reaktor | Svět2000

Černobylské černé žáby odhalují evoluci v akci

10. 10. 2022 Iveta Mauci 3 min read 576 Zobrazení černé žáby, Černobyl, evoluce, havárie, Hyla orientalis, reaktor, rosnička východní, SSSR, Ukrajina

TOP 10 Zajímavosti

*Samec žáby východní sv. Antonína ( Hyla orientalis ) na místě mimo černobylskou uzavřenou zónu (Ukrajina), 2019, Germán Orizaola*

Havárie čtvrtého reaktoru jaderné elektrárny Černobyl v roce 1986 způsobila největší únik radioaktivního materiálu do životního prostředí v historii lidstva. Dopad akutní expozice vysokých dávek záření byl závažný pro životní prostředí a lidskou populaci. Více než tři desetiletí po havárii se ale Černobyl stal jednou z největších přírodních rezervací v Evropě. Dnes tam nachází útočiště pestrá škála ohrožených druhů zvířat a živočichů, včetně medvědů, vlků a rysů, napsal Conversation.

Záření může poškodit genetický materiál živých organismů a vytvářet nežádoucí mutace. Jedno z nejzajímavějších výzkumných témat v Černobylu se však snaží odhalit, zda se některé druhy skutečně přizpůsobují životu s radiací. Stejně, jako u jiných znečišťujících látek, může být záření velmi silným selektivním faktorem, který zvýhodňuje organismy s mechanismy, které zvyšují jejich přežití v oblastech kontaminovaných radioaktivními látkami.

Ochrana melaninu před zářením

Naše práce v Černobylu začala v roce 2016. Ten rok jsme poblíž poškozeného jaderného reaktoru objevili několik rosniček východních (Hyla orientalis) s neobvyklým černým odstínem. Tento druh má normálně jasně zelené hřbetní zbarvení, i když občas lze nalézt tmavší jedince.

*Pohled na reaktor 4 jaderné elektrárny Černobyl z jezera Azbuchyn (Ukrajina), 2019, Germán Orizaola.*

Melanin je zodpovědný za tmavou barvu mnoha organismů. Méně známé je, že tato třída pigmentů může také snížit negativní účinky ultrafialového záření. A jeho ochranná role se může rozšířit i na ionizující záření, jak bylo prokázáno u hub. Melanin absorbuje a rozptyluje část energie záření. Kromě toho dokáže vychytávat a neutralizovat ionizované molekuly uvnitř buňky, jako jsou reaktivní formy kyslíku. Tyto akce snižují pravděpodobnost, že jedinci vystavení radiaci utrpí poškození buněk a zvýší své šance na přežití.

Barva černobylských rosniček

Po detekci prvních černých žab v roce 2016 jsme se rozhodli studovat roli melaninového zbarvení v černobylské divočině. V letech 2017 až 2019 jsme podrobně zkoumali zbarvení rosniček východních v různých oblastech severní Ukrajiny.

Během těchto tří let jsme analyzovali dorzální zbarvení kůže více než 200 samců žab odchycených ve 12 různých chovných rybnících. Tyto lokality byly rozmístěny podél širokého gradientu radioaktivní kontaminace. Zahrnovaly některé z nejradioaktivnějších oblastí na planetě, ale také čtyři místa mimo černobylskou uzavřenou zónu a s úrovněmi radiace na pozadí používanými jako kontroly.

Naše práce odhaluje, že černobylské rosničky mají mnohem tmavší zbarvení než žáby chycené v kontrolních oblastech mimo zónu. Jak jsme zjistili v roce 2016, některé jsou černé jako tma. Toto zbarvení nesouvisí s úrovněmi záření, které žáby dnes zažívají a které můžeme měřit u všech jedinců. Tmavé zbarvení je typické pro žáby z nejvíce kontaminovaných oblastí v době nehody nebo v jejich blízkosti.

Evoluční reakce v Černobylu

Výsledky naší studie naznačují, že černobylské žáby mohly v reakci na radiaci projít procesem rychlé evoluce. V tomto scénáři by ty žáby s tmavším zbarvením v době nehody, které normálně představují menšinu v jejich populacích, byly zvýhodněny ochranným působením melaninu.

Tmavé žáby by záření přežily lépe a úspěšněji by se rozmnožily. Od nehody uplynulo více než deset generací žab a klasický, i když velmi rychlý proces přirozeného výběru může vysvětlit, proč jsou tyto tmavé žáby nyní dominantním typem pro tento druh v uzavřené zóně Černobylu.

Studium černobylských černých žab představuje první krok k lepšímu pochopení ochranné role melaninu v prostředích zasažených radioaktivní kontaminací. Kromě toho otevírá dveře slibným aplikacím v tak rozmanitých oblastech, jako je nakládání s jaderným odpadem a průzkum vesmíru.

Doufáme, že současná válka na Ukrajině brzy skončí a mezinárodní vědecká komunita se bude moci vrátit a společně s našimi ukrajinskými kolegy studovat fascinující evoluční a přetvářející procesy černobylských ekosystémů.

Zdroj: Conversation

Foto: Ilustrační_NASA Hubble Space Telescope/Unsplash
Hvězdy před smrtí dramaticky zpomalí svou rychlost rotace a točí se nahoru, nebo dolů
Foto: © Jose Guzman / Jonas group v ISTA/Tiskový zdroj EurekAlert
Je paměť při narození jako čistý list papíru? Ne, vše je úplně jinak
Foto: Ricardo Ramalho/Tiskový zdroj EurekAlert
Tento portugalský ostrov jen těsně unikl nenápadné zkáze
Foto: Ilustrační/Pixabay
Australský centrální mozek lidstva spotřebuje více elektřiny než 140 000 domácností
Foto: Mark Cuthell/Tiskový zdroj EurekAlert
Časové kapsle odhalily skutečný věk a původ Dvanácti apoštolů
Foto: Tiskové zprávy UM/Hans Anderson
Mezihvězdná kometa 3I/ATLAS není od nás

Iveta Mauci

localhost/wp

Nová konstrukce reaktoru pro jadernou fúzi může být průlomem pro výrobu energie, jakou používá slunce

4. 7. 2022 Adam Walko 3 min read 366 Zobrazení fúze, jaderná energie, reaktor

Technologie TOP 10

Příslib jaderné fúze je vzrušující: Využitím stejného atomového procesu, který pohání naše Slunce, možná jednou budeme schopni generovat prakticky neomezené množství čisté energie, uvádí server freethink.com.

Ale zatímco fúzní reaktory existují od 50. let 20. století, vědci nebyli schopni vytvořit návrhy, které by dokázaly vyrábět energii udržitelným způsobem. V cestě jaderné fúzi stojí politika, nedostatek financí, obavy o zdroj energie a potenciálně nepřekonatelné technologické problémy, abychom jmenovali alespoň některé překážky. Dnes jsou reaktory pro jadernou fúzi, které máme, uvízlé ve fázi prototypu.

Fúzní reaktory generují elektřinu rozbitím nebo fúzí dvou atomových jader za vzniku jednoho nebo více těžších jader. Tento proces může uvolnit obrovské množství energie. Ale dosáhnout fúze je obtížné. Vyžaduje to zahřátí vodíkového plazmatu na více než 100 000 000 °C , dokud se vodíková jádra nespojí a nevytvoří energii. Není překvapením, že s touto super-žhavou plazmou se těžko pracuje a může poškodit a rozleptat drahý hardware reaktoru.

Stellarátory jsou zařízení, která používají externí magnety k ovládání a rovnoměrné distribuci horké plazmy „kroucením“ jejího toku specifickým způsobem. Za tímto účelem jsou stelarátory vybaveny komplexní řadou elektromagnetických cívek, které v zařízení vytvářejí optimální magnetické pole.

„Zkroucené cívky jsou nejdražší a nejkomplikovanější částí stelarátoru a musí být vyrobeny s velmi vysokou přesností ve velmi komplikované formě,“ řekl fyzik Per Helander, vedoucí oddělení teorie stelarátorů v Max Planck a hlavní autor nového článku, řekl Princeton Plasma Physics Laboratory News.

Nový design nabízí jednodušší přístup tím, že místo toho používá permanentní magnety, jejichž magnetické pole je generováno vnitřní strukturou samotného materiálu. Jak je popsáno v článku publikovaném Nature , Zarnstorff si uvědomil, že neodymovo-borové permanentní magnety, které se chovají jako magnety ledničky, jen silnější, se staly dostatečně silnými, aby potenciálně pomáhaly ovládat plazmu ve stelarátorech.

„Koncepční návrh jeho týmu kombinuje jednodušší prstencové supravodivé cívky s magnety ve tvaru palačinky připevněnými vně vakuové nádoby plazmatu,“ píše se v článku publikovaném v Nature . „Stejně jako magnety na ledničku – které se drží pouze na jedné straně – by vytvořily své magnetické pole hlavně uvnitř nádoby.“

Teoreticky by použití permanentních magnetů na stelarátorech bylo jednodušší a dostupnější a uvolnilo by to cenný prostor na zařízeních. Ale výzkumníci zaznamenali několik nedostatků, jako je „omezení intenzity pole, neladitelnost a možnost demagnetizace“.

V každém případě komerční jaderná fúzní energie nebude v dohledné době dostupná, pokud vůbec. Ale kromě nové myšlenky designu stelarátoru došlo v posledních letech k několika zajímavým změnám. Jedním z nejpozoruhodnějších příkladů je Mezinárodní termonukleární experimentální reaktor (ITER).

ITER loni oznámil, že doufá, že do roku 2025 dokončí stavbu největšího tokamakového jaderného fúzního reaktoru na světě. Cílem projektu je dokázat, že komerční jaderná fúze je možná tím, že prokáže, že reaktor dokáže vyrobit více energie, než spotřebuje. Ale i když bude experiment ITER úspěšný, bude pravděpodobně trvat nejméně do roku 2050, než bude elektrárna na jadernou fúzi uvedena do provozu.

Dosažení udržitelné energie z jaderné fúze na Zemi zůstává „velkou vědeckou výzvou “ s nejistou budoucností. A co víc, někteří vědci se ptají, zda je zdroj energie skutečně tak čistý, dostupný a bezpečný, jak mnozí tvrdí, že by byl. Ale nové poznatky o konstrukci jaderných fúzních reaktorů, jako je ten popsaný v novém dokumentu, by mohly pomoci urychlit proces vývoje toho, co by se jednoho dne mohlo stát primárním zdrojem energie pro postuhlíkovou společnost.

Zdroj: freethink.com

Adam Walko