebuje novou technologii, která umožní účinnější těžbu rud o velmi nízké kovnatosti. Nukleární stopovače a měřicí přístroje patří mezi technická zařízení, která pomohou těžebnímu průmyslu zvýšit efektivnost výroby.
Použití jaderných technologií je v Číně plně integrováno do zemědělského výzkumu. Technik připravuje vzorky pro testy bezpečnosti potravin. (Foto M. Gaspar/IAEA, Credit IAEA)
Jaderná věda a technika pomáhá vyživovat Čínu
V Číně žije 19 % světového obyvatelstva, ale z celé rozlohy Číny je jen 7–10 % orné půdy. Je problém, jak nakrmit rostoucí počet obyvatelstva a současně chránit životní prostředí a přírodní zdroje. V posledních desetiletích využívají čínští vědci při výrobě potravin stále více jadernou a izotopovou techniku. Ve spolupráci s IAEA a FAO pomáhají zemědělcům ve vývoji nových druhů plodin pomocí ozařování – radiačního šlechtění. Na rozdíl od některých jiných zemí je používání jaderné techniky začleněno do Čínské akademie zemědělských věd (CASA) i do provinčních akademií zemědělských věd. Díky tomuto uspořádání se výsledky výzkumu rychle uplatňují v praxi. Například druhá nejrozšířenější odrůda pšenice v Číně, Luyuan 502, byla vyšlechtěna v Institute of Crop Sciences a v Shangdong Academy of Agricultural Sciences s využitím mutací indukovaných ve vesmíru. Odrůda má o 11 % vyšší výnosy než tradiční odrůdy a je tolerantnější k suchu a hlavním nemocem. Pěstuje se na ploše větší než 3,6 milionů ha, což je téměř plocha Švýcarska. Je to jedna z 11 druhů pšenice vyšlechtěná pro lepší toleranci k zasolení půdy a obdobím sucha, pro lepší kvalitu zrna a výnosnost.
Diagnostika pomocí umělé inteligence
Stanovení přesné diagnózy může někdy člověku doslova zachránit život. Mnoho lékařů proto vítá nové způsoby nalezení správné metody léčby. Mohou tím lépe a rychleji pomoci pacientovi. Vědci nedávno vyvinuli umělou inteligenci schopnou rozeznávat podezřelé kožní útvary. Lékaři, kteří v diagnostice kožních znamének spolupracovali s umělou inteligencí, měli mnohem přesnější výsledky.
3D tisk vyrábí aktivní zónu mikroreaktoru
V roce 2019 byl v Oak Ridge National Laboratory (ORNL) amerického ministerstva energetiky zahájen program Transformation Challenge Reactor (TRC), jehož cílem má být vyprojektování, výroba a provoz demonstračního mikroreaktoru do roku 2023. Tento program posunuje kupředu pokrok, kterého bylo dosaženo v ORNL v oblasti výroby materiálů, jaderné vědy, jaderného inženýrství, výpočetní techniky, analýzy dat a v dalších oblastech. TRC uvede do života nové pokročilé materiály a používání integrovaných sensorů a kontrolních přístrojů, které umožní vznik vysoce optimalizovaného efektivního systému, díky němuž bude možno snižovat náklady, spoléhat se na vědecký pokrok a kde vznikne možnost uskutečňovat nové cesty v oblasti projektování, výroby, licencování a provozu jaderných zařízení. Ministerstvo spustilo tento program v rámci hledání nových přístupů, jak co nejrychleji a nejekonomičtěji rozvíjet energetická řešení při přechodu na zajišťování spolehlivé a čisté energie.
Použití elektrických výbojů v medicíně
Víte, že díky elektrickým výbojům se můžete vyhnout operaci? Vědci z Ústavu fyziky plazmatu a 1. lékařské fakulty vyvinuli neinvazivní metodu (bez operace) odstranění močových kamenů. Používá se dnes již v desítkách nemocnic po celé České republice. Výzkumy se teď zaměřují také na možnost využití výbojů i k léčbě nádorových onemocnění.
Superslané odpadní vody mohou být i několikrát slanější než nejslanější moře na světě: Mrtvé moře v Jordánsku (foto MD)
Nová metoda odsolování
Stovky milionů lidí již dnes žijí v oblastech s nedostatkem vody. OSN předpovídá, že do roku 2030 bude až polovina světové populace žít v oblastech s vysokým nedostatkem vody. Krize má nastat i ve vyspělých zemích. Např. vodohospodářští manažeři v USA očekávají nedostatek sladké vody již během příštích 10 let ve 40 unijních státech. S růstem světové populace i HDP roste poptávka po sladké vodě a s pokračujícím růstem globálních teplot se bude nedostatek vody jen zhoršovat. Zvýšení dodávek vody se stále více spoléhá na odsolování slané, zejména mořské vody. Předpokládá se, že se v letech 2016 až 2030 globální kapacita odsolování zdvojnásobí. Odsolovací procesy jsou drahé a mohou být škodlivé pro životní prostředí. Solanky s ultravysokou salinitou, které jsou vedlejším produktem odsolování, mohou mít několikanásobně vyšší slanost než mořské vody a jsou zvláště problematické pro vnitrozemská odsolovací zařízení, např. v Arizoně, Kalifornii, Floridě a Texasu. Jak se s nimi vypořádat, aby nezhoršovaly citlivou vodní bilanci?
Centrum studentských aktivit České kosmické kanceláře zve
Pro studenty, mladé vědce a ostatní zájemce o kosmonautiku zde máme aktuální přednášky a programy pořádané Českou kosmickou kanceláří a vzdělávacím spolkem Kosmos-News. Nabízejí mateřským, základním i středním školám, ale i organizátorům dalších vzdělávacích a popularizačních programů a akcí, uspořádání besed a přednášek o kosmonautice, o životě ve vesmíru a přínosech kosmonautiky pro běžný život lidí na planetě Zemi. Pro starší studenty zprostředkovávají studijní a experimentální programy.
Srdcem každého ze čtyř bloků Jaderné elektrárny Dukovany je jaderný reaktor umístěný pod tímto krytem (zdroj: vzdělávací portál ČEZ Svět energie)
Úloha jaderné energie při obnově ekonomiky po pandemii
Agentura pro jadernou energii při OECD (OECD-NEA) vypracovala zprávu, která zkoumá úlohu jaderné energie v souvislosti s obnovou ekonomiky po COVID-19. Obsahuje čtyři hlavní témata: budování odolnosti elektrických sítí, tvorba pracovních příležitostí, ekonomicky efektivní dekarbonizace, odemknutí financování. COVID-19 má významné účinky na globální ekonomiku a v důsledku i na energetiku. OECD-NEA zdůrazňuje zejména důležitost spolehlivosti a odolnosti elektroenergetiky v době velkých přírodních, zdravotních a společenských zvratů. Vlády musejí zvažovat široký okruh opatření pro obnovu ekonomiky a tvorbu pracovních příležitostí. Je zcela zřejmé, že bude třeba připravovat stimulační balíčky, které budou muset plnit dlouhodobé ekologické a také energeticko-bezpečnostní cíle. NEA zkoumá regulační a provozní vlivy krize a spolupracuje s členskými zeměmi na výměně politických přístupů a nejlepších zkušeností z celého světa. V souvislosti s tímto úsilím zveřejnila NEA stručné shrnutí situace a organizuje řadu diskusních jednání, na nichž se jedná o úloze jaderné energie v období po pandemii COVID-19. Zvlášť důležitá bude úloha jaderné energie na cestě ke skutečně udržitelné a ekologicky odpovědné energetické budoucnosti.
Kamil Čermák, generální ředitel ČEZ ESCO a Vladimír Janypka, marketingový a obchodní ředitel divize Elektrotechnika ABB ČR u instalace solárních nabíječek ve Vestci. (Foto ČEZ)
Solární nabíječky pro elektromobily
Nabíjení elektromobilů přinese v budoucnosti zvýšené nároky na kapacitu energetických sítí. K řešení problémů s tím spojených by mohly přispět solární nabíječky. Jejich rozvoj zatím táhnou především technologické firmy v USA. V Evropě je jednou ze společností, které se snaží tento nový trend zachytit, i český ČEZ.
Větrné turbíny vyplouvají na moře
Výkon větrných elektráren umístěných v mořích celého světa přesáhl ke konci loňského roku 650 GW, což odpovídá přibližně dvěma třetinám instalovaného elektrárenského výkonu Evropské unie. Naprostá většina elektřiny z větru pochází z turbín ukotvených ve dně mělkých pobřežních vod. V poslední době se ale objevují investice do plovoucích větrníků, které jsou sice dražší, ale lépe využijí větrnou energii. Podle odhadů činí potenciál plovoucích větrných elektráren v Evropě, USA a v Japonsku kolem 7 000 GW.
Ochranné potrubí o průměru 25 cm obklopuje šest funkčních tras - plyny směřující k plazmatu a centrální evakuační potrubí, které dopravuje odpadní plyny ze zařízení zpět do tritiového hospodářství. (Credit © ITER Organization, http://www.iter.org/)
Jiný plyn, jiné plazma
Čínská domácí agentura dodala první část systému vstřikování plynů do vakuové komory tokamaku ITER. Jedná se o spoustu trubek a trubiček, které dopravují z Budovy tritiového hospodářství do Budovy tokamaku všechny potřebné plyny.
Fotovoltaické pásy na střeše malé vodní elektrárny Přelouč. I pod nimi by mohl být třeba skleník. (Zdroj Vzdělávací portál ČEZ Svět energie)
Fotovoltaika za korunu
Společnost ČEZ ESCO přišla s návrhem, který nazvala „Fotovoltaika za korunu“. Přivedlo mne to na myšlenku, jak tento návrh využít a přeměnit ho v návod, jak vyrábět čistou energii pomocí systému agrovoltaiky s třetinovou investicí. Ve svém nápadu se uvedená společnost zaměřila na využití stávajících velkých objektů pro namontování FVE s tím, že náklady na tuto elektrárnu převezme ČEZ a majitel objektu sice bude nadále po dobu 15 let platit elektrickou energii stejně, jako platí dnes, ale potom už bude FV elektrárna jeho, stejně jako další vyrobená elektřina. V případě střední Evropy na první pohled ideální stav, protože slunečního svitu je zde maximálně 1 300 hodin za rok, což při stávajících cenách 2,50 Kč/kW, které ČEZ plánuje pro majitele držet po celou dobu 15 let, představuje platbu pro ČEZ při výrobě a spotřebě 1 MWh ve výši 1 950 000,00 eur. Ano, v platbě je zahrnuta údržba, využití distribuční sítě, záruka atd. Pro majitele to bude určitě přínos, navíc bude mít energii po celou dobu za sjednanou cenu.
4D plánování montáže tokamaku ITER
K přípravě na činnosti prováděné s kritickými částmi tokamaku ITER v přetíženém prostředí Montážní haly ITER používají projektanti a koordinátoři projektu metody 4D plánování. To znamená 3D zobrazování prostoru plus parametr čas.
Čtrnáct mýtů kolem koronaviru
Nový koronavirus bohužel stále obchází svět a nechce ustoupit. Jak infikuje další a další lidi na celém světě, množí se také zpravodajské články a příspěvky na sociálních sítích. V záplavě informací je těžké oddělit skutečnost od fikce - a jak známo, nesmysly a konspirační teorie se šíří lépe a radostněji, než vědecká fakta. Americký portál Live Science sestavil seznam nejoblíbenějších mýtů o novém koronaviru SARS-CoV-2 a o nemoci COVID-19, kterou způsobuje, a na základě odborných poznatků vysvětluje, proč jsou tyto fámy zavádějící nebo dokonce nebezpečné.
Největší elektrolyzér na výrobu zeleného vodíku na světě
Česká energetická společnost ČEZ se prostřednictvím společnosti Sunfire účastní výstavby největšího vysokoteplotního elektrolyzéru na světě, který vyrobí až 60 kilogramů zeleného vodíku za hodinu. Postaví jej konsorcium šesti firem v areálu rafinérie obnovitelných paliv v Rotterdamu. Jedním z realizátorů ambiciózního projektu s výkonem 2,6 MW je i společnost Sunfire, v níž Skupina ČEZ vlastní minoritní podíl přes Inven Capital.
Za posledních 40 let zmizela v létě asi třetina mořského ledu v Arktidě. Je to oblast o ploše přibližně 2,4 milionů km2, což je velikost např. Alžírska.
Lze zachránit mořský led Arktidy?
Pokud chceme zachránit Arktidu, musíme jednat okamžitě. Existují tři ambiciózní projekty na obnovení ledu v Arktidě. Arktida se otepluje rychleji, než kterákoliv jiná část světa. Jsme svědky nových a nových rekordů v rychlosti tání i ve velikosti plochy tání ledu. Navíc mizí i grónský led, který podle výpočtů obsahuje tolik vody, že by mohla zvýšit hladinu celosvětového moře o 6 metrů. Arktický permafrost rovněž taje a uvolňuje do atmosféry stále více oxidu uhličitého a metanu. Ekonomické škody v souvislosti s oteplováním se na konci století odhadují na 67 trilionů dolarů. Oteplování oslabuje polární tryskový proud (jet stream), což je rychle proudící vzduch ve vysokých výškách na severní polokouli. Ten způsobuje změny klimatu s následnými obdobími sucha, povodněmi a vlnami horka.
Radiační technologie zkoumají Panamský průplav
Panama se učí, jak využívat radiační technologie k modelování pohybu sedimentů v Panamském průplavu i v nedalekých jezerech. Na základě modelů plánuje vyvinout nové bagrovací postupy, které zajistí hladký průjezd lodí a tím nepřetržitý tok lidí a produktů touto světoznámou námořní cestou, která s více než 800 000 loděmi ročně patří k nejrušnějším vodním cestám na světě.
Poslední úkol sestavy hlavního korpusu - instalace víka kryostatu - byl dokončen v březnu 2020. Koncem roku se plánuje celkové uvedení do provozu. (Credit © ITER Organization, http://www.iter.org/)
Japonsko a Evropa dokončily montáž celosupravodivého tokamaku JT-60SA
Ve stínu šampiona – tokamaku ITER - probíhala montáž, z níž se vynořil největší tokamak na světě, japonský JT-60SA (Super Advanced). Pokud se jej podaří oživit podle plánu už koncem tohoto roku, bude skutečně největším činným tokamakem. Se svými 130 m3 plazmatu překoná oxfordský JET (Joint European Torus) o 50 m3. JT-60SA je třetím celosupravodivým tokamakem, které jsou jen v Asii, a to v Číně, Jižní Koreji a nyní i v Japonsku.
Jak schovat zlaté nobelovské medaile
Udělování Nobelových cen bylo v průběhu jejich téměř stodvacetileté historie doprovázeno řadou až bizarních událostí. Dvě zlaté medaile byly dokonce rozpuštěny v kyselinách. Tato zajímavá příhoda se váže k maďarskému chemikovi šlechtického původu Györgye de Hevesymu a dánskému teoretickému fyzikovi Nielsu Bohrovi (1885-1962).
Praha počítá se vznikem vodních ploch a výsadbou stromů
Praha nepodceňuje přípravu na extrémní sucho, které v následujících měsících předpovídají meteorologové. Rada města počítá s rozsáhlými revitalizačními projekty. V ulicích tak bude zeleň zavlažována průsakovou vodou z kolektorů (psali jsme v článku https://www.3pol.cz/cz/rubriky/bez-zarazeni/2513-praha-bojuje-se-suchem-vyuzije-prusaku-podzemnich-vod), mnoho městských parků projde revitalizací, a po celé metropoli dojde k výsadbě desítek tisíc nových stromů. Efektivním nástrojem boje se suchem budou rybníky a vodní plochy. Praha dává do pořádku přírodní procesy, které člověk v minulosti svou činností naboural.
Zástupce státní fúze: Únorový pohled na Trojbudoví (Tokamak Complex) s Budovou tokamaku ITER uprostřed a diagnostickým a tritiovým křídlem na straně. (Credit © ITER Organization, http://www.iter.org/)
Termojaderná fúze na rozcestí
Kdy už je termojaderné zařízení ziskové? To nám prozradí Lawsonovo kritérium: součin hustoty plazmatu a doby jeho udržení (stability) musí být dost velký, zhruba 1020 s.m-3. Pro spojitou činnost udržujeme plazma v omezeném prostoru silným magnetickým polem – ale máme pro získání dost vysoké hustoty a dost dlouhé doby udržení plazmatu dát přednost extrémním magnetickým polím co do konfigurace i intenzity, nebo většímu objemu plazmatu?
Existuje hypotetická částice X 17?
Fyzika nás učí, že existují 4 základní interakce, tedy přírodní síly, které vše ovládají a vysvětlují konstrukci světa dle současného stavu poznání - gravitace, elektromagnetická síla, slabá a silná interakce. Zdá se, že vědci jsou na stopě páté fundamentální přírodní síly. Atilla Krasznahorkay a jeho kolektiv z maďarského Ústavu jaderného výzkumu maďarské akademie věd Atomki v Debrecínu již celou řadu let studují rozpad radioizotopu beryllia-8. V roce 2016 uveřejnili podrobnosti o náhodném objevu, o němž se domnívají, že v něm hraje roli neznámá částice. Později byla tato částice označena jako možný náznak existence páté síly. Nyní tito výzkumníci objevili další anomálii, tentokrát z oblasti přenosu energie, která souvisí s excitovaným stavem jádra hélia. Mohlo by se jednat o projev stejné částice. Vypočítali, že tato částice má hmotnost kolem 17 megaelektronvoltů a je tedy asi 33× těžší než elektron. Proto ji nazvali X 17.