O torze i kserze

Od jednego z naszych czytelników padło pytanie o tor i reaktor używający go jako paliwa. Sam temat nie jest niczym nowym, gdyż projekt takiego reaktora oraz sprawny prototyp to lata 60. ubiegłego wieku. Powstał on w Oak Ridge National Laboratory. Budynek ten znajduje się w stanie Tennessee w USA, a jego początki sięgają roku 1943 i Projektu Manhattan.

“Reaktor używający toru jako paliwa” to określenie nie do końca poprawne. O ile reaktor PWR w filozofii działania nie odbiega znacząco od czajnika czy szybkowaru, o tyle sposób działania reaktora tego typu oddaje świetnie kserokopiarka. Tak jak “wsadem” do PWR jest uran, tak tu zaczynamy od toru.

Tor to pierwiastek z grupy aktynowców o liczbie atomowej 90. Jego najbardziej stabilny izotop to 232Th o czasie połowicznego rozpadu mniej więcej 14 mld lat, co sprawia że do chwili obecnej zaledwie 20% toru który znalazł się na naszej planecie w czasie jej formowania zdążyło się rozpaść. Tak długi czas rozpadu sprawia, że jego zawartość w skorupie ziemskiej jest względnie duża – ok. sześciokrotnie większa od uranu. Dodatkowo jest bardzo rozpowszechniony w różnych minerałach, np. w monacycie.

fot. CC BY-SA 3.0

Minerał ten oprócz toru zawiera inne pierwiastki, takie jak cer, lantan, neodym, itr i prazeodym. Pierwiastki te to oczywiście cenne lantanowce, a sam tor, z uwagi na jego niewielkie wykorzystanie, stanowi obecnie w większości po prostu kłopotliwy odpad. Jego zastosowanie to głównie dodatki do stopów podnoszące odporność na temperaturę lub jako tlenek toru w soczewkach. Próba wykorzystania toru jako paliwa w reaktorze PWR zakończyłaby się jednak porażką, ale nie ma w tym nic dziwnego. Jak pamiętamy, aby dany izotop nadawał się na paliwo, musi by rozszczepialny. Czyli rozpadać się po trafieniu neutronem o odpowiedniej energii. Warunki te spełniają dwa izotopy uranu tj. 235U i 233U oraz dwa izotopy plutonu 239Pu i 241Pu. Oczywiście inne izotopy można też rozbijać, ale zazwyczaj wśród produktów rozpadu nie będzie wystarczającej liczby neutronów, aby podtrzymać reakcję. Stąd może powstać pytanie – to jakim cudem zbudowano reaktor torowy, skoro tor paliwem nie jest?

Odpowiedzią jest proces, który sprawił, że w naszym Wszechświecie istnieją jądra pierwiastków cięższych niż żelazo. Jak pewnie pamiętacie, mówi się, że te jądra powstały we wnętrzach umierających gwiazd dzięki procesowi znanemu jako wychwyt neutronu. Jądro takie przyłącza neutron, formując nowe, cięższe i niestabilne od nadmiaru energii. Jej nadmiar może zostać wypromieniowany poprzez proces rozpadu beta minus, w którym neutron zmienia się w proton, a dodatkowymi produktami tego rozpadu są elektron i odpowiednie neutrino. W tym procesie, który nie jest fuzją, w efekcie powstaje cięższe jądro. Jak się okazuje, dokładnie ten sam proces, tyle że na znacznie mniejszą skalę, zachodzi w będących dziełem naszych rąk reaktorach atomowych. I nie ma w tym nic dziwnego – przecież zachodzące w nich procesy wymuszamy właśnie za pomocą neutronów.

Proces ten zachodzi już teraz we wszystkich działających reaktorach, których paliwo stanowi uran – większość to nierozszczepialny 238U, a jedynie od kilku do kilkunastu procent podlegający temu procesowi 235U. Neutrony pochodzące z rozszczepień 235U natrafiają również na jądra 238U, przez które mogą zostać pochłonięte, co powoduje, iż w reaktorze zaczyna się gromadzić powstający w wyniku tych reakcji pluton (239Pu), będący izotopem rozszczepialnym. Proces ten nie jest wydajny z uwagi na to, że reaktory PWR wykorzystują neutrony spowolnione, które mają niewielkie szanse na bycie pochłoniętymi w ten sposób. Trzeba również pamiętać o obecności innych substancji, które mogą pochłonąć neutrony, np. samo paliwo, moderator, chłodziwo i inne produkty rozszczepienia uranu, np. ksenon, który tak namieszał w czarnobylskim reaktorze. Stąd reaktory tych typów nie są w stanie powielać paliwa wydajnie, co powoduje okresową konieczność usunięcia paliwa “wypalonego” i uzupełnienia go “świeżym”. Istnieją oczywiście już teraz reaktory specjalnego typu, tzw. “prędkie”, powielające pluton z uranu, ale ich wykorzystanie ogranicza się raczej do celów militarnych z uwagi na to, że są kłopotliwe w obsłudze i nie dają tych samych gwarancji bezpieczeństwa, co reaktory PWR, a nie można wykluczyć również ryzyka kradzieży samego plutonu, który może posłużyć do budowy bomb.

Zupełnie inaczej przedstawia się sprawa, gdy sięgniemy po tor: 232Th w wyniku wychwytu neutronu staje się rozszczepialnym 233U, a co ważne, proces tego wychwytu w przeciwieństwie do procesu prowadzącego do powstania plutonu z uranu zachodzi bardzo efektywnie również dla neutronów spowolnionych. Sam reaktor wykorzystujący tor jako materiał paliworodny jest konstrukcją zupełnie odmienną od obecnych, odmienną na tyle, że “chiński syndrom” opisywany w tekście Chiński syndrom człowieka z toporkiem będzie dla reaktora tego typu sytuacją jak najbardziej normalną i pożądaną. Mowa tu oczywiście o stopieniu rdzenia. Reaktor torowy będzie specyficznym typem reaktorów znanych jako reaktory ciekłosolne (MSR, Molten Salt Reactor). Tym, co odróżnia je od np. reaktorów PWR, jest to, że paliwo oraz materiał paliworodny pozostają w stanie ciekłym i są bezpośrednio zmieszane z chłodziwem, czyli stopionymi solami np. fluorkami. Ciepło do wytwarzania pary napędzającej turbinę pozyskujemy z reakcji rozpadu uranu, a sam uran powstaje z toru, który wychwytuje neutrony powstające w wyniku rozpadu uranu. Tak skonstruowany proces sprawia, że jedyne, co musi być uzupełniane w takim reaktorze, to tor, z którego powielamy uran – dokładnie tak samo, jak musimy dokładać papieru do kserokopiarki. Tak, jak w kserokopiarce musimy najpierw włożyć egzemplarz kopiowany, podobnie jest również i w tym typie reaktora. Materiał rozszczepialny jest potrzebny do rozruchu reaktora, jednakże nie musi być to koniecznie uran; można zastosować też pluton z demontowanych głowic jądrowych, ale też izotopy pierwiastków takich jak ameryk, kiur czy neptun, będące obecnie częścią długożyciowych odpadów z “klasycznych” elektrowni.

fot. domena publiczna.

Reaktory tego typu będą – jak wskazują projekty oraz dotychczas działające prototypy – konstrukcjami, które same z siebie będą zapewniać bezpieczeństwo. Ponieważ będą pracować pod normalnym ciśnieniem, to nie istnieje konieczność stosowania szczególnych zabezpieczeń przed rozerwaniem rurociągów jak w PWR, gdzie ciśnienie robocze jest od 75 do prawie 200 razy wyższe niż ciśnienie atmosferyczne. Kolejną zaletą jest brak wody w takim układzie: ciepło jest transportowane za pomocą roztopionych soli. Brak wody oznacza brak kłopotu z jej termicznym rozkładem, o który nietrudno przy temperaturach panujących we wnętrzu reaktora, a zwłaszcza jego rdzenia. Nie trzeba obawiać się zmian ciśnień wewnątrz obudowy reaktora i możliwej eksplozji z tym związanej.

Paliwo i chłodziwo tworzące razem jednorodną ciecz pozytywnie wpływają na bezpieczeństwo takiej konstrukcji również z uwagi na same właściwości cieczy. W przypadku takiego reaktora nagły, niekontrolowany wzrost mocy, a więc i wytwarzanego ciepła, nie będzie wielkim ryzykiem. Ciecz, rozgrzewając się, zwiększy swoją objętość, a więc część jej zostanie wypchnięta poza aktywny obszar reakcji, co spowoduje, że mniej jąder rozpadnie się, a więc powstanie mniej neutronów mogących rozbijać kolejne, co zmniejszy moc, a więc temperaturę reaktora. Warto również dodać że w reaktorach powielających uran z toru sytuacja “nagłego, niekontrolowanego wzrostu mocy” jest mało prawdopodobna z uwagi na sposób powielania. Tor wychwytujący neutron nie staje się uranem a jedynie cięższym izotopem toru który w wyniku rozpadu beta zamienia jeden z neutronów w jądrze w proton w wyniku czego staje się proaktynem. Proaktyn ma liczbę atomową 91 co oznacza że od rozszczepialnego uranu dzieli go zaledwie jeden proton w jądrze który uzyskuje poprzez kolejny rozpad beta. Cały proces przemiany toru w uran zabiera kilkadziesiąt dni co oznacza spokojne tempo powielania paliwa a więc i reakcji rozszczepienia w powoli powielanym paliwie. Zatrzymanie reakcji rozszczepienia i powielania w takim reaktorze jest również banalnie proste: wystarczy wstrzyknąć do cieczy substancje wyłapujące neutrony, np. kwas borowy, jak robi się to obecnie. Brak energii elektrycznej, który uniemożliwi sterowanie reaktorem, również wprowadzi reaktor w stan bezpieczniejszy, a projekt tego zabezpieczenia niewiele różni się od korka w zlewie. Komora reaktora będzie na swoim dnie zawierać otwór zakorkowany zestaloną, aktywnie chłodzoną solą, która w reszcie reaktora pozostaje płynna. Brak prądu i aktywnego chłodzenia spowoduje stopienie się takiego “korka” i spłynięcie zawartości reaktora do wcześniej przygotowanych basenów, których objętość uniemożliwi dalsze podtrzymywanie reakcji i pozwoli na spokojne wychłodzenie tej cieczy.

fot. CC BY-SA 3.0

Specyfika konstrukcji tego typu reaktora sprawia, że znacząco zmniejsza się ryzyko kradzieży materiałów rozszczepialnych, które pozostają w stanie płynnym, oraz sprawia, że problem odpadów zostaje rozwiązany w 99,8%. Dokładnie w tylu, gdyż tyle toru lub jego produktów może zostać ponownie wykorzystanych jako paliwo lub jest cennymi radionuklidami bądź gazami szlachetnymi stosowanymi w wielu gałęziach przemysłu. Na dodatek można je pozyskiwać w trakcie pracy reaktora, co może pozytywnie wpływać na wydajność ich produkcji.

Skoro więc reaktory tego typu mają tyle zalet, to czemu nie są powszechnie stosowane? Jest tu trochę zaszłości historycznych: reaktory tego typu praktycznie nie produkują plutonu mogącego znaleźć zastosowanie w broni atomowej, a przypominam, że pierwsze reaktory powstawały właśnie w celu jego produkcji, a nie dla produkcji energii elektrycznej, więc projekty rektorów torowych przegrywały z reaktorami mogącymi dostarczyć dość plutonu, aby utrzymać nuklearne odstraszanie w czasach zimnej wojny. Jest to historyczna technologia, która musi być obecnie na nowo przetestowana i udoskonalona. Warto zaznaczyć, że ciecz składająca się z stopionych soli i uranu oraz toru będzie nie tylko radioaktywna, ale i potężnie żrąca, co powoduje konieczność użycia odpowiednich stopów stali wszędzie tam, gdzie będzie następował z nią kontakt. Istnieje również konieczność opracowania technologii, która umożliwi usuwanie na bieżąco z komory reaktora gazów szlachetnych, takich jak 135Xe. Istnieją też inne problemy związane z grafitem będącym moderatorem oraz nieprzewidzianymi reakcjami, w jakie wchodzą fluorki nawet w “zimnej” cieczy. Większość z tych problemów mieli rozwiązać Chińczycy w swoim projekcie takiego reaktora. Pozostaje więc właściwie poczekać na prezentacje i wdrożenie tej technologii. Bez wątpienia ważne będzie opracowanie nowego modelu biznesowego dla energetyki jądrowej. Obecnie producenci paliwa, zakłady jego przerobu, składowiska etc. maja zapewnioną pracę i dochody na lata. W przypadku reaktorów torowych paliwem jest pierwiastek niewymagający wzbogacania, a sam reaktor może “dopalić” produkowane odpady, z których większość i tak ma wartość handlową, co sprawia że ich pojawienie się po prostu wywróci obecną sytuację do górny nogami.

W mojej ocenie pojawienie się takich reaktorów – budowanych w rozmiarach w zależności od potrzeb, na paliwo, które powstaje z pierwiastka, którego mamy obfite zapasy, samoistnie bezpiecznych i samoczynnie recyklujących swoje odpady – byłoby przełomem. Chińskie projekty będę śledził z niecierpliwością, a jeśli są jakieś pytania, to zapraszam do ich zadawania w komentarzach.

(c) by Lucas Bergowsky
Jeśli chcesz wykorzystać ten tekst lub jego fragmenty, skontaktuj się z autorem

Czarnobyl – 3. We wnętrzu reaktora

O tej katastrofie powiedziano już właściwie wszystko. I to “wszystko” powoduje dziwne wrażenie, że owa katastrofa, oprócz wydatnego udziału sowieckiej myśli technicznej i tamtejszej doktryny znanej u nas z cytatu: “Jak zatrudnialiśmy ekspertów, to nie chcieli realizować naszego programu”, ma wśród swoich przyczyn również procesy dziejące się we wnętrzu reaktora.

I jest to prawda, choć winić należy nie same procesy, a brak kontroli nad nimi. W opisach katastrofy często padają terminy takie jak “rozpad”, “neutrony termiczne”, “moderator”, “pręty kontrolne”, “zatrucie ksenonowe”, “AZ-5”, przy czym autorzy często nie wyjaśniają ich znaczenia lub wyjaśniają je pobieżnie. To ja postaram się być ciut dokładniejszy i połączyć to wszystko w jedną kupę tak, aby pokazać, że winne są nie procesy rozpadu radioaktywnego, a stara prawda, która mówi, że katastrofy nie są dziełem przypadku, lecz wynikiem łańcucha zdarzeń i błędnych decyzji. W tym wypadku właściwie skopano wszystko koncertowo. Zajrzyjmy więc do wnętrza reaktora.

Macie może w domu czajnik? Może być tradycyjny lub elektryczny: jeśli zagotujecie w nim wodę, to jak powszechnie wiadomo, zacznie ona parować i wydostawać się przez otwór zwany niekiedy “dzióbkiem”. Im wyższa temperatura, a otwór mniejszy, tym większe będzie jej ciśnienie – wstawcie w strumień takiej pary papierowy wiatraczek. Dokładnie na tej zasadzie pozyskujemy prąd w elektrowniach jądrowych. Podgrzewamy wodę, która jako para pod ciśnieniem obraca turbiny, następnie ulega skropleniu i tak dalej. No i mamy trochę bardziej wydajne źródło ciepła niż domowy palnik: reaktor jądrowy, w którym zachodzi, a przynajmniej powinna zachodzić, kontrolowana reakcja jądrową polegająca na wymuszonym rozpadzie jąder uranu. Jak pewnie pamiętacie z tekstów O ściskaniu jąder i Atomowa siatkówka ze średnią piłką, jądra składające się z protonów i neutronów trzymają się razem wbrew oddziaływaniu elektromagnetycznemu, które na krótkich dystansach musi ustąpić oddziaływaniu silnemu. No i z uwagi na krótkie dystanse im jądro większe, tym łatwiej je rozbić. Jak się rozbija jądra? Ano, należy do układu dostarczyć energię. Układem jest jądro składające się z protonów i neutronów; a jak dostarczyć tam energię? Najprościej czymś w nie uderzyć – czymś o odpowiednich rozmiarach i energii. Moje ulubione elektrony odpadają w przedbiegach z uwagi na rozmiary. To może protony? Tak, ale po co się męczyć skoro pod ręką mamy wygodniejszy pocisk – neutron nie dość, że jest minimalnie cięższy, to jeszcze jest neutralny elektrycznie. Czyli mamy paliwo uranowe, a więc mnóstwo jąder do rozbijania, i neutrony, które muszą mieć odpowiednią energię, aby nie “przelatywały ze świstem” przez jądra, a zdążyły je rozbić. Jak się okazuje, najwydajniejsze w reaktorach typu czarnobylskiego są tzw. “neutrony termiczne”, czyli takie, których energia wynosi mniej więcej 25 meV co z uwagi na E=mc2 oznacza prędkość ok 2,2 km/s i temperaturę około 20 stopni Celsjusza, czyli temperaturę pokojową.

Jakie znaczenie mają takie parametry dla wydajności rozbijania jąder przez te neutrony? Pamiętacie takie ostrzeżenia, aby przez niektóre mosty nie chodzić równym krokiem, bo wpadną w rezonans – czyli że pewna energia kroków może wprawić most w takie drgania, że runie. W przypadku jąder atomowych również występuje taki rezonans, który dla uranu wynosi… zgadnijcie ile? Około 25 meV – czyli na nasz jądrowy most wysyłamy jak najwięcej takich neutronowych turystów. Tylko jak sprawić, aby nasze neutrony zechciały być termiczne? No, trzeba je jakoś spowolnić i dobrze, aby jakoś kontrolować tempo ich emisji. Tempo dyskusji kontroluje moderator. Neutrony również. Czym jest taki moderator w reaktorze jądrowym? Jest to substancja, w której neutrony będą pochłaniane w minimalnym stopniu, a w maksymalnym odbijane, aby wytracić część energii. Jaka substancja nadaje się do tego celu najlepiej? Taka, której jądra będą miały masy maksymalnie zbliżone do masy samych neutronów. Najlepszy będzie wodór, a ze względów technicznych woda i inne substancje, które zawierają cięższe jądra, np. pechowy grafit itp.

No to mamy nasz reaktor, w którym odpowiednio spowolnione neutrony powodują rozpad jąder uranu. Rozpad powoduje powstawanie produktów rozpadu – zazwyczaj dwóch jąder innych pierwiastków w różnych wariantach izotopowych oraz neutronów, które mogą rozbijać kolejne napotkane jądra. Stąd mówimy o kontrolowanej reakcji łańcuchowej. Kontrolowanej, bo za pomocą moderatora i prętów kontrolnych, które zawierają, jak łatwo się domyślić, substancje silnie pochłaniające neutrony, jesteśmy w stanie kontrolować tempo kolejnych rozpadów, a więc ilość powstającej energii i moc samego reaktora. Wśród produktów takiego rozpadu są między innymi jądra telluru, który nie ma znaczenia, bo jego czas połowicznego rozpadu to jakieś 19 s. Problemem jest niestety wspomniana w poprzednim tekście reguła Fajansa, która definiuje produkt rozpadu. W tym przypadku jest to radioaktywny izotop jodu o liczbie masowej 135, którego przybywa proporcjonalnie do mocy reaktora, a więc liczby rozszczepień. Jod kiepsko pochłania neutrony, więc gromadzi się w reaktorze, a ubywa go przez jego rozpad do ksenonu. Konkretnie chodzi o izotop 135Xe, który ma z wszystkich pierwiastków największy talent do wyłapywania neutronów termicznych, co pozwala mu na przejście w stabilny izotop 136Xe. Oznacza to, że taki neutron nie będzie rozbijał kolejnego jądra, a więc nie spowoduje powstawania kolejnych neutronów, co spowalnia reakcję. Okres połowicznego rozpadu 135Xe wynosi ponad 9 h, co oznacza, że nawet po zatrzymaniu reaktora jego ilość będzie rosła, dopóki nie wyczerpie się odłożony wcześniej jod, którego obecność wynika z wcześniejszej pracy reaktora, a nie jego aktualnego stanu. Im większa moc, tym większy ubytek ksenonu, który będzie wyłapywał neutrony, ale łatwo zauważyć tu pewną konsekwencję: w pewnym momencie zabraknie jąder wyłapujących neutrony, a więc ich strumień skokowo zwiększy się, przyśpieszając reakcję. Rozważmy następujący przypadek.

W świeżo uruchomionym reaktorze nie ma ani jodu ani ksenonu, który musi dopiero powstać w reakcjach rozpadu. Najpierw przyrasta ilość jodu, a następnie po jego nagromadzeniu zacznie powstawać ksenon, który z uwagi na dłuższy okres półrozpadu zacznie się gromadzić w reaktorze i spowalniać reakcję rozpadu, co musi zostać skompensowane zwiększeniem strumienia neutronów np. poprzez podniesienie prętów kontrolnych. Oczywiście należy to robić stopniowo, tak aby osiągać kolejno punkty równowagi pomiędzy jodem a ksenonem. Po doprowadzeniu go do pełnej mocy należy właściwie tylko kontrolować tempo reakcji. Jeśli zwiększymy moc reaktora, to większy strumień neutronów sprawi, że ilość ksenonu zacznie spadać, co przyśpieszy tempo reakcji, co zwiększy wytwarzanie jodu, który będzie rozpadał się do ksenonu, a więc znów jego wytwarzanie przeważy nad jego rozpadem. Daje to dość dziwną dynamikę: moc reaktora najpierw skokowo wzrośnie, by później spadać przez kilka dni do punktu równowagi.

To teraz w drugą stronę – co, jeśli zaczniemy zmniejszać moc reaktora, który wcześniej pracował normalnie? To samo co wyżej, tyle że dokładnie na odwrót. Moc najpierw dodatkowo spadnie bez naszej ingerencji, by później samoczynnie wzrastać przez parę dni. Właśnie takie pozorne paradoksy związane z mocą reaktora i zawartością ksenonu sprawiają, że należy cały czas kontrolować reakcję przy jakichkolwiek zmianach mocy, a więc punktu równowagi reaktora. Przy zwiększaniu mocy podnieść, a następnie powoli opuszczać, aby skompensować ubytek ksenonu i na odwrót. Tego w Czarnobylu nie zrobiono. Odłączono wszystkie możliwe alarmy i czujniki. Na własne życzenie pozbawiono się kontroli nad reakcją, wysuwając pręty kontrolne. Pręty o końcówkach wykonanych z moderatora, których zrzut w procedurze “AZ-5” zamiast zatrzymać reakcję, zadziałał jak dorzucenie węgla do pieca. Chcę aby to dobrze wybrzmiało: reaktor zatruty ksenonem nawet w tak niestabilnym stanie jak owej feralnej nocy można było opanować poprzez dalsze chłodzenie go wodą i oczekiwanie na “wypalenie się” ksenonu.

Resztę tej historii znacie: blok reaktora tamtejszej elektrowni stanowi niemy pomnik ludzkiej pychy, głupoty i niefrasobliwości.

(c) by Lucas Bergowsky
Jeśli chcesz wykorzystać ten tekst lub jego fragmenty, skontaktuj się z autorem.

Reaktor jądrowy MARIA – 3. Badania naukowe i przyszłość

Poprzednie odcinki cyklu:
Reaktor jądrowy MARIA – 1. Historia i konstrukcja
Reaktor jądrowy MARIA – 2. Co produkuje MARIA?

Równie ważną częścią działalności NCBJ wykorzystującą reaktor MARIA są prace badawcze. Kiedyś prowadzono głównie badania podstawowe, ale dziś coraz częściej prace te dotyczą tematów związanych bezpośrednio z zastosowaniami – szczególnie w medycynie. Najnowszy projekt dotyczy terapii borowo-neutronowej (BNCT – boron neutron capture therapy). Jest to bardzo nowoczesna forma terapii nowotworów, które trudno jest leczyć innymi metodami. Polega ona na dostarczeniu do organizmu pacjenta niepromieniotwórczego boru-10 (wnika on tylko do komórek nowotworowych), a następnie naświetleniu z zewnątrz strumieniem tzw. neutronów epitermicznych. W wyniku reakcji jądrowej powstaje wzbudzony bor-11, który natychmiast się rozpada do litu-7, emitując cząstki alfa. I to właśnie one niszczą komórki rakowe. Zasięg cząstek alfa wynosi tutaj kilka mikrometrów, a więc tyle, ile ma komórka nowotworowa.
W NCBJ nie będzie badań klinicznych, natomiast prowadzone będą badania nad jak najbardziej efektywnymi nośnikami boru. Inne obszary badań to np. nowa aparatura do spektrometrii promieniowania jądrowego czy też badania w dziedzinie nowych technik scyntylacyjnych. Wiele projektów badawczych jest prowadzonych we współpracy ze znaczącymi ośrodkami naukowymi z całego świata.

Bezpieczeństwo i przyszłość

Energia jądrowa często rodzi pytania o kwestie bezpieczeństwa, szczególnie po Czarnobylu i Fukushimie. Jak to jest z bezpieczeństwem MARII? Myślę, że całkiem dobrze. Po pierwsze:, jest to reaktor wodny, bez moderatora grafitowego (a właśnie m.in. grafit spowodował wielkie problemy w Czarnobylu(*)). Po drugie – jego moc jest niewielka, więc w przypadku konieczności awaryjnego wygaszenia nie powinno być problemów.

Cały ośrodek jest oczywiście bardzo dobrze zabezpieczony. Solidne ogrodzenie, silna ochrona, bramki wykrywające metale itp. Wejście do samego budynku reaktora jest rzecz jasna dodatkowo strzeżone, aby do minimum zmniejszyć ryzyko ataku terrorystycznego czy próby kradzieży materiałów promieniotwórczych.

Reaktor MARIA w trakcie budowy (1974)

Źródło: Wikimedia, domena publiczna

Reaktor MARIA w przyszłym roku będzie obchodził 50. urodziny. Rodzi się więc pytanie o jego przyszłość. Częste kontrole pokazują, że konstrukcja całości jest nadal solidna. Oczywiście będzie on wymagał mniejszych lub większych modernizacji, ale specjaliści oceniają, że jeśli nie zdarzy się coś nieprzewidzianego, można go będzie eksploatować nawet do 2060 roku. Być może uda się do tego czasu wybudować nowy reaktor badawczo-produkcyjny.

Przypomnę jeszcze tylko, że aktualnie trwają prace modernizacyjne reaktora (układ zasilania, sterownia). Przerwa w pracy ma potrwać do końca maja br., ale pełne uruchomienie planowane jest na lipiec… chociaż z tym może być problem. Pracownicy Departamentu Eksploatacji Obiektów Jądrowych wskazują, że ich pensje niebezpiecznie zbliżają się do minimalnej krajowej. Część ludzi odchodzi albo planuje odejść niebawem. Przypominam, że są to ludzie z bardzo wysokimi kwalifikacjami, wielu ma stopnie lub tytuły naukowe. Crème de la crème. Co się stanie, gdy choćby części z nich zabraknie? Po pierwsze: wielu ludzi czekających na izotopy do diagnostyki lub terapii zostanie bez pomocy. Po drugie: reaktor przestanie zarabiać, a na produkcji izotopów „Maria” zarabia naprawdę dużo. W UE są tylko 4 takie reaktory.

Miejmy nadzieję, że rządzący się obudzą. Tak nie może być!

(*) Doprecyzowując nieco: bezpośrednią przyczyną eksplozji była woda w reaktorze czarnobylskim (typ RBMK). Gwałtowny wzrost mocy spowodował jej rozkład (w reakcji z cyrkonem z osłon prętów paliwowych), a powstały wodór eksplodował, zapalając i rozrzucając bloki grafitowe (wraz z paliwem), które płonęły jeszcze przez 9 dni. O samej katastrofie w Czarnobylu napiszę bliżej jej rocznicy.

Literatura

Strona Narodowego Centrum Badań Jądrowych

Bardzo ciekawe osobiste spojrzenie na historię energetyki jądrowej (od roku 1957!)
Subiektywna historia polskiej energetyki jądrowej. Autor – inż. Andrzej Nawrocki – Specjalista w zakresie energetyki cieplnej, w tym jądrowej. Współkierował projektem automatyki Elektrowni Jądrowej Żarnowiec.

(c) by Mirosław Dworniczak.
Jeśli chcesz wykorzystać ten tekst lub jego fragmenty, skontaktuj się z autorem. Linkować oczywiście można.