Jadrová fyzika (nukleárna fyzika)

Jadrová fyzika (nukleárna fyzika)

Úvod

Ľudia berú elektrickú energiu ako samozrejmosť, ale niektorý ani netušia, z kade sa ku nim dostáva, alebo ako sa vyrába. Jedným spôsobom ako sa táto energia vyrába je riadená jadrová reakcia v jadrových elektrárňach. Táto forma energie má veľké využitie v energetickom priemysle, medicíne, ale bohužiaľ aj vo vojnových konfliktoch, kde sa prejavia jej najhoršie stránky. Väčšina ľudí používa hlavné elektrickú energiu a značná časť z toho sa vyrába v jadrových elektrárňach.

Z atómov, ktoré sú základnými stavebnými tehličkami všetkého, čo sa nachádza vo vesmíre, sa môže uvoľniť obrovské množstvo jadrovej energie. Táto energia je zdrojom sálajúceho slnečného tepla i svetla, nesmierneho množstva elektriny v jadrových elektrárňach, ale spôsobuje i smrtonosné výbuchy jadrových zbraní. Jadrová energia je založená na tom, že hmota a energia sú rozličné formy toho istého a že tieto formy sa môžu premieňať jedna na druhú.

Pri jadrovej reakcii, ku ktorej dochádza v jadrách atómov, sa malilinké množstvo hmoty mení na obrovské množstvo energie. Reakcia prebieha dvoma spôsobmi: jedným je štiepenie, keď sa jadro ťažkého atómu rozpadne na menšie časti, a druhým je proces syntézy, keď sa spoja dve ľahké jadrá. Pri výbuchu jadrovej zbrane prebehnú v zlomku sekundy oba procesy. Jadrová elektráreň vyrába elektrický prúd iba na základe štiepnych rekcií, ktorých rýchlosť je riadená.

Priblížime vám ako funguje jadrová elektráreň,  atómová bomba, čo môže spôsobiť a aj o nebezpečnosti rádioaktívneho žiarenia. Pokúsime sa vám ukázať čo najväčšie spektrum využitia poznatkov jadrovej fyziky ich kladné aj záporné stránky.

1.0 Úvod do jadrovej fyziky

Jadrová fyzika alebo nukleárna fyzika (z lat. nucleus = jadro) je časť fyziky zaoberajúca sa javmi v jadre atómu.

Jadrová fyzika pozostáva z teoretickej a experimentálnej časti. Predmetom skúmania jadrovej fyziky je jadro atómu, jeho štruktúra ako aj reakcie medzi jadrami.

Popis jadrových reakcií sa robí prostredníctvom účinného prierezu. Účinný prierez predstavuje pravdepodobnosť reakcie častice s určitou energiou a jadra.

1.1 Stavebné prvky jadra

Jadro atómu pozostáva z nukleónov. Medzi nukleóny patrí protón a neutrón. Počet protónov v jadre vyjadruje protónové číslo Z. Počet všetkých nukleónov v jadre predstavuje nukleové číslo N. Rozdiel nukleového a protónového čísla predstavuje počet neutrónov v jadre. Zvyčajne prevyšuje počet neutrónov počet protónov v jadre. Zvlášť viditeľný je tento rozdiel pri jadrách vyšších Z.

1.2 Atómová hmotnosť

Atómová hmotnosť je určená počtom nukleónov.

1.3 Izotopy

Izotopy sú atómy rovnakého protónového čísla ale rôznej atómovej hmotnosti.

2.0 Jadrová reťazová  reakcia

Pri štiepení uránu  235U sa uvoľňujú neutróny, ktoré sa môžu zúčastniť na ďalšom procese štiepenia.

Nech napr. pri štiepení jadra 235U uvoľní  k neutrónov. Uvoľnené neutróny v ideálnom prípade môžu vyvolať štiepenie ďalších jadier, takže vznikne ďalších k2 neutrónov atď. Počet neutrónov tak rastie s geometrickou postupnosťou, t. j. lavínovite, a súčasne sa uvoľňuje obrovské množstvo energie.

Priebeh tejto reakcie sa volá reťazová reakcia.
V skutočnosti je však priebeh reťazovej reakcie oveľa zložitejší. Uplatňuje sa tu veľa rozličných činiteľov, ktoré spôsobujú, že všetky neutróny sa nemôžu na týchto procesoch zúčastniť. Mnohé neutróny sa v uráne rozptýlia a niektoré uniknú z neho bez toho, aby sa zúčastnili štiepenia. Čím väčšie je množstvo použitého uránu, tým väčšia je pravdepodobnosť, že unikne menej neutrónov bez vyvolania štiepnej reakcie.

Na vyvolanie reťazovej štiepnej reakcie. Treba isté kritické množstvo uránu. Meranie ukázalo, že kritická vzdialenosť potrebná na to, aby v čistom uráne 235U sa zachytil neutrón  nastala štiepna reťazová reakcia, je 8.4cm. Guľa s týmto polomerom má objem 2470cm3 a vzhľadom na hustotu uránu 235U vychádza pre hmotnosť kritického množstva uránu 
m = 2470 cm3 . 18 gcm-3 = 44.5 kg

Z tejto úvahy vyplýva, že v bloku čistého uránu 235U s hmotnosťou menšou ako 44,5 kg nemôže dôjsť k reťazovej reakcii.
Prírodný urán však obsahuje 99.35% 238 92 U a len 0,7% 235U . Väčšina neutrónov uvoľnených pri štiepení má energiu 1 až 2 MeV, čo je pre štiepenie 235U  i 238U nevhodná energia. Preto v prírodnom uráne nemožno vyvolať štiepnu reťazovú reakciu rýchlymi neutrónmi.

Štiepne reťazové reakcie možno v tomto prípade dosiahnuť v podstate dvojakým spôsobom:
A, obohatením prírodného uránu izotopom 235U ,
B, spomalením neutrónov, ktoré vznikli pri štiepení.
V praxi sa spravidla používa kombinácia oboch postupov. Izotop 238U sa pomalými neutrónmi neštiepi, ale mení sa n izotop 239U. Tento izotop však nie je stabilný a mení sa vyžiarením častice β- na izotop neptúnia.

Aj jadro neptúnia je nestabilné a vyžiarením častice β- sa mení na jadro ďalšieho prvku – plutónia. Plutónium je pomerne stabilný rádioaktívny prvok, ktorý sa štiepi podobne ako urán 235U.
Už  jediný neutrón, ktorý by zasiahol nadkritické množstvo štiepneho materiálu, by mal vyvolať veľmi rýchlu reťazovú reakciu spojenú s uvoľnením veľkého množstva energie. Taký priebeh štiepnej reakcie sa volá jadrový výbuch.

2.1 Syntéza jadier

Druhou možnosťou uvoľnenia veľkej energie pri jadrovej premene je reakcia syntézy (skladania) ľahkých jadier. V laboratórnych podmienkach možno najlepšie realizovať syntézu a . Pri štiepení jedného jadra 235U sa uvoľní zhruba energia 200 MeV. Pri syntéze jadra deutéria a trícia sa uvoľní energia 17,6 MeV. Výpočtom možno určiť, že štiepením 5 g uránu sa uvoľní energia 2,4 . 1024 MeV, kým syntézou deutéria a trícia rovnakých hmotností sa uvoľní energia 10,6 . 1024 MeV, t. j. asi štyrikrát viac.

Trvalé získavanie energie a udržiavanie jadrovej syntézy sa zásadne odlišuje od získavania energie pri štiepení jadier a od ovládania štiepnej reakcie. Reakcia nepretržitej syntézy jadier je analogická procesu horenia. Keď sa majú spojiť jadrá – jadrová syntéza, treba ich priblížiť tak, aby sa prejavili jadrové sily. Prekážkou takého priblíženia je elektrónový obal atómu.

Jeho vplyv možno teoreticky odstrániť dvojako: stlačením alebo zahriatím látky na vysokú teplotu, pri ktorej sa poruší elektrónový obal atómu. Prvý spôsob sa nedá v súčasnosti realizovať, lebo by bol potrebný obrovský tlak, pri ktorom by bol napríklad vodík stlačený tak, že objem 1cm3 H by mal hmotnosť 106 ton.

Druhý spôsob sa realizuje napr. na Slnku. Teplota vnútri Slnka je 10 až 20 mil. oC. Príkladom jadrovej syntézy môže byť vznik héliového jadra z dvoch jadier ťažkého vodíka. Aby nastala syntéza dvoch deuterónov, treba prekonať veľké odpudivé sily, ktorými pôsobia na seba jadrá so súhlasným nábojom. Deuteróny musia preto získať obrovskú kinetickú energiu ( t. j.

deutérium musí mať veľmi vysokú teplotu) na prekonanie odpudivých síl, aby sa mohli jadrá pri vzájomných zrážkach priblížiť k sebe až na nepatrnú vzdialenosť, v ktorej pôsobia jadrové sily. Potom sa môžu obidve jadrá deutéria zlúčiť a utvoriť jadro hélia, pričom sa uvoľní veľké množstvo energie. Keďže jadrové reakcie tohto druhu sú podmienené vysokou teplotou plynu, pri ktorej táto reakcia vzniká, hovoríme o termonukleárnych reakciách.

Teploty dosahujú niekoľko desiatok až stoviek miliónov stupňov, takže plyn je úplne ionizovaný, atómy sú zbavené elektrónov, vzniká zmes voľných elektrónov a  jadier, ktorá sa nazýva plazma. Aby sa plazma v priestore okamžite nerozptýlila, na to treba obrovské sily. Na hviezdach (Slnku) zabraňujú rozptýleniu plazmy silné gravitačné polia. Pri riadení termojadrovej reakcie v pozemských podmienkach treba pracovať s veľmi riedkou plazmou, aby tlak plazmy neprekročil hodnotu 108Pa.

Najväčší problém zatiaľ je udržať plazmu pohromade, lebo nemožno použiť žiadnu látkovú nádobu. Zostáva len možnosť udržať plazmu vo vymedzenom priestore pomocou vhodne volených elektromagnetických polí. Na riešení tohto problému sa zatiaľ bezvýsledne pracuje na celom svete. Rýchlosť uvoľňovania energie z termonukleárnej plazmy závisí podstatne od jej teploty. Ukazuje sa, že v termonukleárnom reaktore sa bude musieť počítať s najnižšou teplotou okolo 108 K.

Termonukleárnym palivom sú rozličné prvky. Najväčšia energia na jednotku hmotnosti sa uvoľňuje pri reakcii: 1H + 3H ––>4He + 10.8 MeV.

Zatiaľ najvhodnejšia je reakcia: 2H + 3H  ––> 4He + 17.6 MeV, ktorá prebieha pri pomerne nízkej teplote  107 K. Termonukleárne reakcie prebiehajú vo veľkom vesmíre vo vnútri hviezd a vnútri Slnka. Na Slnku vzniká termonukleárnou reakciu hélium, pričom sa uvoľňuje obrovské množstvo energie, ktorá sa vyžaruje do svetového priestoru.

V súčasnosti sa venuje veľká pozornosť riadenej termonukleárnej reakcii, ktorej sa pripisuje veľký význam pre potreby energetiky v budúcnosti, lebo zásoby paliva pre túto reakciu t.j. ťažkého vodíka (Deutéria), sú na Zemi prakticky nevyčerpateľné. Neriadená termonukleárna reakcia prebehla už vo vodíkovej bombe.

3.0 Jadrový reaktor

Jadrový reaktor je technologické zariadenie, v ktorom prebieha riadená reťazová reakcia. Využíva fyzikálne a chemické vlastnosti vysoko nestabilných chemických prvkov na produkciu energie, ktorá sa následne mení na požadovanú napr. elektrickú. Prvý jadrový reaktor (uránovo-grafitový) bol uvedený do prevádzky v roku 1942 v Chicagu pod vedením Enrika Fermiho. Využitie jadrovej energie k pohonu lodí a ponoriek je myšlienkou Dr. Rossa Gunna.

Prvá energetická jadrová elektráreň na svete bola pripojená k sieti v roku 1954 v Obninsku pri Moskve. Jej tepelný výkon je 30 MW a elektrický 5 MW. Do roku 2000 bolo postavených viac ako 340 jadrových elektrárni a ďalšie sú naplánované. Jadrové elektrárne sú v podstate tepelné elektrárne, ktoré používajú namiesto parného kotla jadrový reaktor s parným generátorom. Rozdiel je iba v použitom druhu paliva a spôsobe jeho premeny na teplo.

Reaktor využíva väzbovú energiu jadra, ktorá sa uvoľňuje pri štiepení jadier ťažkých prvkov. Opakom je uvoľňovanie energie pri fúzii (spájaní) jadier ľahkých prvkov.

V energetických jadrových elektrárňach sa štiepi urán, ktorý sa v prírode nachádza ako minerál smolinec (uraninit). Jadrové palivo je veľmi efektívne v porovnaní napr. s uhlím, biomasou alebo obnoviteľnými zdrojmi energie. Z 1 gramu 235U vznikne úplným štiepením až 75 600 MJ tepelnej energie.
Pre energetické účely sa využíva štiepna reakcia, ktorá je dobre technologicky zvládnutá. Vieme ju bezpečne riadiť a regulovať.

Až sa podarí vedcom zvládnuť riadenie priebehu termonukleárnej reakcie – fúzie, získa človek nevyčerpateľný zdroj energie.

3.1 Časti jadrového reaktora

3.1.1 palivo – palivové články

– obohatený 235U, neobohatený 238U
– 235U sa nazýva štiepnym (energetickým) materiálom – záchytom neutrónu dochádza k rozštiepeniu na dve časti
– 238U sa nazýva  množivým  materiálom – záchytom neutrónu nedochádza k rozštiepeniu, atómové číslo sa zvyšuje a následnými rádioaktívnymi premenami jadro prechádza na Pu, ktorý sa využíva na vojenské účely

3.1.2 moderátor

– moderátorom je látka, ktorá spomaľuje sekundárne neutróny, čím prispieva k udržaniu multiplikačného faktora neutrónov na konštantnej hodnote 1 – vznik stacionárnej reakcie, ovládnutie reťazovej reakcie; ako moderátor sa používa ľahká voda H2O alebo ťažká voda D2O či grafit

3.1.3 riadiace (regulačné) tyče

– vsúvajú sa do prostredia jadrového štiepenia, ich úlohou je pohlcovať sekundárne neutróny a udržať multiplikačný faktor na hodnote 1; regulačné tyče sú zliatiny ocele a kadmia Cd či bóru B

3.1.4 bezpečnostné (havarijné) tyče

– majú rovnakú funkciu ako regulačné tyče, využívajú sa na zastavenie štiepnej reakcie predovšetkým v nebezpečných situáciách

3.1.5 reflektor neutrónov

– látka, ktorá obklopuje reakčné prostredie reaktora, býva zhotovená prevažne z grafitu; dokáže odrážať neutróny

3.1.6 betónové tienenie

– chráni okolie jadrového reaktora v prípade havárie, straty kontroly nad štiepnou reakciou a následným únikom rádioaktívneho žiarenia

3.2 Princíp činnosti

V jadrových reaktoroch sa ako štiepny materiál používa izotop uránu – 235U.
235U sa záchytom neutrónu mení na 236U, ktorý je nestabilný v dôsledku čoho sa jeho jadro štiepi najčastejšie na dve časti (fragmenty).
Po každom štiepení sa uvoľní presne 188MeV energie (vyplýva zo zákona zachovania energie).

Pre zjednodušenie uvažujeme s 200MeV, ktoré sa rozdelia medzi štiepne fragmenty 160MeV a energiu rádioaktívnych premien 40MeV (beta častice 8MeV, gama fotóny 15MeV, neutróny 7MeV, neutrína 10MeV). Najväčší diel uvoľnenej energie odnášajú fragmenty, ktorých kinetická energia sa zrážkami s inými atómami znižuje a uvoľňuje v podobe tepla. Táto energia sa teplonosnou látkou napr. H2O, CO2 odvádza do výmenníka tepla (parogenerátora) a z neho do parnej turbíny.

Časť voľných neutrónov je zachytených v štiepnom materiáli, ktoré zabezpečujú kontinuitu procesu, časť v konštrukčných materiáloch – obal palivového prútika, nádoba reaktora,... a časť v moderátore a absorbátore.

Platí rovnica:

Počet neutrónov vzniknutých z prechádzajúceho štiepenia = Počet neutrónov, ktoré vyvolajú nové štiepenia + Počet neutrónov zachytených v konštrukčných materiáloch, moderátore, absorbátore.

Jadrový reaktor sa počas prevádzky nachádza v troch stavoch:

a) podkritický stav
– Multiplikačný koeficient < 1
– Počet predchádzajúcich štiepení > Počet nasledujúcich štiepení
– Dôsledok – znižovanie počtu štiepení, znižovanie počtu voľných neutrónov, znižovanie výkonu reaktora

b) kritický stav
– Multiplikačný koeficient = 1
– Počet predchadzajúcich štiepení = Počet nasledujúcich štiepení
– Dôsledok – stabilizovaný stav, stabilizovaný výkon reaktora

c) nadkritický stav
– Multiplikačný koeficient > 1
– Počet predchádzajúcich štiepení < Počet nasledujúcich štiepení
– Dôsledok – zvyšovanie počtu štiepení, zvyšovanie počtu voľných neutrónov, zvyšovanie výkonu reaktora

K regulácii rýchlosti štiepenia sa používa tzv. moderátor napr. ťažká voda, grafit, berýlium a absorbátor napr. H3BO3 kyselina bóritá.
Energia, ktorá zo štiepnej reakcie vzíde, výrazne zvyšuje kinetickú energiu molekúl vody či oxidu uhličitého v primárnom chladiacom okruhu. Tá sa pri výmene tepla vo výmenníku prenáša na vodu či oxid uhličitý v sekundárnom okruhu.

V dôsledku toho sa táto voda mení na paru s obrovskou Ek a svojou vlastnou silou roztáča turbínu, ktorá poháňa elektrický generátor.

3.3 Bezpečnosť

Bezpečnosť jadrových elektrárni proti úniku rádioaktívneho odpadu je zabezpečená tromi spôsobmi. Prvou bariérou brániacou úniku radiácie je obal palivových článkov, druhou bariérou je tlaková nádoba a treťou je samotná ochranná nádoba, v ktorej je reaktor uložený. Pri úniku chladiaceho média z primárneho kruhu by vzniklo množstvo rádioaktívnej pary. Jej úniku do okolia bráni ochranná nádoba.

3.4 Ako sa hasí jadrová elektráreň?

Od počiatkov jadrovej energetiky sa odohrali zatiaľ tie väčšie havárie. V roku 1957 došlo k vážnemu požiaru vo Windscale v severozápadnom Anglicku, a v apríli roku 1986 v Černobyle na Ukrajine.

Obidve jadrové elektrárne sa podarilo zahasiť, každú iným spôsobom. V marci roku 1970 sa prehrial reaktor v Pennsylvánii, ale nijaký požiar nevznikol. Aj keď horiaci reaktor nemôže vybuchnúť ale jadrová bomba, menšie vzniknuté explózie i oheň, ktorí vznikne ho môžu zničiť a do ovzdušia sa uvoľňuje veľké množstvo škodlivých rádioaktívnych látok. Počas hasenia v Černobyle a Windscale unikala rádioaktivita a preto sa nesmierne nebezpečný požiarnický zásah musel uskutočniť čo najrýchlejšie.

Požiar vo Windscale vznikol po chybe obsluhy, pričom došlo k prehriatiu aktívnej zóny elektrárne. Požiar uhasili za dva dni. Najskôr sa pokúšali uhasiť požiar oxidom uhličitým- bráni prístupu vzduchu, ale zbytočne. Obávali sa, že keď dôjde pri chemickej reakcii voda s grafitom tak by došlo k tvorbe kyslíka, ktorého výbuch by reaktor rozmetal na kúsky. Nakoniec toto riziko podstúpili a zaplavili reaktor vodou. Pokus sa podaril, ale aj tak unikalo veľké množstvo radiácie.

Zničený reaktor neskôr zabetónovali. Požiar v Černobyle bol oveľa horší. Vnikol po tom, ako operátori manuálne vyradili niekoľko automatických bezpečnostných opatrení. Reaktor sa vyšmykol spod kontroly a po dvoch silných explóziách začal prudko horieť. Výbuch odtrhol veko a do vzduchu vyrazil stĺp dobiela rozpálených čiastočiek rádioaktívneho paliva. Mnohí hasiči zomreli na následky ožiarenia.

Sovieti však stáli pred obrovským problémom- pred reaktorom s odtrhnutým vekom, rozžeraveným dočervena ako vysoká pec, ktorý chrlil na oblohu obrovské množstvo rádioaktívnych látok. Na hasenie používali bombardovanie z vrtuľníkov. Vrtuľníky zhadzovali takmer 5 tis. ton suchého ílu a piesku, olovo, ktoré pohlcovalo teplo po roztavení a pomáhalo izolovať reaktor po stuhnutí. Hasili 14 dní. Keď sa radiácia znížila reaktor bol navždy pochovaný betónového sarkofágu s meter hrubými stenami.

Černobyľ bol doteraz najhoršou katastrofou jadrovej energetiky. O život prišlo 31 ľudí vrátane 6 požiarnikov a mnoho ďalších čakala smrť v dôsledku silného stupňa ožiarenia.

3.5 Ako sa búra jadrová elektráreň?

Keď sa jadrová elektráreň vyradí s prevádzky, musí sa z nej odstrániť najprv jadrové palivo. Robí sa to pomocou diaľkovo riadeného zariadenia.
Pretože reaktor v závislosti od svojej konštrukcie obsahuje 23-43 tis. vysoko rádioaktívnych palivových článkov, a každý sa musí odstraňovať samostatne, môže táto činnosť trvať 5 a viac rokov. 99% rádioaktívnych látok sa odstráni vyvezením paliva. V ďalšej etape sa likvidujú všetky normálne zariadenia, vybavenie a budovy.

Posledná najproblematickejšia etapa je každej krajine iná. Niekedy sa nechá reaktor v pokoji 100 i viac rokov, aby sa odbúrala rádioaktivita. V Sellafielde plánovali premenu plynov a chladenie jadrového reaktora na zelenú farbu do konca roku 1996. Práce sa začali v roku 1982. Demontáž sa uskutočnila pod oceľovou kupolou pri zníženom tlaku vzduchu, aby neunikal rádioaktívny plyn. Proces sa monitoroval na uzavretom televíznom okruhu. Rezali sa kusy kyslíkatého propánu horákom.

Každý kus sa dopravil do komory kde sa odvážil a zmerala sa jeho rádioaktivita. Potom sa uložil so železobetónového bloku. Železobetónové kvádre sa skladujú v elektrárni až kým sa nepostaví sklad jadrového odpadu. Metódy rozoberania betónových ochranných krytov na diaľku sa ešte stále skúma.
 
4.0 Havária Reaktoru

V sobotu 26. apríla 1986 skoro ráno došlo na štvrtom bloku jadrovej elektrárne Černobyľ k výbuchu a následnému požiaru, ktorý zničil reaktor a spôsobil rozsiahly únik rádioaktívnych látok.
Predohra havárie
Keď sa v roku 1972 v Kyjeve diskutovalo o type elektrárne, ktorá by bola vhodná pre Černobyľ, riaditeľ Černobyľu Brjuchanov presadzoval stavbu tlakovodného reaktoru VVER.

Nakoniec bol ale vybraný reaktor typu RBMK-1000 s odôvodnením, že je nielen bezpečnejší, ale zároveň vyrába najlacnejšiu elektrickú energiu.
Stavba štvrtého bloku bola dokončená v decembri 1983. 21. decembra vyšla tlačová správa oznamujúca, že predchádzajúci deň elektráreň začala s výrobou elektriny – správu potom vytlačili noviny 23. decembra na Deň energetikov.
Pozoruhodné je, že výroba elektriny začala už 20. decembra.

Obvykle sa totiž ešte niekoľko mesiacov po dokončení stavby robia testy jednotlivých častí a až potom je elektráreň spustená. Avšak Černobyľ nemohol čakať. Podľa plánu musel byť spustený do konca roku 1983. Riaditeľ Brjuchanov bol preto nútený už 31. decembra 1983 podpísať dokument o úspešnom absolvovaní všetkých testov, hoci to nebola pravda. Nepodpísaním by totiž pripravil tisíce zamestnancov o prémie a odmeny vo výške trojmesačného platu.

Aj napriek tomu, že testy neboli ešte ani zďaleka dokončené, už v marci 1984 oslavovala černobyľská elektráreň prvý milión vyrobených kilowatthodín elektriny.
Jeden z neuskutočnených testov sa týkal núdzového fungovania turbíny. V prípade poruchy na reaktore, musí byť turbína schopná zotrvačnosťou vyrábať dostatok elektriny ešte aspoň 45 sekúnd, kým sa spustia núdzové generátory.

Táto elektrina je pre zabezpečenie reaktorov životne dôležitá: poháňa chladiace čerpadlá, regulačné a havarijné tyče, osvetľuje veliaci aj riadiaci pult. Práve skúška turbíny prebiehala v noci z 25. na 26. apríla 1986 a bola príčinou katastrofy.

Piatok 25. apríla 1986 
13:05 Začínajú prípravy na skúšku turbíny. Je na to potrebné znížiť výkon elektrárne, preto je jedna turbína vypnutá. Zároveň je odpojený systém núdzového chladenia reaktoru, aby nezačal pôsobiť počas testu.
14:00 Dispečer Ukrajinských energetických závodov žiada o odklad testu – blížia sa oslavy 1. mája, továrne potrebujú dohnať plány a v sieti preto potrebujú plný výkon štvrtého bloku. Test je odložený o takmer deväť hodín.

Obsluha však už na túto dobu necháva odpojený systém núdzového chladenia reaktoru, napriek tomu, že je to v rozpore s predpismi.
16:00 Ranná zmena odchádza. Pracovníci tejto zmeny boli v predchádzajúcich dňoch oboznámení s testom a poznajú celý postup. Špeciálny tím elektroinžinierov zostáva na mieste.
23:10 Príprava skúšky opäť začína. Desaťhodinové zdržanie nesie so sebou mnoho následkov. Tím elektroinžinierov je unavený.

Počas skúšky sa strieda poobedná a nočná zmena; v nočnej zmene je menej skúsených operátorov, ktorí sa naviac na skúšku nepripravovali.
Sobota 26. apríla 1986
01:00 V priebehu prípravy skúšky mali operátori problémy s udržaním stability výkonu reaktoru. Dopustili sa pritom niekoľkých závažných chýb:
1. Regulačné tyče schopné zastaviť v núdzi reaktor sú vysunuté vyššie, ako dovoľujú predpisy. Operátor rannej zmeny Uskov neskôr vypovedal, že by urobil to isté.

Vyhlásil: „Často nepovažujeme za potrebné doslovné plnenie pokynov – to by sme sa do nich doslova zamotali.“ Ďalej poukázal aj na fakt, že počas výcviku operátorov počuli niekoľkokrát, že jadrová elektráreň nemôže vybuchnúť. Operátor Kazačkov povedal: „Bežne sme pracovali s menším množstvom regulačných tyčí, než dovoľujú predpisy a nič sa nestalo. Žiadny výbuch, všetko bolo v normále.“
2. Výkon elektrárne klesol pod bezpečnú úroveň, reaktor sa stal preto nestabilný.

Prípravy testu mali byť v tomto momente okamžite zastavené. Celú pozornosť bolo nutné zamerať na opätovné získanie stability reaktoru.
3. Aby dosiahli zvýšenie výkonu, zapínajú operátori prídavné obehové čerpadlo. Vplyvom silného ochladzovania však klesá tlak a tým sa výkon ešte znižuje. Za normálnych okolností by v takomto prípade reaktor zastavili automatické havarijné systémy. Tie však obsluha úmyselne odpojila.

4. Kontrolný systém minimálnej hladiny vody a maximálnej teploty palivových článkov je takisto vypnutý.
1:23:04 Test začína.
Operátori sa dopúšťajú poslednej osudovej chyby – vypínajú núdzový systém, aby zabránili havarijnému odstaveniu reaktoru. Potom uzatvárajú prívod pary do turbíny.
Tým sa zníži prietok chladiacej vody a rastie jej teplota a tlak. S rastúcim množstvom pary sa zvyšuje rýchlosť štiepnej reakcie, ktorá ďalej zvyšuje teplotu, a tým aj množstvo pary.

Viac pary znamená ešte rýchlejšiu reakciu atď. atď. Výkon reaktoru začína prudko rásť a katastrofa sa už neodvratne blíži.
1:23:40 Leonid Toptunov, operátor zodpovedný za regulačné tyče, stláča špeciálny vypínač havarijného odstavenia. Test beží už 36 sekúnd. Výkon reaktoru dosahuje 100-násobok maximálneho projektového výkonu.
1:23:44 Regulačné tyče, ktoré majú reaktor zastaviť, sa dávajú do pohybu, je však počuť údery. Operátori vidia, že sa tyče zasekli.

Palivové trubice sa pôsobením zvýšeného tlaku pary deformujú.
1:24:00 Test beží už 56 sekúnd. Tlak v reaktore je už tak vysoký, že praskajú palivové články a úlomky padajú do chladiacej vody. Tá sa mení na paru, tlak v trubkách rastie a tie praskajú. Výbuch pary dvíha tisíctonové oceľové veko reaktoru – prvá explózia. Z reaktoru začína unikať rádioaktivita, dovnútra sa dostáva vzduch.

Nie je tu dostatok kyslíka a začína horieť grafit. Kov palivových trubiek reaguje s vodou. Vzniká tak sodík, ktorý vybuchuje – druhá explózia. Horiace trosky reaktoru vyletujú do vzduchu a dopadajú na strechu susedného, tretieho bloku.
Pondelok 28. apríla 1986
Až po ôsmej hodine večer SEČ sa o katastrofe prostredníctvom krátkej správy TASSu dozvedá svet.
Štvrtok 4. mája 1986

Požiar reaktoru sa podarilo uhasiť až po ôsmich dňoch. Helikoptéry medzitým zvrhli na horiaci reaktor viac ako 5000 ton materiálu: 800 ton dolomitu, ktorý uvoľňuje oxid uhličitý dusiaci plamene; karbid boričitý, ktorý pohlcuje neutróny a zabraňuje štiepeniu uránu; 2400 ton olova, ktoré pohlcuje teplo a žiarenie; 1800 ton piesku a ílu, ktorý bráni prístupu vzduchu a tým oheň dusí

4.1 NÁSLEDKY HAVÁRIE

Počas výbuchu černobyľského reaktora a požiaru uniklo z reaktoru dvestokrát viac radiácie, ako sa uvoľnilo pri výbuchu jadrových bômb v Hirošime a Nagasaki dohromady.

Kontaminácia 

V prvých hodinách bolo najviac zasiahnuté mesto Pripjať, vybudované len pár kilometrov od elektrárne pre potreby jej zamestnancov. V dobe havárie tu žilo okolo 50 000 obyvateľov. Namiesto toho, aby ich čo najskôr evakuovali, vyslali vedúci predstavitelia do mesta zosilnené policajné jednotky, ktoré mali zabrániť úteku obyvateľov. Evakuácia mesta Pripjať začala až 26 hodín po havárii.

Balenie a sťahovanie obyvateľov tak prebiehalo v čase, kedy bola úroveň radiácie v ovzduší absolútne najvyššia počas celej doby havárie.
Najsilnejšie zasiahnuté boli priľahlé oblasti Bieloruska, Ukrajiny a Ruska. Z tridsaťkilometrovej zóny okolo elektrárne bolo evakuovaných 130 tisíc obyvateľov.

Neskôr sa ale našli vysoko zamorené miesta aj vo veľkých vzdialenostiach za hranicou tejto „zakázanej zóny.“ Celková plocha územia, kde je kontaminácia vyššia ako 37 000 Bq/m2 (1 Bq predstavuje jednu vyžiarenú rádioaktívnu časticu za sekundu), čo je úroveň vyžadujúca zvláštny režim, presiahla 120 000 km2. Dodnes tu žije asi sedem miliónov obyvateľov, ktorí si na zamorenej pôde pestujú zeleninu, zemiaky a ďalšie plodiny potrebné na prežitie. Nemajú inú voľbu.

Rádioaktívny mrak sa vplyvom požiaru dostal do výšky niekoľkých kilometrov a postupne kontaminoval celú Európu. Odhaduje sa ale, že viac ako polovica celkového objemu uniknutej rádioaktivity zasiahla územie mimo spomínaných troch štátov. Najmenej v ďalších štrnástich krajinách Európy boli nájdené miesta kontaminované nad úroveň 37 000 Bq/m2: v Bulharsku, Česku, Fínsku, Taliansku, Maďarsku, Moldavsku, Nórsku, Rakúsku, Rumunsku, Grécku, Slovensku, Slovinsku, Švédsku a Švajčiarsku.

Hlavným zdrojom radiačného zaťaženia obyvateľov sa stali izotopy jódu I-131 (polčas rozpadu 8 dní), cézia Cs-134 (polčas rozpadu 2 roky) a cézia Cs-137 (polčas rozpadu 30 rokov). Vzhľadom na polčasy rozpadu predstavuje po dvadsiatich rokoch, aj pre nasledujúce desaťročia najväčšiu záťaž cézium Cs-137. V koncentrácii prevyšujúcej 4 000 Bq/m2 zamorilo približne 40 % územia Európy, z toho aj niektoré slovenské okresy.

Napríklad v Škótsku na severe Veľkej Británie je dnes stále 374 fariem, ktoré podliehajú zvláštnemu režimu, pretože ovce majú v mäse príliš vysoké hodnoty cézia.

Ľudské obete

Celkovo 600 až 800 tisíc ľudí, väčšinou mladých vojakov, sa podieľalo na likvidácii havárie a bolo vystavených vysokým dávkam žiarenia. Podľa oficiálnych údajov z nich už 25 tisíc zomrelo. Mnohí ďalší trpia chronickými zdravotnými problémami. Počet obetí, ktoré Černobyľ spôsobil a ešte spôsobí, nedokáže nikto spočítať. Problém s určením presného počtu spočíva v tom, že jednotlivé štúdie používajú rôzne vstupné odhady, sú založené na odlišných metódach a vychádzajú z rozdielnych predpokladov.

Ucelená epidemiologická analýza nie je možná, pretože množstvo štatistických údajov – najmä z čias Sovietskeho zväzu – nie je dostupná, zmizla, alebo sa považuje za málo vierohodnú. Pokiaľ vyradíme extrémne odhady, potom rôzne vedecké štúdie predpokladajú od 9000 do 475 000 ľudských obetí. Najčastejšie závery a asi najpravdepodobnejšie hodnoty sa pohybujú v niekoľkých desiatkach tisíc (30 až 60 tisíc).

Vôbec najnižší odhad úmrtí spôsobených Černobyľom uvádza Medzinárodná agentúra pre atómovú energiu. Tá v roku 2005 publikovala závery, že kvôli Černobyľu zomrie „iba“ štyri tisíc ľudí. Odvolávala sa pritom na správu spracovanú asi stovkou expertov WHO, ktorí však odhadovali 9335 úmrtí.
Zavádzajúce informácie a bagatelizácia zo strany MAAE sú podľa názoru Greenpeace spôsobené schizofréniou jej poslania, pretože sa má starať o bezpečnosť a zároveň podporovať rozvoj jadrovej energetiky.

Z tohto dôvodu sa snaží dôsledky černobyľskej tragédie znižovať. Za zmienku stoja slová Morrisa Rosina, pôsobiaceho v rokoch 1981-1996 na oddelení MAAE pre jadrovú bezpečnosť (zástupca riaditeľa): „Jadrové elektrárne považujem za zaujímavý zdroj energie, aj keby sa mala černobyľská nehoda opakovať každý rok.“ (Le Monde, 28. 8. 1986)

4.2 Následky černobyľskej havárie na území Slovenska

Vzdušné prúdy kontaminované výbuchom Černobyľu zamierili nasledujúce dni nad Európu. Najväčšie škody spôsobil rádioaktívny mrak tam, kde z neho pršalo. Dážď totiž spláchol na miesta, kde padal, rádioaktívne látky vo veľkom množstve.

Nad územím Československa preletel černobyľský mrak celkovo trikrát: 30. apríla, 3. až 4. mája a 7. mája 1986. Prvý a tretí prechod zasiahol celé územie Československa, druhý prechod len jeho západnú časť, takže minul stredné a východné Slovensko.

Podrobné výsledky merania z tej doby zhŕňa správa Inštitútu hygieny a epidemiológie – Centra hygieny žiarenia, ktorú roku 1990 pripravili pre potreby Vedeckého výboru OSN pre účinky atómového žiarenia (UNSCEAR). Z dokumentu nazvaného "Správa o radiačnej situácii na území Československa po havárii jadrovej elektrárne Černobyľ“, sme vybrali aj nasledujúce údaje:

•  Spád rádionuklidov na povrch pôdy prebiehal najviac počas prvého a tretieho prechodu rádioaktívneho mraku nad našim územím, kedy z neho dažďové zrážky vymývali rádioaktívne látky.

•  Kontaminácia pôdy rádioaktívnymi látkami bola zistená jednorázovo medzi 16. a 18. májom 1986. Bolo odobratých 1300 vzoriek.

•  Priemerná hodnota zamorenia pôdy rádioizotopom cézia Cs-137 v Československu bola 4200 Bq/m2. Na Slovensku bol najviac zasiahnutý západoslovenský kraj.
Nadpriemerné zamorenie bolo zaznamenané v okresoch (priemer ČSSR bol 4200 Bq/m2):
Dunajská Streda 12 200 Bq/m2
Komárno 10 510 Bq/m2
Žiar nad Hronom 8470 Bq/m2
Galanta 7270 Bq/m2
Nitra 6980 Bq/m2
Levica 6410 Bq/m2
Stará Ľubovňa 5270 Bq/m2
Nové Zámky 4670 Bq/m2
Lučenec 4670 Bq/m2
Dolný Kubín 4430 Bq/m2

•  Najväčšie zaťaženie obyvateľov rádioaktívnymi látkami nastalo v dvoch vlnách: počas prvých týždňov po havárii a počas zimy 1986/87, kedy boli konzumované obilniny z úrody roku 1986, rovnako ako mlieko a mäso zo zvierat kŕmených senom skoseným počas jari a leta 1986.

•  Celkové zaťaženie obyvateľov Československa, ku ktorému štúdia po množstve výpočtov a matematických modelov dospela, predstavuje 11 310 Sv. To znamená, že pri veľmi opatrných odhadoch spôsobí radiácia z Černobyľu na našom území celkovo 450 až 1200 predčasných úmrtí, väčšinou v dôsledku rakoviny vyvolanej ožiarením. Vzhľadom na nepresnosti vo výpočtoch však môže byť počet obetí ešte vyšší.
  
5.0 Vplyv radiácie na organizmus

Žiarenie poškodzuje organizmus ionizovaním, teda vylučovaním elektrického náboja atómov a molekúl tvoriacich bunky tela. Účinok žiarenia je kumulatívny, čo znamená, že ak je organizmus vystavený malým dávkam žiarenia po istý čas, dlhodobý biologický efekt (rakovina, leukémia, genetické zmeny) je takmer rovnako pravdepodobný ako pri vystavení jednej veľkej dávke.

Účinky radiácie sú závislé od druhu žiarenia. Gama žiarenie preniká tkanivami do veľkej hĺbky bez výraznej straty intenzity. Beta žiarenie môže preniknúť cez kožu a zničiť žijúce bunky. Alfa častice nemôžu preniknúť cez túto bariéru. Alfa i beta častice však spôsobujú najväčšie a nenávratné škody pri požití kontaminovanej stravy alebo vody, alebo pri dýchaní v prostredí s rádioaktívnymi látkami. Radiácia ohrozuje najmä deliace sa bunky.

Ľudia sú zo všetkých živých bytostí na svete jedny z najcitlivejších voči karcinogénnym a mutagénnym účinkom žiarenia. Ľudské zárodky, plody, kojenci a malé deti sú mimoriadne citlivé na účinky žiarenia, pretože ich bunky sa rapídne delia. Účinky radiácie na organizmus sú tiež závislé na množstve radiácie.

Ak poškodenie bunky nebolo príliš intenzívne, tak bunka dokáže opraviť väčšinu poškodených miest. Bunka môže prežiť dokonca aj smrteľnú dávku rádioaktívneho žiarenia, ak ju žiarenie zasiahlo počas dlhšieho časového intervalu, a bunka má dostatok času na zotavenie. Poškodené či usmrtené bunky, s výnimkou nervových, môžu byť nahradené novými. Ak bunka prežije s poškodenou DNA molekulou, tak sa pri reprodukcii bunky prenáša aj mutovaná DNA.

Hoci zmeny DNA môžu niekedy zlepšiť činnosť bunky, väčšinou znamenajú zhoršenie činnosti bunky. Nezriedka vedú k vzniku nádorových ochorení.

5.1 Prečo je rádioaktivita nebezpečná? 

Azda najčastejším nedorozumením spojeným s rádioaktivitou je to, že rádioaktivitu chápeme ako pomerne nový jav, ktorý súvisí s činnosťou ľudí. Rádioaktivita však bola na Zemi už dávno predtým, ako sa tu objavili ľudia. A samozrejme aj počas celého ich vývoja. Je súčasťou nášho okolia rovnako ako Slnko či dážď. Rádioaktívny rozpad uránu tak intenzívne zohrieva vnútro našej Zeme, že toto je až roztavené.

Horúce liečivé pramene, gejzíry, ale aj hélium, ktorým bývajú plnené balóny na pútiach, sú priamym dôsledkom rádioaktívnych rozpadov vo vnútri Zeme.

Aj v súčasnosti má väčšina rádioaktivity, asi 75%, prirodzený pôvod. Vplyv tejto rádioaktivity na nás môžeme obmedziť len čiastočne, a to hlavne výberom prostredia, v ktorom sa pohybujeme. Priemerne 23% ročnej dávky rádioaktívneho žiarenia získajú ľudia v lekárskom prostredí pri röntgenovaní či liečbe. Veľkosť tejto dávky prirodzene závisí od konkrétneho jedinca, a s pokrokom vo vývoji lekárskych prístrojov má tendenciu klesať.

Asi 2% celkovej rádioaktivity okolia pripadá na rádioaktívny spád v dôsledku testov jadrových zbraní. Nakoľko sa v poslednej dobe obmedzilo ich nebezpečné testovanie, aj táto hodnota sa postupne znižuje. Činnosť jadrových elektrární prispieva takmer zanedbateľnými 0,002%. Samozrejme len za predpokladu, že jadrová elektráreň pracuje bez porúch. Pri haváriách podobných tej v Černobyle sa však do okolia dostáva obrovské množstvo rádioaktívnych prvkov, ktoré môžu ľudí vážne ohroziť.

Časť prirodzeného žiarenia prichádza z pôdy, tehál, betónu a podobne. Zistilo sa napríklad, že budovy zhotovené z betónu a hliníka majú takmer štyrikrát vyššiu radiáciu ako budovy z dreva. Okrem toho aj ten najčistejší vzduch, ktorý dýchame, je čiastočne rádioaktívny. Jednak kvôli radónu, ktorý sa uvoľňuje zo Zeme pri rádioaktívnej premene uránu, ale aj kvôli kozmickému žiareniu, ktoré neprestajne bombarduje našu planétu.

Na úrovni hladiny mora ochranný obal atmosféry znižuje vplyv kozmického žiarenia a tým aj rádioaktivitu vzduchu. V nadmorskej výške 1600 m je táto rádioaktivita dvojnásobná voči úrovni vo výške hladiny mora. Preto sú ľudia pri letoch v lietadlách vystavení zvýšenej rádioaktivite. Pri diaľkových letoch (napr. do USA a späť) cestujúci získajú takú dávku radiácie ako pri röntgene hrudníka.

Veľmi nebezpečné sú aj tie rádioaktívne prvky, čo sa môžu zabudovať do živých organizmov. Najznámejšie je asi stroncium , ktoré je chemicky podobné vápniku . Rádioaktívnym spádom sa dostáva na trávu, po jej spasení kravou sa dostáva do mlieka, a napokon do človeka. Hlavne u detí môže spôsobiť rakovinu kosti alebo leukémiu. Vidíme teda, že hoci je rádioaktivita už dlho súčasťou nášho života, treba byť pri nej veľmi opatrný.

Ale pokiaľ v aj budúcnosti zabezpečíme nízke hodnoty rádioaktívneho žiarenia, nemusíme sa jej obávať.
 
5.1.1 Akútny syndróm mäknutia mozgu

Akútny syndróm mäknutia mozgu spôsobuje veľmi vysoká dávka ionizujúceho žiarenia (približne tritisíc remov a viac). O tento efekt sa vedci usilovali pri tvorbe neutrónovej bomby, ktorej výbuch ponechá budovy nedotknuté (hoci môžu zostať rádioaktívne po dlhé roky), ľudský mozog a nervové tkanivo sa však zničia. Štyridsaťosem hodín po výbuchu sa mozgové bunky zväčšia, čo spôsobí zväčšenie tlaku vnútri lebky.

Výsledkom je dezorientácia, delírium, omráčenie, psychóza, ataxia (strata kontroly svalov) a horúčka, potom nasleduje krátke obdobie jasnosti, a potom náhla smrť.

5.1.2 Choroba z ožiarenia

Dávka šesťsto remov a viac spôsobuje akútnu chorobu z ožiarenia. Tisíce japonských svedkov výbuchov atómových bômb v roku 1945 zomreli na túto chorobu do dvoch týždňov. Takéto ožiarenie zabíja všetky aktívne sa deliace bunky tela: postihnutému vypadávajú vlasy, koža odpadáva vo veľkých kusoch, objavuje sa zvracanie a preháňanie. Po zničení bielych krviniek a krvných doštičiek postihnutí podľahnú infekcii alebo masívnemu krvácaniu.

5.1.3 Rakovina

Nižšie dávky žiarenia môžu spôsobiť leukémiu v dobe 5 až 10 rokov a rakovinu 12 až 60 rokov po ožiarení. Spojitosť medzi malými dávkami radiácie a nárastom výskytu leukémie a rakoviny dokázali nedávne štúdie.

Vznik rakoviny je podmienený radiačným poškodením regulačného génu, ktorý kontroluje bunkové delenie. Ak žiarenie poškodí genóm, niekedy to má za následok smrť bunky, niekedy bunka poškodenú časť dokáže opraviť. Ak je však poškodenie veľké, je zasiahnutý gén po oprave zmenený. Takáto bunka pokračuje v normálnych funkciách do uplynutia inkubačnej doby karcinogénu (približne 5 až 60 rokov). Potom sa začne nekontrolovane deliť.

Tento nekontrolovaný a zväčša veľmi rýchly rast, ktorý vedie k tvorbe nádoru, sa nazýva rakovina. Vlastnou príčinou úmrtia na rakovinu je zlyhanie postihnutých orgánov. Spojitosť medzi radiáciou a rakovinou potvrdzujú mnohé dôkazy.

Mnoho prvých röntgenológov pracovalo s primitívnymi prístrojmi a vysokými dávkami a zomrelo na chorobu z ožiarenia a rakovinu. Maria Curie a jej dcéra Irena, ktoré sú preslávené výskumami s prvkom rádium, zomreli na leukémiu. Približne päť rokov po útoku na mesto Hirošima sa objavila epidémia leukémie, ktorá do desiatich rokov dosiahla 30 krát väčšiu úroveň výskytu ako u obyvateľstva nevystaveného žiareniu.

Výrazne zvýšená úroveň rakoviny a iných ochorení je zaznamenaná v blízkosti Černobyľu a v okolí Harrisburgu v Pennsylvánii, na území jadrovej nehody Three Mile Island. Postihnuté sú predovšetkým deti a mladí ľudia. Zvýšený počet výskytu rakoviny je zaznamenaný aj v okolí atómových elektrární a prepracovateľských závodov a u ľudí pracujúcich v uránových baniach.

Je dôležité si uvedomiť, že neexistuje „bezpečné“ množstvo ožiarenia, pretože na iniciovanie rakoviny je potrebný len jeden rádioaktívny atóm, jedna bunka a jeden gén. Väčšie ožiarenie spôsobuje len zvýšenie pravdepodobnosti. 

5.1.4 Mutácie 

Mutácie sú zmeny genómu, ktoré majú za následok zmenu niektorých vlastností alebo funkcií bunky. Pozitívne mutácie sú jedným z činiteľov evolúcie. Medzi negatívne mutácie patria mnohé ochorenia a syndrómy (Downov syndróm – mongoloidnosť) či vývojové degenerácie (mentálne i fyzické) a anomálie. Mutagénnym činiteľom nie je len radiácia, mutácie môžu spôsobiť i rôzne chemické látky, no radiácia (prirodzená i umelá) má na nich veľký podiel.

Veľkým nebezpečenstvom v prípade mutácii je to, že sa nie vždy musia prejaviť, no prenášajú sa z generácie na generáciu v dominantnej i recesívnej forme. Rovnako ako v prípade rakoviny bol dokázaný zvýšený počet porúch spôsobených mutáciami u organizmov, ktoré prijímali malé dávky žiarenia.

Záver

Jadrová energia sa javí ako ideálne palivo, v porovnaní s uhlím, ropou alebo plynom sa z malého množstva uránu môže vyrobiť veľa elektriny, pričom sa ovzdušie neznečisťuje chemikáliami či tuhými časticami..Z jednej tabletky UO2 = 5g sa dá vyťažiť priemerná tepelná energia 13500 MJ.

Hmotnosť, respektívne objem fosílneho paliva potrebného na získanie rovnakého množstva tepelnej energie ako z jednej tabletky UO2je napríklad 640kg dreva, 400kg čierneho uhlia, 360m3 zemného plynu, 350kg minerálneho oleja. Jadrový pohon je ideálny pre vesmírne lode a ponorky, kozmická loď na jadrový pohon sa môže udržať v prevádzke niekoľko rokov a ponorka na jadrový pohon sa môže plaviť okolo sveta bez dopĺňania paliva.

Ale má to aj svoju zlú stránku, pri štiepnych reakciách sa vytvára veľmi nebezpečný odpad, ktorý sa skladuje buď zakopaný v zemi, alebo v oceáne. Preto sa vedci snažia skonštruovať reaktory na využitie syntézy jadier, pri ktorej nevzniká natoľko nebezpečný odpad, ako pri štiepení jadier. Je však mimoriadne náročné dosiahnuť, aby táto syntéza prebehla. A preto  ďalšie a lepšie využitie tejto energie čaká na novú generáciu vedcov.