Perspektivy jaderné energetiky

Rychlé množivé reaktory

Současná jaderná energetika je založena na spotřebě přírodního Uranu. Přírodní Uran se skládá ze dvou hlavních izotopů: U238 (99,3 %) a U235 (0,7%). Pro současnou jadernou energetiku má zásadní význam U235, kterého je v přírodě relativně málo. Zásadním úkolem současnosti je tedy dosáhnout toho, aby reaktory mohly zpracovávat mnohem běžnější izotop U238. Pak bezesporu jaderná energetika může být řešením budoucí situace, kdy dojde základní energetická surovina dneška - ropa.

Proto se v současnosti vkládají velké naděje do vývoje tzv. rychlých množivých reaktorů. Tyto reaktory z běžného U238 vyrobí nejprve ve velkém množství Plutonium Pu239, část ho spotřebují na výrobu energie a zbytek se dá využít jako "palivo" pro jiné reaktory. Další možností je využít U233, který je vyroben v reaktoru pomocí záchytu neutronu z Thoria Th232 (o perspektivním využití Thoria, viz můj příspěvek). A Thoria je v přírodě až třikrát více než Uranu...

Využití vyhořelého paliva

Doposud jaderný odpad mířil nejčastěji do úložiště pod zem. Ideální by bylo, kdyby se vyhořelé palivo dalo efektivně znovu využít v reaktorech. Posledním směrem výzkumu jsou reaktory chlazené tavenými solemi. Princip je takový, že se vyhořelé palivo rozpustí v roztavených solích, například ve fluoridech. V tomto stavu se pak v reaktoru dále štěpí a mění v prvky, které se rychleji rozpadávají. Tímto způsobem by se dalo vyhořelé palivo opětovně využít, a ještě by se přeměnilo v materiál, který ztratí svoji nebezpečnou radioaktivitu už v průběhu několika set let snížily.

Poločas rozpadu nejdůležitějších štěpných produktů

CoJeNového

Kdy se vrátí člověk na Měsíc

Poslední lidská výprava Apollo 17 stanula na Měsici v 11. 12. 1972. Kdy se vrátí člověk na Měsíc a kdy by mohla být postavena trvalá základna na Měsíci? NASA zveřejnila první časový plán.

V dubnu 2006 se představitelé NASA setkali s představiteli dalších významných vesmírných agentur, abys si určili společná témata a strategie, které by vedly k úspěšnému návratu člověka na Měsíc. Dalším tématem byla rovněž idea trvale osídlené základny na jednom z Měsíčních pólů. (Na pólech je totiž vždy dostatek energie v podobě slunečního záření.)

Závěr: První lidská posádka by mohla přistát v roce 2020, ale o trvalé účasti na Měsíci se uvažuje až v roce 2024.

Jak by mohla vypadat případná mezinárodní spolupráce? NASA by poskytl transportní, komunikační a navigační prostředky, kdežto další vesmírné organizace by poskytly např. lunární obyvatelný modul pro posádku, energetické či logistické jednotky.

Základní dopravní prostředek, který dopraví posádku na Měsíc bude Ares 1 a Ares 5. Tím se Američné vrací poněkud zpět, neboť Ares kombinuje prvky raketoplánu s prvky stávajících raketoplánů. První testy těchto dopravních prostředků se plánují na rok 2009, plné zapojení do kosmického programu na rok 20014. Jelikož v roce 2010 skončí životnost raketoplánů, bude NASA 4 roky bez vesmírných dopravních prostředků...

První měsíční průzkumníci budou nejprve samozřejmě roboti. V roce 2008 zahájí podrobný průzkum Měsíce sonda Lunar Reconnaissance Orbiter, který se zaměří na místa poblíž pólů, která jsou velmi slibná, především proto, že až 80 % z celkového času zde svítí Slunce.

Neznámým faktorem je rovněž výskyt vodního ledu poblíž pólů. Přítomnost vodního ledu znamená přirozený zdroj vodíku a kyslíku. Tyto prvky se dají využít jako raketové palivo. Dosavadní teorie počítaly s velkým výskytem v kráterech poblíž pólů. Poslední výsledky výzkumu radioteleskopu v Arecibo tyto teorie pravděpodobně pohřbily. Definitvní odpověď na tuto otázku dá až v roce 2008 výše zmíněna sonda.

Je evidentní, že projekt návratu člověka na Měsíc a stavba tamnější základny, je značně komplikovaný projekt. Ale nyní to vypadá, že to NASA myslí vážně a to je první nutný krok.
Video - Crew exploration vehicle:

CoJeNového

Profil ponorek třídy Virginia

Třída Virginia představuje nejnovější třídu útočných ponorek USA, která má nahradit třídu Los Angeles. Úkolem této nové třídy bude bojové nasazení v rozmanitých podmínkách, a to především v pobřežních vodách, kde starší ponorky mají problém s použitím pasivního sonaru. Dalším problémem je velký výskyt min. Výroba začala v roce 1997, v současnosti jsou již 2 postaveny (SSN USS 774 Virginia a SSN 775 USS Texas). Celkem je plánováno postavit až 30 ponorek této třídy.
Tato třída představuje jednotrupé ponorky s hloubkovými kormidly v přední části trupu. Pohonná soustava o výkonu až 29800 kW (40000 k) je založena na atomovém reaktoru General Electric S9G.
Ze čtyř torpédometů ráže 533 mm, které jsou umístěny po dvou v každém boku přední části trupu, mohou být odpalována torpéda Mk. 48 a Mk. 48 ADCAP , (ukázka použití při útoku), protilodní rakety Harpoon nebo střely s plochou dráhou letu Tomahawk. Tomahawky mohou být dále odpalovány i ze odpalovacích šachet v přední části trupu.

Další zajímavosti:

• Klasický periskop chybí; je nahrazen kamerovým systémem,
• součásti ponorky je i přetlaková komora pro nasazení speciálních jednotek a zařízení pro připojení miniponorky,
• vnější vrstva trupu má strukturu podobnou kůži žraloka a zajišťuje tak minimální odpor vody, jedná se pravděpodobně o nejtišší současné ponorky.

Porovnání amerických útočných ponorek

Video na googlu

CoJeNového 

Čebyševovy polynomy a interpolace

Jednou ze základních otázek problematiky interpolace je, jak zvolit uzly (body ve kterých se interpoluje) tak, aby interpolační polynom aproximoval zadanou funkci co nejlépe.

Toho lze dosáhnout tak, že za uzly zvolíme kořeny Čebyševových polynomů. Tyto polynomy se definují takto:

kde m je přirozené číslo větší než 1. Ihned z (1) vyplývá, že T₀(x)=1, T₁(x)=x. Pro konstrukci dalších Čebyševových polynomů se využívá rekurentní formule:

Z rekurentní formule snadno získáme libovolné další Čebyševovy polynomy:

Nás zajímají kořeny těchto polynomů. Jsou všechny reálné, různé a leží uvnitř intervalu (-1,1), neboť pro ně platí ( snadno odvoditelné z (1) ):

kde k=0,1,...,m-1. Pokud chceme aproximovat funkci na intervalu (a,b) interpolačním polynomem s co nejmenší chybou, zvolíme za uzly z_k body, které vzniknou ze vzorce (3) následující úpravou:

Příklad

Uvažujme funkci f(x)=sin(x) na intervalu (0,pi). Pak pro kvadratickou aproximaci platí: uzly podle (3) a (4) jsou 0,2104 , 1,5708 a 2,9311. A funkční hodnoty jsou 0,2089 , 1 a 0,2089. Pro tyto hodnoty vytvoříme Newtonův interpolační polynom, který vyjde:

Na obrázku je grafické znázornění tohoto interpolačního polynomu.

CoJeNového