Není vrabec jako vrabec

Ať jste příznivcem jaderné energetiky nebo naopak jejím odpůrcem, vězte, že Česká republika (a dříve Československo) má dlouhou tradici ve využívání jaderné energie. Již po dobu 10 let je součástí českého jaderného programu školní jaderný reaktor Vrabec přispívající k výchově nových jaderných inženýrů.

Školní reaktor typově označený VR-1 byl poprvé spuštěn 3. prosince 1990 v 1625 hod. v areálu Matematicko-fyzikální fakulty University Karlovy v Praze 8 - Troji, a pro svou zkratku i svůj malý výkon si od počátku vysloužil přezdívku "Vrabec". Jeho vývoj a výstavba byla výhradně českou prací.
"Vrabec" je malý lehkovodní reaktor bazénového typu, který má tepelný výkon 1kW (krátkodobě až 5kW), což je pro představu srovnatelné s výkonem jedné rychlovarné konvice. Slovo lehkovodní znamená, že je v reaktoru použita normální voda z kohoutku, zbavená nečistot a minerálů. Palivo našeho reaktoru je dovezeno z Ruska a má formu hliníkem potažené uranové trubky čtvercového profilu. Jeden palivový článek se pak skládá z několika takovýchto čtvercových trubek umístěných soustředně do sebe.
Palivo je umístěno ve válcové nádobě - bazénu vysokém skoro 5 metrů o průměru 2,3 metru. V její spodní části je rošt, na kterém je aktivní zóna. Ta se zpravidla skládá z 15-20 článků, v závislosti na aktuálním geometrickém uspořádání. Voda plní v reaktoru čtyři základní funkce: zpomaluje neutrony, vrací část neutronů unikajících z aktivní zóny, odvádí vznikající teplo a působí jako biologické stínění. Mezi obsluhou reaktoru a palivem, ve kterém dochází k řetězové jaderné reakci, jsou ve svislém směru jen 3 metry vody, které působí jako biologické stínění. I to však stačí k tomu, aby veškeré radioaktivní záření doprovázející štěpení bylo bezpečně odstíněno. V horizontálním směru pak stojí záření v cestě 0,85 metrů vody a 0,95 metrů zmíněného těžkého betonu, který obepíná celou reaktorovou nádobu. Pokud je tedy Vrabec v chodu, je každý, kdo se nachází v reaktorové hale, bezpečně chráněn před radioaktivním zářením.

Reaktor v kritickém stavu

Pro spouštění reaktoru se používá neutronový americium-beryliový zdroj, který zajišťuje dosažení měřitelné úrovně výkonu, a tím kontrolu stavu reaktoru od zahájení spouštění. Za stavu, kdy jsou zasunuty absorbční tyče v aktivní zóně, je pod ní pneumaticky vstřelen tento zdroj. Tím získáme první neutrony pro štěpení. Následným postupným vytahováním tyčí z aktivní zóny vytváříme stále lepší podmínky pro násobení neutronů, až do chvíle kdy dosáhneme kritického stavu, tedy situace, kdy se v reaktoru udržuje stále stejný počet neutronů. "Kritický stav" je tedy pro reaktor ten nejsprávnější.
Vybavení a konstrukce reaktoru umožňuje provedení celé řady neutronově fyzikálních experimentů. Možnost měnit geometrii aktivní zóny přímo předurčuje tento reaktor pro některé experimenty, při kterých není na závadu jeho nízký výkon. Na Vrabcovi byly například testovány spouštěcí komory pro 1. temelínský blok.

Kde se učí odborníci pro jaderky

Náplň tříletého bakalářského studia a magisterského studia v oboru "Jaderné inženýrství" byla připravena v úzké spolupráci a pro potřeby jaderných elektráren Dukovany a Temelín. Výuky na reaktoru využívá 12 fakult a ústavů z různých vysokých škol z celé naší republiky a dokonce i řada zahraničních institucí. Na rozdíl od Vrabce, kterému je jen 10 let a je relativně mladý, je převážná část školních reaktorů v Evropě již na konci své životnosti. Lze tedy předpokládat, že zájem o něj ze strany zahraničních institucí bude mít dlouhodobě vzrůstající tendenci. Pracovníci katedry jaderných reaktorů každoročně provedou po reaktorovém sále několik desítek exkurzí ze středních škol z celé České republiky.

Patříte-li mezi ty, co tohle unikátní pracoviště ještě neviděli, mám pro vás jednoduchou radu: běžte za svým profesorem fyziky a řekněte mu, ať vám tuto exkurzi domluví. Telefonický kontakt na nás je (02)21912390, nebo nám můžete poslat e-mail na adresu kjr@troja.fjfi.cvut.cz, rádi vás uvítáme.