Na początku było odkrycie…

W każdym człowieku tkwi natura badacza, obserwatora i marzyciela. Historia energii jądrowej to opowieść o śnie, który stał się rzeczywistością. A zaczęło się cicho i niepostrzeżenie. Z początkiem stycznia 1939 roku niemiecki uczony, Otto Hahn, ogłosił, że udało mu się rozszczepić jądro uranu. Doświadczenie to, które było tylko potwierdzeniem niezupełnie przekonywującego eksperymentu włoskiego uczonego Enrico Fermiego z 1937 roku, przeszło nieomal niezauważone.

Odkrycie zjawiska promieniotwórczości nastąpiło w roku 1896, gdy A. H. Becquerel na kliszy fotograficznej zarejestrował ślad nieznanego dotąd promieniowania. Odkrycie to było zupełnie przypadkowe. Becquerel położył próbki skały na płycie fotograficznej. Płyty te były umieszczone w okrywach, które chroniły je przed światłem. Po wywołaniu kliszy stwierdził, że ruda uranu zaczerniła płyty fotograficzne, dokładnie tak jak światło. Osobliwe promieniowanie bez trudu przeniknęło przez papier. Czynniki zewnętrzne zdawały się nie mieć wpływu na ten proces.

Rys. 1 Fragment kliszy fotograficznej należącej do Becquerela, która została zaciemniona przez promieniowanie radioaktywne soli uranu (Źródło: www.kernfragen.de)

Rys. 1 Fragment kliszy fotograficznej należącej do Becquerela, która została zaciemniona przez promieniowanie radioaktywne soli uranu
(Źródło: www.kernfragen.de)

Becquerel nazywał fenomen „promieniowaniem uranu”. Francuski termin „radioactivité”, w języku polskim – „promieniotwórczość”, wymyśliła kilka lata później jego koleżanka Maria Curie-Skłodowska, po tym jak dowiodła istnienia tego samego fenomenu również dla innych substancji występujących w przyrodzie.

Rys. 2 Stół z aparaturą Otto Hahna (Deutsches Museum, Monachium) [Źródło: www.lehrer.uni-karlsruhe.de]

Rys. 2 Stół z aparaturą Otto Hahna (Deutsches Museum, Monachium)
[Źródło: www.lehrer.uni-karlsruhe.de]

Na stole, którego zdjęcie widać powyżej, w 1938 r. wszystko się zaczęło. To właśnie tutaj Otto Hahn i Fritz Straßmann rozszczepiali ciężkie jądra atomowe. Napromieniowali uran spowolnionymi neutronami i oczekiwali, że w wyniku reakcji powstaną izotopy radu, czyli produkty radioaktywnego rozpadu uranu. Jednakże po chemicznym przeanalizowaniu powstałych substancji promieniotwórczych, odkryli ze zdziwieniem, że zamiast oczekiwanego pierwiastka radu wytworzona substancja radioaktywna miała chemiczne cechy baru, a wiec z uranu o Z=92 powstał bar o Z=56 (Z – liczba atomowa). Dziś wiemy, że była to reakcja rozszczepienia.

Lise Meitner, która już wtedy żyła na emigracji, dostarczyła obydwóm naukowcom listowne wyjaśnienie tego eksperymentu. Wszyscy troje przypuszczali, iż podczas rozszczepienia jądra uranu zostanie uwolniony więcej niż jeden neutron. W marcu 1939 r. Frédéric Joliot, zięć Marie Curie-Skłodowskiej, przedstawił uzasadnienie tego zjawiska, pokazując na podstawie eksperymentów, że reakcje łańcuchowe są w rzeczywistości możliwe. Praktyczne możliwości zastosowania rozszczepienia jądra stały się wówczas jasne.

Zastosowano tę wiedzę najpierw do celów militarnych, a konkretnie do budowy bomby atomowej. Dwa razy – o dwa za dużo – bomba atomowa została użyta, w 1945 przez armię USA, podczas działań II Wojny Światowej na Pacyfiku, w Hiroshimie i Nagasaki.

Energia jądrowa dla dobra ludzkości

Po zakończeniu drugiej wojny światowej naukowcy pracowali nad tym, aby energia procesów jądrowych mogła być używana do celów pokojowych. W 1953 r. ówczesny prezydent USA, D. D. Eisenhower, wygłosił sławną mowę proponując program „Atom for Peace” – „Atom dla pokoju” – program miał przynieść ludzkości pokój, zdrowie i dobrobyt. Na pierwszym planie było zastosowanie tej formy energii w rolnictwie i w medycynie, a przede wszystkim do wytwarzania energii elektrycznej.

W imieniu USA prezydent Einsenhower obiecał zdecydowaną pomoc przy rozwiązaniu dylematu związanego z wykorzystaniem energii jądrowej i że będzie się kierował zarówno sercem i rozsądkiem przy poszukiwaniu drogi, dzięki której cudowne odkrycie ludzkości zostanie zadedykowane życiu a nie śmierci.

Pierwszy reaktor jądrowy uruchomiony został w Chicago w grudniu 1942 roku – zaledwie cztery lata po przełomowym okryciu rozszczepienia uranu. Jego konstruktorem był włoski fizyk Enrico Fermi. Z kolei pierwsza eksperymentalna elektrownia jądrowa została uruchomiona w Obnińsku w ZSRR w 1954 roku, a w 1956 r. w Wielkiej Brytanii pierwsza elektrownia jądrowa została włączona w sieć energetyczną kraju. W 1955 r. odbyła się, z inicjatywy USA, Genewska Konferencja szefów rządów Francji, Wielkiej Brytanii, USA i ZSRR dotycząca rozbrojenia i zakazu użycia broni jądrowej. Nastała ogromna euforia. Od tego czasu rozpoczął się szybki rozwój energetyki jądrowej na świecie zahamowany później dwoma poważnymi wypadkami w elektrowniach jądrowych w Three Mile Island (1979) oraz w Czarnobylu (1986). Rok 1955 był też przełomowy dla Polski. Powołano wówczas do życia Instytut Badań Jądrowych w Warszawie. Zawarto wówczas umowy ze Związkiem Radzieckim, na podstawie których dostarczono nam i uruchomiono w 1958 roku reaktor jądrowy zlokalizowany w Świerku pod Warszawą oraz cyklotron wybudowany w Bronowicach pod Krakowem. Utworzenie Instytutu Badań Jądrowych oraz uruchomienie wymienionych wyżej urządzeń badawczych, jak również oddanie do dyspozycji naukowców dużych – jak na tamte czasy – środków pozwoliło rozwinąć w Polsce prace naukowe z tego zakresu.

W latach 60. zaczęto kreślić plan wprowadzenia energetyki jądrowej w Polsce. W roku 1972 r. podjęto uchwałę o lokalizacji pierwszej polskiej „Elektrowni Jądrowej Żarnowiec”, a 18 stycznia 1982 r. o rozpo-częciu jej budowy na terenie zlikwidowanej wsi Kartoszyno, nad Jeziorem Żarnowieckim, na północy Polski. W zamyśle elektrownia miała stanowić pierwszy krok w realizacji polskiego programu energetyki jądrowej, który zakładał, że do 2000 roku miały zostać uruchomione jeszcze dwie elektrownie o łącznej mocy 6000 MWe. Niestety, 26 kwietnia 1986 roku miała miejsce katastrofa elektrowni jądrowej w Czarnobylu (odległego od polskiej granicy o 300 km). Spowodowała ona gwałtowne zaostrzenie protestów przeciw budowanej elektrowni jądrowej, które nasiliły się jeszcze bardziej po przemianach politycznych, do których doszło w Polsce po 1989 roku. 4 września 1990 roku rząd podjął decyzję o zaniechaniu budowy „Elektrowni Jądrowej Żarnowiec”. Tą decyzją zamknięto perspektywy rozwoju energetyki jądrowej w Polsce na następne 20 lat.

Zakończenie

Historia pokojowego wykorzystania energii jądrowej trwa do dzisiaj – właśnie teraz energetyka jądrowa przeżywa na całym świecie swój renesans. Mam nadzieję, że udało mi się przedstawić najważniejsze etapy jej historii. A co będzie dalej? To się okaże i być wypełni dalszy ciąg tego artykułu.

Łukasz Koszuk

mgr Łukasz Koszuk – współzałożyciel i prezes Fundacji FORUM ATOMOWE. Absolwent fizyki na Uniwersytecie Warszawskim, specjalność fizyka jądrowa; specjalista w Zakładzie Energetyki Jądrowej w Narodowym Centrum Badań Jądrowych w Świerku, w Zespole Analiz Neutronowych Rdzenia.

Skomentuj

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *