Technologie zrozené z války: Smrt z Los Alamos a tajemná síla jádra

Již dávní alchymisté tvrdili, že se v hmotě ukrývá ohromné množství energie – jen ji osvobodit. Dlouhá staletí se to ovšem nedařilo, a to ani v dobách, kdy pokusy nad kotlíky dávno vystřídaly vyspělé laboratoře. Předpoklady pro uvolnění energie z jádra atomu byly položeny až koncem 19. a začátkem 20. století: Roku 1896 odhalil Francouz Henri Becquerel přirozenou radioaktivitu u některých solí uranu, později Pierre a Marie Curieovi popsali nové radioaktivní prvky radium a polonium, vznikající rozpadem uranu a thoria. V roce 1913 objasnil dánský fyzik a myslitel Niels Bohr strukturu atomového jádra a konečně roku 1932 objevil Brit James Chadwick i dosud neznámou částici – neutron. Cesta k odhalení jaderné reakce byla volná. 

Osvobození jádra

Již dva roky po Chadwickovi dospěl Ital Enrico Fermi k závěru, že „ostřelováním“ atomu uranu tepelnými neutrony dochází ke zvláštní reakci, při níž se uvolní nebývalé množství energie. Na jeho výzkum navázali Němci Lise Meitnerová a Otto Hahn. Roku 1938 musela sice Meitnerová opustit Berlín kvůli svému židovskému původu, zůstala však s Hahnem v kontaktu. Na základě jeho poznatků pak v roce 1939 zformulovala teorii jaderné reakce (viz Tajná síla atomu), kterou navíc prokázala experimentálně. Poprvé psal o unikátním objevu časopis Nature v článku „Rozpad uranu působením neutronů – nový druh jaderné reakce“, jenž vyšel 18. února 1939. 

Smrt z Los Alamos 

Výzkum energie z jádra však nebyl pouze evropskou doménou. Probíhal i v USA, především na půdě newyorské Columbia University, kde působil emigrant Fermi a maďarský rodák Leó Szilárd. Zhruba ve stejné době jako německý tým došli k podobnému závěru ohledně štěpné reakce: Bombardováním atomového jádra uranu tepelnými neurony lze docílit jeho rozštěpení na dvě části a uvolnění velkého množství energie. Vznikají přitom i neutrony, které mohou následně štěpit další uranová jádra, a nastává řetězová reakce. 

Jenže se psal rok 1939 a v předválečné tísnivé atmosféře někteří vědci pochopili, že by bylo možné senzační objev zneužít pro výrobu neobyčejně účinné zbraně. Přesto se jim nepodařilo jej udržet v tajnosti. Koncem léta 1939 tak skupina badatelů v čele se Szilárdem adresovala americkému prezidentovi Franklinu D. Rooseveltovi dopis, podepsaný samotným Albertem Einsteinem. Upozorňovala v něm na možnost sestrojení „výjimečně silných bomb nového typu“ a na nebezpečí, jež by to mohlo světu přinést. 

Následně ustavený „uranový výbor“ se zaměřil čistě na atomový výzkum. První úspěch si připsal už v březnu 1941, kdy se štěpnou reakcí podařilo získat z uranu plutonium se silně explozivními účinky. V srpnu 1942 odstartoval tajný projekt Manhattan, v jehož rámci se měl v utajených laboratořích v Los Alamos v Novém Mexiku urychlit vývoj atomové bomby. Jeho úspěšnost dokládají nechvalně proslulá data 6. a 9. srpna 1945, kdy Američané svrhli ničivou zbraň na japonská města Hirošimu a Nagasaki, což si bezprostředně vyžádalo přinejmenším 150 tisíc civilních obětí a dalších 244 tisíc následovalo později.

Mocnosti jaderného klubu 

Svržení pum sice ukončilo válečné běsnění, nicméně jaderné zbrojení v tichosti pokračovalo dál. Již roku 1949 se stal druhou nejvýznamnější mocností na tomto poli Sovětský svaz, který dokázal v americkém programu získat špiony. V roce 1953 Sověti svého rivala dokonce předstihli, když vyvinuli a jako první otestovali termonukleární zbraň (vodíkovou bombu). Později svou vlastní verzi odzkoušely také Británie, Francie, Čína, Indie a Pákistán, a zařadily se tak mezi další státy tzv. jaderného klubu. 

Nicméně právě Rusko a USA dnes představují dva nejdůležitější hráče – dohromady vlastní víc než 90 % globálního nukleárního arzenálu. Jistým způsobem tak mohou rozhodnout o osudu lidstva: Již vypuštění několika desítek hlavic by totiž na Zemi vyvolalo katastrofu, kterou bychom dost možná nepřežili. 

Štěpnou silou vpřed!

Druhá strana mince však skýtala podstatně optimističtější využití, a sice v energetice. Jaderné elektrárny začaly po celém světě vyrůstat po roce 1956 a dnes podle organizace World Nuclear Association funguje na Zemi 447 nukleárních reaktorů, přičemž dalších 61 je ve výstavbě. Jen v roce 2016 vyrobily celkově 2 490 miliard kilowatthodin, což odpovídá 11 % globální poptávky. 

TIP: Přísně střežená města a uzavřené zóny: Los Alamos

Média čas od času přinesou zprávu, že mají nukleární reaktory nejlepší časy za sebou, opak je však pravdou. Hlavní dodávky elektřiny sice stále zabezpečuje hnědé uhlí s celosvětovým podílem 40 %, jeho dopady na životní prostředí jsou ovšem alarmující a v budoucnu se od něj bude ustupovat. Jaderné elektrárny oproti tomu znamenají podstatně menší ekologickou zátěž, především proto, že jejich nové generace dokážou zpracovat už jednou vyhořelé palivo. Podle mnoha předpovědí se tak produkce elektřiny z reaktorů do roku 2040 více než zdvojnásobí. 

Největší naději nyní představují tzv. tokamaky: Zařízení, na jejichž vývoji pracují přední světové laboratoře, snad v budoucnu umožní využít termojadernou fúzi, jež má mnohonásobně vyšší výtěžnost než současné postupy.