Budoucnost patří lithiu

Lithium je důležitou surovinou pro moderní technologie. Používá se do materiálů ke zlepšení jejich vlastností, slouží jako katalyzátor, a navíc se lithiové sloučeniny používají k čištění plynů. Kanystry s hydroxidem lithným, jak známo, zachránily posádku Apolla 13 před udušením kysličníkem uhličitým. Statečný prvek!

LITHIUM - superhvězda mezi prvky
Nastojte: Lithium zaujímá třetí místo v periodické tabulce prvků. Je nejlehčím
kovem vůbec - je dvakrát lehčí než voda. Lehčími prvky jsou už jen vodík a hélium.
V přírodě se vyskytující formy lithia (izotopy) mají v jádře svého atomu 3 protony
a 3 nebo 4 neutrony. Podle celkového počtu částic v jádru se mluví o lithiu 6 nebo 7. Kolem jádra atomu krouží ještě 3 elektrony.
Hle: Lithium bylo zároveň nejtěžším jádrem vytvořeným během vzniku vesmíru při Velkém třesku, všechna ostatní vznikla většinou jako produkty termonukleárních reakcí v hvězdách. To se týká i prvků, z nichž je složen člověk a veškerý život - uhlíku, kyslíku, dusíku atd.
Slyšte: Lithium se angažuje v typech termonukleárních reakcí, které tváří v tvář blížící se energetické krizi kolem r. 2050 (vyčerpání ropy, přírodního uranu a ohrožení Země spalováním uhlí) dávají lidstvu naději na dostatek energie na mnoho tisíciletí. Elektrárny pracující na principu termojaderné syntézy budou ekologicky čistší než dnešní zařízení, a navíc zcela bezrizikové. Je to zkrátka Prométheův oheň, bez
něhož zahyneme buď nedostatkem energie, nebo v rámci ekologické katastrofy, k níž nás dovedou stávající způsoby spalování fosilních paliv.
Nevěřili byste, že: Existují ultralehké lithiové slitiny, schopné splnit co do pevnosti a tepelné odolnosti požadavky, kladené na materiály pro letadla a rakety, takže tyto (i jiné) dopravní prostředky mohou mít menší spotřebu paliva.
Je jasné, že: Lithium je stříbrobílý alkalický kov a hoří červeným plamenem. Toho využila NASA v roce 1991 k monitorování zemské magnetosféry: vypustila satelit, který ve výši stovek kilometrů rozprášil mj. lithiové páry. Ty, zionizovány vlivem ultrafialového záření Slunce a geomagnetických silokřivek, vytvořily plazmatická rudá oblaka.
Poslouchejte: Lithium-6 se dnes již stalo strategickým materiálem; Saddáma
Husajna např. zajímá kvůli své nepostradatelnosti v termojaderné bombě. Kolem roku 2050 bude dokonce důležitější než uran i plutonium (viz dále: Termojaderná fúze).
Pozor: Lithium je důležitou surovinou pro moderní technologie. Používá se do materiálů ke zlepšení jejich vlastností, slouží jako katalyzátor, a navíc se lithiové sloučeniny používají k čištění plynů. Kanystry s hydroxidem lithným, jak známo, zachránily posádku Apolla 13 před udušením kysličníkem uhličitým. Statečný prvek!
Jenže: I v Čechách máme přírodní nerostné zásoby lithia. Abychom však z toho
něco měli, musejí ti, kteří vidí do budoucnosti, vystřídat ty, kteří za strategické podniky považují třeba mlékárny a nechávají se za machinace s nimi i zavřít.

Takže: Lithium je docela zajímavý prvek, a proto je bezkonkurenčním hrdinou tohoto článku.

LITHIUM a mozek při maniodepresivní psychóze
Lithium polykají už 40 let někteří návštěvníci psychiatrických zařízení. Používá se zde jako lék proti extrémním výkyvům nálad, jaké nastávají při maniodepresivních psychózách. Lithium stabilizuje duševní stav i účinek jiných psychofarmak - podává se ve formě uhličitanu lithného (Li2CO3).
Nemocní MD psychózou zažívají stavy hluboké deprese následované obdobími neuvěřitelné aktivity, neklidu nebo vyčerpávající euforie. Bez léčení např. lithiem asi 15% takto nemocných vykoná sebevražedný pokus. Lithium naopak pomáhá bez vedlejších účinků překonávat tyto stavy asi 70% postižených maniodepresivní psychózou.
Možná vzhledem k výše řečenému si slovo lithium získalo v alternativní kultuře slušnou oblibu. Například na Internetu se setkáme s webovými stránkami, které nás zvou do LITHIUM CITY, na oslavu Lithiových vánoc, či do diskuse s lithiovými ravery. Dorazil mne název filmu: Killer Clowns from Outer Space (Lithium). Také diskografie kapely Nirvana se slovem lithium jenom hemží, i když se jedná jen o jednu jejich písničku.
Možná, že kdyby si Kurt Co-
bain kromě svých oblíbených barbiturátů prásknul tenkrát ještě lithium, nemusel by si prostřelit mozek a mohl by být ještě mezi námi. Ale tyto úvahy se již vymykají zaměření tohoto článku. Takže, děti, ne abyste tohle všechno zkoušely samy doma! Lithiem je možné se i předávkovat a pak je z toho např. tzv. lithiový třes!

LITHIOVÉ BATERIE- svoboda pohybu a šetření přírody
V poslední době se i v našich obchodech objevily komerčně použitelné lithiové baterie. Jsou určeny hlavně pro přenosné elektronické přístroje s velkou spotřebou energie, jako jsou kapesní databanky, translátory, počítače, fotoaparáty, kamery, vysílačky, mobilní telefony, hodinky apod. Daleko větší použití mají však lithiové baterie v letectví a vojenství - hlavně pro napájení elektroniky a avioniky.
Důvodem je to, že právě Li-baterie předčí výkonem, spolehlivostí, délkou života a lehkostí všechny ostatní typy baterií. Při stejném objemu obsáhnou 3x více energie než alkalické baterie a samy od sebe se nevybijí ani za 10 let!
Americká armáda dokonce používá průzkumný letoun, poháněný kompletně Li-bateriemi, který váží 4 kg a vejde se do kufříku. Li-baterie napájejí kardiostimulátory v pacien-
tově těle a vysílačky, připevňované na delfíny a ptáky kvůli sledování jejich pohybu.
S trochou fantazie si můžeme představit i vzducholodě z lehkých lithiových slitin poháněné lithiovými bateriemi (které budou napájeny třeba ze slunečních článků) a v nich cestující vlastnící přenosné internetové terminály či jiné globální komunikační prostředky napájené hádejte čím...

LITHIOVÉ SLITINY - krok do vesmíru
Ukazuje se, že přidáním malých množství dalších kovů nebo vodíku do slitin prudce stoupá mechanická, tepelná a korozní odolnost, takže lithiové slitiny mohou při značně menší hmotnosti nahradit při stavbě raket a raketoplánů velkou část jiných materiálů.
Výsledek je nasnadě - menší problémy a finanční náklady při vypouštění družic a kosmických lodí, které plynou z menší váhy rakety. V současnosti probíhají testy americké experimentální jednostupňové rakety Delta Clipper, která startuje i přistává kolmo, doslova stojí na raketovém plameni. Její palivové nádrže na podchlazené pohonné hmoty jsou vyrobeny z lithio-aluminiové slitiny, a to ruským konsorciem Eněrgija, které má na svědomí mj. stejnojmennou superraketu (ta by mohla sloužit i k letu na Mars s lidskou posádkou, ale bohužel to zatím nikdo nechystá).
Snad tedy lithiové baterie, lithiové slitiny a lithium v připravovaných termojaderných elektrárnách vezmou chleba povrchním anticivilizačním organizacím typu Greenpeace tím, že odstraní většinu zdrojů znečištění Země a zelení se budou moci o to více věnovat třeba záchraně velryb...

LITHIOVÉ NANOINŽENÝRSTVÍ - zázraky pod mikroskopem
Některé lithiové sloučeniny a složeniny mají také pozoruhodné vlastnosti elektronické. Kromě zdrojů napětí (baterií), o nichž již byla řeč, se dnes objevují tzv. feroelektrické paměti, které jsou daleko výkonnější a mají větší kapacitu než dnes užívané paměti na bázi oxidu křemíku. Lithiové materiály také mají schopnost měnit světlo a zvuk na elektrický proud a naopak, jsou použitelné i pro výrobu inteligentních řídících součástek.
Lithiové feroelektrické paměti bude možno zkonstruovat tak, že nebudou potřebovat pro uchování svých dat žádné vnější zdroje - budou je totiž mít obsaženy v sobě.
Výroba těchto materiálů se odehrává dnes často v rozměrech molekul či skupin atomů. Jelikož se jedná o velikosti řádově v NANOmetrech (1O9 m), mluví se o NANOtechnologiích.
Některé práce z posledních let se věnují takzvané piezofúzi. Každý z nás zná piezoelektrické zapalovače - stiskneme tlačítko a vyběhne jiskra. Při piezofúzi by stlačením krystalu deuteridu lithného proběhla jaderná fúzní reakce produkující velké množství energie, a to možná dokonce za pokojové teploty! Zařízením, která by prováděla tyto šílenosti, se říká NANOmechanické fúzní stroje.
Další zvláštní aplikací je postavení speciální molekuly z uhlíkových cyklických řetězců pomocí fluoridu lithného. Materiál z těchto řetězců by mohl být supravodivý i za teploty kolem 25Ż C. Supravodivé materiály, pokud by byly zavedeny v masovém měřítku, by vedly k nedozírným úsporám elektrické energie.

LITHIUM pro termojadernou fúzi
Kdyby se lithium nehodilo k ničemu jinému než jako palivo do termojaderných reaktorů, stejně by bylo jedním z nejvýznamnějších materiálů, které lidstvo zná.
Termojaderné reakce jsou kromě anihilace hmoty nejúčinnějším a nejvydatnějším zdrojem energie ve vesmíru. Jedná se o slučování (fúzi, syntézu) jader lehkých prvků na jádra těžší, přičemž při některých reakcích dochází k uvolňování gigantického množství energie.
Od poloviny 50. let zkoumají vědci možnosti uskutečnění uměle řízené termojaderné syntézy jader lehkých prvků. Za technologicky nejschůdnější je považována reakce, při níž se slučuje jádro deuteria s jádrem tritia. Při tom vzniká tak velká energie, že 10 gramů deuteria a 15 gramů tritia vystačí na celoživotní energetickou spotřebu průměrné osoby v průmyslové zemi se vším všudy.
Těchto 10 gramů deuteria se získá z 500 litrů běžné vody a 15 gramů tritia vznikne bombardováním 30 gramů LITHIA- 6 neutrony.
Lithium v projektovaných reaktorech má trojí funkci:
1. Pod dopady neutronů se mění na tritium.
2. Zachytává tepelnou energii neutronů a slouží jako tepelné médium pro odvod tepla z reaktoru.
3. Chrání okolí reaktoru před deštěm neutronů, který by mohl být životu nebezpečný.
Je třeba odlišit termojadernou elektrárnu od funkce atomové bomby. V termojaderném reaktoru je vždy přítomno jen nepatrné množství paliva ve stavu plazmy o vysoké teplotě nad 100 milionů stupňů Celsia. Tato plazma může sice vypadat nebezpečně, ale ve skutečnosti je zcela neškodná - při sebemenším narušení podmínek probíhajícího procesu se plazma ochladí nebo jinak znehodnotí a reakce se v zlomku sekundy zcela zastaví.
Není tedy možné, aby termojaderná elektrárna explodovala, rovněž nezanechává radioaktivní odpad jako klasické štěpné jaderné elektrárny. Neprodukuje ani chemické zplodiny jako tepelné elektrárny. Z těchto a dalších důvodů se termojaderná elektrárna blíží ideálu naprosto bezpečného a ekologicky čistého zdroje energie.
Zatímco přírodní zásoby uranu nám vystačí na nějakých 100-200 let, zásoby lithia v zemské kůře stačí pro výrobu tritia v D-T reakci minimálně na několik tisíc let, deuteria v mořské vodě pak i na miliardu let.
Vlády světa, včetně té naší, by proto neměly litovat peněz na vývoj něčeho, co může být otázkou života a smrti lidstva. Náklady se odhadují na 100 miliard dolarů za 60 let. Tolik stála válka v Perském zálivu, trvající pouze 2 roky...

ZDROJE LITHIA ve světě a u nás
Lithium se na Zemi nachází prakticky ve všech světadílech, a to jak v ložiskách rud, tak v minerálních vodách a jejich koncentrátech, tzv. solankách.
Otevřená ložiska mohou zajišťovat předpokládanou spotřebu tohoto kovu na 200 let, ovšem celkové zdroje v zemské kůře mohou vystačit i při daleko větší spotřebě na víc než tisíc let. Dnes přitom stojí kilogram téměř čistého lithia asi 80 dolarů. V oceánech je lithia ještě 7000 krát víc než v zemské kůře - v jednom kubickém kilometru mořské vody je ho průměrně 140 tun, což je zásoba na miliony let.
Zatímco obsahy lithia ve většině minerálů a hornin na Zemi nepřesahují několik málo procent, na Měsíci posádky letů Apollo 11 a 15 zaznamenaly v čedičích až 18% lithia. Lithium a hlad po energii tedy může být velice silným motivem pro kolonizaci Měsíce.
A co u nás v Čechách? Přes-
tože tu zdroje lithia jsou, dovážíme ho za vyšší než světové ceny. V bývalém Československu se lithium využívalo ve větších množstvích jen při elektrolýze hliníku v Žia-
ru nad Hronom. Kromě lithných rud máme v Čechách ještě lithné podzemní minerální vody, které svou koncentrací tohoto prvku přesahují až patnáctkrát těžené lithiové solanky v kalifornském vyschlém jezeře Searles Lake. Bohaté jsou např. prameny v Luhačovicích. Lithium pijeme i v minerálkách Vincentka a Ida (až 50 mg na litr).
Nejnadějnějším výskytem a zároveň bohužel nejskandálnějším případem nevyužití jsou minerální vody v nyní zrušeném dole na černé uhlí u Slaného. Zde jsou zásoby lithia zhruba za 30 miliard korun. Těžba uhlí se zde přestala vyplácet, úřady však ignorovaly hodnotu dalších surovin v podzemních minerálních vodách - lithia, bromu a kuchyňské soli.
Ironií osudu je přímo ve Slaném továrna na baterie, která by mohla lithium ve velkém zpracovávat a zhodnocovat. Tato bývalá Bateria Slaný byla pohlcena americkým koncernem Ralston-Eveready, pod jehož značkou dál vyrábí baterie - bohužel obyčejné, ačkoliv Ralston je velký světový výrobce lithiových baterií. Manažeři Baterie Slaný, dolu Slaný, městské i ústřední úřady místo progresivního vývoje v této oblasti dali přednost zasypání dolu, čímž této zemi alespoň v tomto průmyslovém odvětví, zabránili učinit krok k budoucnosti. Z

Vybraná literatura:
Sedláček, Tůma: Atom skrývá naději. Naše vojsko 1987.
Žáček, Stöckel: Současný stav a perspektivy řízeného termojaderného slučování v tokamacích. Pokroky matematiky, fyziky a astronomie, 1993, č. 4.
Tůma: Další krok k termojadernému reaktoru. VTM, 1994, č. 8.
J. Petránek: Lithné suroviny a jejich budoucnost. Ústřední ústav geologický, 1978.
B. Vachtl: Ložisko Li, NaCl a Br v dobývacím prostoru Slaný. Studie, 1991.
Mittelbach: Potečou, nepotečou (Li baterie). VTM, 1992, č. 11.
Haferkamf, Bohling, Juchmann: Výzkum materiálu budoucnosti - superlehké slitiny hořčík-lithium vyvinuty. Pokroky matematiky, fyziky a astronomie, 1995, č. 2.

E-mail a Internet:
kelvin@fourmilab.ch (Nanomechanical Fusion Machines)
http://www.pal.xgw.fi/hew/fusion
http://www.jet. uk/
http://fuseweb.pppl.gov/
Případně zkuste Alta Vista, Opentext, Savvy Search, Yahoo s klíčovými slovy lithium, fusion, energy, batteries