Stavba druhého štěpného reaktoru na Fakultě jaderné a fyzikálně inženýrské ČVUT má zelenou

Na začátku listopadu vydal Státní úřad pro jadernou bezpečnost (SÚJB) Fakultě jaderné a fyzikálně inženýrské ČVUT v Praze (FJFI) povolení k umístění podkritického reaktoru VR-2. Příprava pokračuje podle harmonogramu, a nový reaktor by měl být spuštěn v roce 2022.

„S naším stávajícím reaktorem VR-1 Vrabec už narážíme na kapacitní limity, protože zájem jak o vzdělávací, tak o výzkumné aktivity je velký. To je hlavní důvod, proč jsme už před lety začali uvažovat o myšlence vybudování druhého reaktoru,“ vysvětluje Jan Rataj, vedoucí katedry jaderných reaktorů FJFI.

Budoucí reaktor VR-2 je klasifikován jako podkritický reaktor. Jedná se tedy o specifické výzkumné jaderné zařízení, které k udržení štěpné řetězové reakce potřebuje externí zdroj neutronů. K jeho odstavení tak stačí pouze vypnout tento zdroj neutronů. Samotná štěpná řetězová reakce není sama o sobě udržitelná. Díky tomu je konstrukce reaktoru velmi jednoduchá: tvoří ji válcová nádoba vysoká zhruba 1,7 metru o objemu zhruba 2 200 litrů. Uvnitř nádoby je vyjímatelná vestavba s mříží pro umístění palivových proutků. Palivové proutky, jak obohacené, tak přírodní, mohou mít různé uspořádání dle typu mříže. Pro moderaci (zpomalování) neutronů se bude využívat lehká voda. Stínění okolí proti záření zajistí voda a beton. Nový reaktor bude umístěn ve stejné reaktorové hale, kde nyní fakulta provozuje už třicátý rok školní reaktor VR-1.

Palivo pro nový reaktor je již na místě

 Jaderné palivo fakulta získala darem z Aalto University ve Finsku, kde bylo v 70. letech součástí finského podkritického reaktoru. (Psali jsme o tom ve článku https://www.3pol.cz/cz/rubriky/jaderna-fyzika-a-energetika/2197-ceska-republika-bude-mit-deset-stepnych-jadernych-reaktoru.) Fakulta se podílela na transportu paliva do ČR v úzké spolupráci s Alta Group, kontejnery na přepravu zapůjčila Skupina ČEZ. Palivovou část tvoří disperze UO₂ s hořčíkem v hliníkovém pokrytí. K dispozici jsou proutky s obohacením 10 % ²³⁵U nebo proutky s přírodním uranem (0,72 % ²³⁵U).

Harmonogram projektu a konstrukce reaktoru

• 2019–20 – umisťování
• 2021–22 – výstavba
• 2022 – spouštění
• 2023 – zahájení provozu

Konstrukce reaktoru je založená na inherentní bezpečnosti, která brání rozvoji nekontrolované štěpné řetězové reakce. Radiační situace v okolí umožňuje pohyb studentů v bezprostřední blízkosti zařízení, neboť reaktor bude mít minimální výkon.

Bude to desátý český reaktor

V České republice je dnes devět štěpných jaderných reaktorů - ve dvou elektrárnách je šest energetických reaktorů a na dvou dalších místech tři výzkumné: dva v Řeži u Prahy a jeden ČVUT v pražské Troji. „Naše univerzita je jednou z mála na světě, které mají vlastní štěpný i fúzní reaktor. Už za tři roky budeme mít dokonce dva štěpné reaktory, což zvýší náš potenciál pro výuku klíčových jaderných odborníků,“ říká děkan fakulty prof. Igor Jex.

První školní reaktor VR-1 Vrabec přitom právě letos – 3. prosince 2020 v 16.25 hodin – slaví 30 let od dosažení takzvaného kritického stavu. Na celém světě je nyní zhruba 450 energetických štěpných jaderných reaktorů a k tomu téměř 250 výzkumných. Dalších více než 200 pak slouží jako pohon ponorek, ledoborců a letadlových lodí.

Využití školního reaktoru

Katedra jaderných reaktorů FJFI využívá reaktor VR-1 Vrabec jak pro výuku, tak pro výzkum. Kromě vlastních studentů míří do Troje také studenti dalších univerzit, ale také pracovníci různých firem či organizací z ČR i zahraničí. Pravidelně zde probíhá například výcvik hasičů, u reaktoru byla také osádka jaderné ponorky. „Operátoři jaderných elektráren si u nás mohou vyzkoušet chování reaktoru a opětovně experimentálně prozkoumat pravidla reaktorové fyziky,“ popisuje přínos Ondřej Novák z katedry jaderných reaktorů FJFI. Reaktor VR-1 se letos stal součástí mezinárodní sítě reaktorů, které byly ve spolupráci s Mezinárodní agenturou pro atomovou energii vybaveny systémem Internet Reactor Laboratory pro vzdálenou výuku. (Vzdálené experimentování po internetu umožňuje také fúzní reaktor FJFI Golem.)

Podrobné informace o školním jaderném reaktoru mohou zájemci zjistit také v Národním technickém muzeu (NTM) v Praze na Letné, kde probíhá výstava k výročí 30 let provozu, a to až do 28. února 2021.