Rzeczpospolita
16.09.98 Nr 214 Nakład 4318
ATOMISTYKA

W sto lat po odkryciu polonu i radu

Tego nasza rodaczka nie przewidziała

Maria i Piotr Curie przy wadze piezoelektrycznej do pomiarów radioaktywności. Zdjęcie z książki "Życie Marii Curie" Susan Quinn - wydawnictwo Prószyński i S-ka.

KRYSTYNA FOROWICZ

Sto lat minęło od czasu, gdy nasza rodaczka Maria Skłodowska-Curie i Piotr Curie rozpoczęli badania nad odkrytym w 1896 r. przez Henri Becquerela niewidzialnym promieniowaniem emitowanym przez sole uranu. Efektem ich prac było odkrycie pierwszych pierwiastków radioaktywnych Dziś wiemy, że Maria i Piotr Curie zbudowali fundamenty pod wzniesienie gmachu nowej dyscypliny nauki - promieniotwórczości, zapoczątkowali erę atomu.

W czwartek rozpoczyna się w Warszawie 4-dniowa (17-20 września) międzynarodowa konferencja "Odkrycie polonu i radu - konsekwencje naukowe i filozoficzne. Korzyści i zagrożenia dla ludzkości". W środę przybyli do Polski laureaci Nagrody Nobla i polscy uczeni zasadzą drzewa w Ogrodzie Botanicznym PAN w Powsinie. Powstanie Aleja Stulecia Odkrycia Polonu i Radu.

Jak się zaczęło...

Rok 1895. Wilhelm Roentgen 50-letni prof. fizyki i rektor uniwersytetu w Warzburgu odkrył promieniowanie X, fale elektromagnetyczne, bardzo krótkie o wielkiej przenikliwości. Pod koniec roku przedstawił światu dokładny opis swych badań, w tym, słynną do dziś kliszę - prześwietlenie ręki swojej żony. Nie potrafił określić natury tego promieniowania, ale zyskał sławę i w 1901 r. Nagrodę Nobla. W USA Edison zainteresował się tym wydarzeniem, ale gdy jego pracownik poparzył sobie palce zarzucił dalsze badania. Promieniami rentgenowskimi zajął się francuski fizyk Henri Bacquerel. Zaczął sprawdzać, czy przypadkiem ruda uranu, znana z luminiscencji (zimnego świecenia), też nie wydziela jakiegoś specjalnego promieniowania. Na kliszach fotograficznych zawiniętych w czarny papier umieścił kawałki związków uranu. Klisze zostały w kilku miejscach naświetlone. Ogłosił artykuły na ten temat - wszystkie z zupełnie fałszywymi wnioskami. Po roku przestał się tym zajmować.

"Promienie Bacquerela", jak je wówczas nazywano obrała sobie za temat pracy doktorskiej Maria Skłodowska, już zamężna z Piotrem Curie. Postanowiła zbadać, skąd sole uranu czerpią energię, by naświetlać kliszę. Pierwsze jej odkrycie polegało na tym, że zagadkowe promieniowanie soli uranu jest własnością uranu, nie jego soli, jak uważali jej poprzednicy. Potem stwierdziła, że związki toru też zaczerniają klisze fotograficzną.

Skoncentrowała się jednak na uranie. Długie miesiące żmudnych badań nad rudą uranową z kopalni w Czechach przynoszą sukces - odkrycie pierwiastka polonu, a potem jeszcze bardziej radioaktywnego radu. Kilka miesięcy potem w 1898 r. Maria i Piotr Curie odkryli, że rad ma dwa typy promieniowania: jedno bardzo przenikające (beta - nazwa późniejsza), drugie - łatwo absorbujące (alfa).

Wyniki badań Marii i Piotra Curie były od początku wykorzystywane w praktyce, najpierw w medycynie, potem w przemyśle

Polska uczona stwierdziła występowanie ciepła przy reakcjach radioaktywnych i był to z kolei początek energetyki jądrowej.

Co dalej

Badania nad radem, polonem i radioaktywnością znalazły szerokie zastosowania w technice i technologii - do sterylizacji środków spożywczych i opakowań, sterowania reakcjami chemicznymi, do utylizacji zanieczyszczeń gazowych i pyłowych. Izotopy pierwiastków promieniotwórczych służą też do badania wód, procesów zachodzących w korytach rzek czy na dnie morskim, do badania szczelności zapór wodnych czy podziemnych rurociągów. Innymi słowy - wszędzie tam, gdzie zawodzą zmysły człowieka lub nie jest on w stanie dotrzeć np. do wnętrza materiałów, warstw ziemi, w głąb masywnych konstrukcji czy budowli, a przede wszystkim do wnętrza własnego organizmu - znajdują zastosowanie izotopy.

Ogromne znaczenie miały te odkrycia dla medycyny. Obok radioterapii, która spowodowała rewolucję w zwalczaniu nowotworów, pojawiła się medycyna nuklearna. Wykorzystuje ona radioaktywne izotopy, które wprowadzane do organizmu człowieka, pozwalają śledzić procesy życiowe, wykrywać schorzenia i znajdować skuteczne metody leczenia. W Polsce wykonuje się 130 tys. badań radioizotopowych rocznie, ale np. w Niemczech 15 razy więcej.

Pierwsze przemysłowe wykorzystanie wiązki elektronów zdarzyło się już w połowie lat 50., gdy akcelerator wykorzystany został do prowadzenia procesu sterylizacji. Od tego czasu z ponad 10 tys. akceleratorów zainstalowanych na świecie ponad tysiąc wykorzystano do prowadzenia procesów przemysłowych. Sumaryczna moc wiązki w akceleratorach tego typu osiągnęła wartość kilkudziesięciu MW.

W każdej dziedzinie

W Polsce obecnie wytwarza się blisko 20 rodzajów przyrządów pomiarowych, w których "sercu" umieszczono izotopy pierwiastków promieniotwórczych.

Są to przyrządy o wysokiej precyzji. Pozwalają na rozwiązanie wielu problemów technicznych, przede wszystkim takich, które byłyby niemożliwe do rozwiązania. Do najpopularniejszych należą m.in. radioizotopowe wagi do taśmociągów stosowane w górnictwie, kilka rodzajów mierników grubości blach, wiele rodzajów defektoskopów - urządzeń badających strukturę materiałów, np. dokładność połączeń spawanych ścian zbiorników, kadłubów statków, analiza zawartości różnych gazów w powietrzu., wśród nich powszechnie stosowane przeciwpożarowe czujniki dymowe.

Mamy też własne sukcesy. Technologią o ogromnych perspektywach jest radiacyjne usuwanie dwutlenku siarki i tlenków azotu z gazów emitowanych w procesie spalania węgla w elektrowniach. Opracowali ją naukowcy z Instytutu Chemii i Techniki Jądrowej w Warszawie. W Elektrociepłowni Kawęczyn pracuje największa na świecie instalacja pilotowa, w której usuwane są przy użyciu wiązki elektronów dwutlenek siarki i tlenki azotu (jednocześnie!). Wydajność instalacji: 20.000 Nm sześc. na godzinę, sprawność sięga 98 proc. w przypadku SO2 i 80 proc - NOx

Technologia jest konkurencyjna w odniesieniu do tradycyjnych (pisaliśmy na ten temat).

Od kilku lat są już gotowe założenia projektowe dla przyszłej instalacji przemysłowej budowanej na terenie Elektrowni "Pomorzany" (Szczecin) należącej do Zespołu Elektrowni "Dolna Odra". - "Pomorzany" mogły być pierwszą elektrownią w świecie wykorzystującą na skalę przemysłową wiązki elektronów do oczyszczania gazów - powiedział nam prof. Andrzej Chmielewski z Instytutu Chemii i Techniki Jądrowej. Szybsi okazali się Japończycy i wybudowali podobną instalację w Chinach do usuwania tylko dwutlenku siarki (tlenki azotu są poza kontrolą w Chinach).

Obecnie w Japonii powstaje taka instalacja na bloku 220 MW. W Instytucie naukowcy opracowali ponadto sposób radiacyjnej higienizacji ścieków komunalnych. Osady z oczyszczalni biologicznych po dodaniu soli potasu mogą być stosowane jako użyteczne nawozy rolnicze. Po napromieniowaniu odpowiednimi dawkami elektronów pozbawione są chorobotwórczych skażeń (jaj pasożytów, E. coli, pleśni). We Włochach pod Warszawą pracuje Doświadczalna Stacja Radiacyjnego Utrwalania Płodów Rolnych.

Na przyszłość

Energetyka jądrowa w świecie cywilizowanym postrzegana jest w dłuższej perspektywie jako przyjazne środowisku źródło energii, do którego trzeba będzie sięgać w przypadku pogorszenia się konkurencyjności innych zasobów energetycznych oraz zaostrzenia wymogów ekologicznych.

Nie będzie zrównoważonego rozwoju bez energii atomowej - twierdziło wielu naukowców podczas ubiegłorocznego Szczytu Klimatycznego w Kioto. Lecz nie będzie też energii atomowej bez przyzwolenia społeczeństwa na budowę nowych elektrowni atomowych. Katastrofa w Czarnobylu poczynila tyleż samo szkody w umysłach ludzi, co w środowisku.

Obecnie na świecie 424 jądrowe bloki energetyczne dostarczają prawie 327 tys. MW całkowitej energii elektrycznej. Pięć państw (Francja, Belgia, Szwecja, Węgry i Korea Płd.) już w ponad połowie czerpią energię z siłowni atomowych. W ponad 12 krajach elektrownie jądrowe zaspokajają 1/4 wszystkich potrzeb na energię. W Europie zachodniej najwięcej ich posiada Francja 56 (56873 MW). Jest też zdecydowana budować 5 następnych, które dostarczą 7005 nowych MW. Wielka Brytania ma 37 i buduje następną o mocy 1400 MW. W Stanach Zjednoczonych pracuje 111 elektrowni atomowych (dostarczają 99757 MW). W Kanadzie jest 20, w budowie 2. W Finlandii pracują 4 bloki - 2310 MW), rząd zaakceptował projekt budowy 5 bloku jądrowego. Japonia posiada 42 elektrownie jądrowe i planuje budowę 10. Mimo kłopotów z ich lokalizacją w ciągu 20 lat chce osiągnąć niemal połowę swej energii z atomu.


Dolna mapa
ISO-Latin2 | Bez polskich znaków | Windows | Macintosh | Polskie znaki - pomoc

| Dzisiejsze wydanie | Z ostatniej chwili | Archiwa | Ogłoszenia | Księgarnia | Galeria | Ścieżki |
| Początek | Rzeczpospolita | Zespół | Poczta |

Opracowanie Centrum Nowych Technologii, (C) Copyright by Presspublica Sp. z o.o.