Jadrová fyzika: Fascinujúce objavy a výzvy budúcnosti

Prednáška Martina Venharta, jadrového fyzika z Fyzikálneho ústavu SAV a nového predsedu Slovenskej akadémie vied, predstavila široké spektrum fascinujúcich tém – od histórie objavov až po najnovšie výskumy. Odrážala nielen jeho rozsiahlu doktorandskú prácu, ale aj nedávny úspech v druhom kole posudzovania prestížneho ERC Advanced Grantu. Venhart nás vzal na cestu jadrom atómu, od prvých objavov až po súčasné výzvy a inovatívne riešenia.

Kľúčové poznatky

• História jadrovej fyziky: Prehľadný pohľad na prvé objavy rádioaktivity, elektrónu, rádia a polónia, Radio Commission v Manchestri a ďalšie míľniky.
• Tvar atómových jadier: Jadra nie sú vždy sférické; môžu nadobúdať rôzne tvary, čo je komplexný jav s dôležitými dôsledkami pre výskum.
• "Magic numbers": Špecifické čísla protónov a neutrónov (28, 50, 82, 126) vedú k zvýšenej jadrovej stabilite.
• Aplikácie izotopov: Od jadrovej energie a medicíny až po archeologické datovanie – izotopy hrajú kľúčovú úlohu v rôznych oblastiach.
• Výzvy a budúcnosť: Nedostatok Calcium-48, potreba nových zdrojov energie (toriové reaktory) a výzvy spojené s fázovaním jadrovej energie sú témy, ktoré vyžadujú pozornosť.

Od histórie k súčasnosti: Cesta jadrovou fyzikou

Prednáška začala cestou do minulosti, kde Venhart načrtol prvé kroky v objavovaní jadra atómu. Od Marie a Pierre Curieho objavu rádia a polónia cez Rutherfordove experimenty s alfa častcami až po Chadwickovo zistenie neutrónu – každý krok priniesol nové poznanie o tomto mikroskopickom svete. Zvlášť zaujímavá bola zmienka o Radio Commission v Manchestri, skupine Nobelových laureátov, ktorí sa snažili nájsť praktické využitie rádia a získali až 22 gramov tohto vzácneho prvku, ktorého súčasný poloha je stále záhadou.

Tvar atómových jadier: Prečo nie sú vždy gule?

Venhart sa venoval aj fascinujúcej téme tvaru atómových jadier. Zatiaľ čo v učebniciach často vidíme jadro ako guľu, realita je oveľa zložitejšia. Jadrá môžu nadobúdať rôzne tvary – od "rugbyovej lopty" až po diskovité formy. Tento jav, nazývaný deformácia jadra, je výsledkom interakcií medzi protónmi a neutrónmi v jadre. Výskum tohto fenoménu je kľúčový pre lepšie pochopenie jadrovej stability a štruktúry.

Magic numbers: Tajomstvo stabilných jadier

Kľúčovým konceptom, ktorý Venhart predstavil, sú tzv. "magic numbers" – 28, 50, 82 a 126. Atómové jadrá s týmito počtami protónov alebo neutrónov vykazujú zvýšenú stabilitu. Venhart uviedol olovo-208 ako príklad "dvojitých magických" jadra, ktoré je mimoriadne stabilné. Tento jav súvisí so špecifickou usporiadaním nukleónov (protónov a neutrónov) v jadre, podobne ako plnenie elektronových vrstieb v atóme.

Aplikácie jadrovej fyziky: Od energie po medicínu

Jadrová fyzika nie je len teoretická disciplína; má široké uplatnenie v praxi. Venhart zdôraznil dôležitosť jadrovej energie (Slovensko patrí medzi svetových lídrov na capita), jadrovej medicíny (Technetium-99 je kľúčový pre diagnostiku) a archeologického datovania pomocou izotopu stroncia-87, ktorý sa využíva napríklad v múzeách. Zmienil aj potenciál toriových reaktorov ako alternatívneho zdroja energie s menším rizikom šírenia jadrových zbraní.

Výzvy a budúcnosť: Hľadanie nových riešení

Prednáška sa neobmedzila len na úspechy, ale venovala pozornosť aj výzvam, ktorým čelá jadrový výskum. Nedostatok izotopu Calcium-48, ktorý je dôležitý pre pokročilé experimenty, a jeho vysoká cena predstavujú značnú prekážku. Venhart tiež poukázal na problémy spojené s fázovaním jadrovej energie v Nemecku a následný nedostatok kvalifikovaných pracovníkov.

Zaujímavosti zo zákulisia: Politika a jadrová fyzika

Záver prednášky bol poznamenaný humornou anekdotou o pokuse slovenského politika využiť Venhartov výskum na výrobu zlata vo veľkom rozsahu. Tento príklad ilustruje obmedzenia aplikácie vedeckých poznatkov v praxi a zdôrazňuje potrebu realistického prístupu k vedeckému výskumu.

Odporúčania a zamyslenia

Prednáška Martina Venharta bola nielen informatívna, ale aj inšpiratívna. Ukázala nám fascinujúci svet jadrovej fyziky a zdôraznila dôležitosť vedeckého výskumu pre budúcnosť. Je potrebné podporovať mladých vedcov a investovať do vedeckej infraštruktúry, aby sme mohli pokračovať v objavovaní tajomstiev atómového jadra a využívať jeho potenciál na zlepšenie života ľudí.

Zdroje:

• Slovenská akadémia vied: https://www.sav.sk/

Približne 145 gCO₂ bolo uvoľnených do atmosféry a na chladenie sa spotrebovalo 0.73 l vody za účelom vygenerovania tohoto článku.