Sodík a draslík

Lidé zpočátku měli za to, když jsme jim to
ukazovali, že je to rtuť. Protože to vypadá stejně. Tahle sodíkodraslíková fontána tekutých kovů
je zařízení, pomocí kterého bezpečně můžeme těmihle tekutinami manipulovat
bez toho, aniž by byly vystaveny atmosféře nebo pokožce nebo něčemu podobnému. NaK je slitina sodíku, Na, a draslíku, K. Je tak zvláštní, protože když
tyhle dva kovy smícháte, dostanete kov, který je tekutý
při pokojové teplotě.

Vypadá to jako rtuť, ale je to velmi lehké.
Vlastně by to mělo plout na vodě. Vypadá to trochu jako rtuť. Ale na rozdíl
od rtuti, samozřejmě, je to vysoce reaktivní a je hodně videí, které ukazují reakce
sodíkodraslíku. Tyhle věci zrovna nechcete mít jen tak v
atmosféře nebo okolo vody. Začnete to vhazovat, ale je to tak reaktivní,
že to zreaguje s vodou ve vzduchu a zapálí se ještě předtím, než se to dotkne
vody. Je to tekutina a tím pádem je povrch čistý,
takže kyslík a voda ve vzduchu se k povrchu dostanou mnohem lépe než
v případě pevné látky.

Před více než 35 lety zde probíhal
rozsáhlý výzkum NaK. Používal se jako chladící médium. Je to
tekutina, takže může velice snadno proudit. Je to kov, takže má vynikající tepelnou
vodivost. Tenhle tekutý kov sloužil jako chladící médium. Zejména se používal
v jaderném průmyslu. NaK se používal pro chlazení jaderných
reaktorů. Konkrétněji pro typy reaktorů zvané rychle množivé reaktory.
NaK byl zvolený jako chladící médium, protože jako kov vede velice dobře teplo.

Z jaderného reaktoru odvedete teplo,
přenesete ho tekutým kovem a dopravíte k vodě. Bez toho, aby se
mezi sebou dotýkaly, samozřejmě. A ta voda se přemění
na vodní páru, která odchází a pohání turbíny vytvářející elektřinu. Sodík a draslík mohou vstoupit do
intenzivního radiačního pole, aniž by se staly radioaktivními.
Problém je, že by to mohlo být korozivní. Mí kolegové provedli celou řadu studií o
korozi, což zahrnovalo pumpování NaK po dobu dnů, ne-li týdnů po
testovaných kovech, aby zjistili, jestli se některý z nich rozpustí.


To je kov rozpuštěný v NaK. A to by znamenalo, že když použijete
tyhle kovy v jaderných reaktorech, mohli byste je rozpustit
chladícím médiem. A to by samozřejmě nebyla
výhodná situace. - Z tohohle si trubky nevyrábějte.
- Ano. Problém, který měli, bylo, že museli
hnát dokola tuhle tekutinu, která je obrovsky korozivní,
nebo potencionálně korozivní a reaktivní.

Aby to učinili, když
teplota byla dosti vysoká, protože simulovali reaktory, které dosahovaly teplot 200,300
stupňů Celsia, ne li více. A vymysleli vynikající pumpu
a jednu takovou postavili ze skla. Tak mohla být předváděna jako
demonstrace pro návštěvníky. Naneštěstí před zhruba deseti lety,
než jsme začali Periodic Videos, bylo rozhodnuto, že tyhle demonstrace
jsou tak nebezpečné, že jsme se toho museli zbavit. Ale před tím, než to zničili, o tom
můj kolega Steve natočil video.

Vysvětlím vám, jak to funguje. Je to založeno na stejném principu,
který se používá pro elektrické motory. Máte kus kovu vedoucí proud, který je
v magnetickém poli, a je tam pohyb. Co máme tady, to je hrubá analogie.
Máme silný magnet. Severní a jižní magnetické póly. A mezi máme nádobu s NaK.
Pak jsou tu dvě elektrody jdoucí dovnitř. Dva dráty, které vedou proud. Existuje historický trik ve fyzice
na zapamatování zvaný Flemingovo pravidlo levé ruky.

Je to založeno na palci a těchto
dvou prstech. Když je budete držet správně, všechny
v pravých úhlech. Znamená to, že když budete mít magnetické pole
určené prstem jdoucím tímhle směrem, ze severu na jih,
proud jdoucí skrze tamtím směrem, dostanete pohyb jdoucí nahoru, po směru
mého palce. Co vidíte zde, je Steve přidávající
proud. Jak přidává proud, stane se to, že tekutina přenášející proud mezi dvěma
dráty je poháněna vzhůru.

A protože je to velmi lehké, není to hustý
materiál, střílí to nahoru. Vznikne nám z toho malá fontána. Systém trubek je udělaný tak,
že tekutina proudí dokola a dokola. Můžete vidět ve videu, na druhém prstu
máme proud jdoucí elektrodami, první prst je pole jako velký magnet. Když tyhle dva spojíte dohromady,
zapnete proud, to mě můžete vidět dělat ve videu,
dostanete pohyb a pohyb je ta fontána, která je vynášena skrze
otvor nahoře.

Fontána jde nahoru, tekutina jde dolů
na dno a pak zase nahoru. Výsledkem je pokračující pohyb
tekutých kovů jdoucích dokola a dokola. Protože je ten materiál tak nebezpečný, celé zařízení je uzavřeno ve skleněné
báni, která obsahuje argon. Takže kdyby to někde unikalo, v dobrém případě to alespoň
celé nevzplane. NaK proudil dokola a dokola a dokola,
omývající povrch znovu a znovu a znovu, takže jste mohli měřit korozi
docela přesně.

A někdy měřili korozi elektricky
měřením odporu toho kusu kovu, který studovali. Protože je NaK tak dobrý vodič,
mohli udělat celý aparát z kovu a pořád by to fungovalo. Ten, co máme
na videu je skleněný, takže můžete docela dobře vidět, co se děje. Prvních 20 let co jsem byl v Nottinghamu, jsme to ukazovali navštěvujícím
studentům. Stálo to v rohu laboratoře a jak jsme je brali dokola, řekli jsme jim:
,,hele, zapni tohle,'' a oni na to: ,,oou,'' a snad přijdou do Nottinghamu.

Ale většina z nich si neuvědomovala, co za skvělý historický kousek
vybavení to je. Mně to přijde, že to možná byl čin
vandalismu zničit tohle vybavení. Měli jsme ho radši udělat bezpečnější
a nechat si ho, protože to je vážně historický experiment. Pokud si pamatuji, víte, používal jsem
ho, když se mělo za to, že to není nebezpečné dělat, což bylo,
tak nám to sebrali.

To je jasné, že to můžete naplnit
rtutí. Problém ale je, že rtuť je velmi hustá. Cítila by stejnou
sílu od napětí a od magnetického pole, ale prostě by to nestačilo k jejímu
vytlačení nahoru, protože je tolik hustá. Co samozřejmě můžete udělat, je
pustit do toho mnohem větší proud, pak by rtuť tekla dokola, ale
pravděpodobně by se něco zlého stalo, přehřálo by se to, přeskočila by
jiskra nebo něco. Je to zkonstruováno výhradně pro NaK. Nebo byste to mohli používat při
vysokých teplotách pro tekutý sodík nebo tekutý draslík.

Jako všichni, kteří pracují s nebezpečnými
chemikáliemi, jestli víte, jak s nimi zacházet,
mohou být docela bezpečné. Popravdě na druhé straně
téhle budovy býval aparát, který měl 2 galony, to je přibližně
8 nebo 9 litrů, tekutého sodíku. V teplotě překračují jeho bod tání,
což je 96 stupňů. A mohli jste tam přijít jako na čaj
a prostě si natočit termosku plnou tekutého sodíku a vzít si ji
zpátky do své laboratoře.

To tam bylo možná tak 10 let,
než se toho zbavili. Takže... Nikdy jsem neslyšel, že by se
kvůli tomu někomu něco stalo.