Jaderná fyzika a energetika

Článků v rubrice: 490

VRABEC jede na nové palivo

Nejde o dietní přeškolení ptáka – VRABEC je familiární označení školního reaktoru VR-1 na Fakultě jaderné a fyzikálně inženýrské ČVUT Praha. Jedná se o reaktor lehkovodního typu, který se využívá pro výuku posluchačů technických univerzit v České republice, pro přípravu odborníků pracujících na českém jaderném programu a pro zahraniční spolupráci.

Fotogalerie (4)
Z návštěvy prezidenta Václava Klause v prostorách školního reaktoru FJFI 3. prosince 2007.

VRABEC je reaktorem bazénového typu pracujícím s obohaceným uranem. Jako moderátor používá lehkou demineralizovanou vodu, která má zároveň funkci reflektoru (vrací neutrony do aktivní zóny), biologického stínění a chladiva. Výkon reaktoru je velmi malý, do 1 kW tepelného, krátkodobě do 5 kW. Čili asi jako u rychlovarné konvice.

Menší obohacení

Zatímco se dříve v reaktoru používalo palivo s obohacením 36 % 235U, kategorizované jako vysoce obohacené (HEU – Highly-Enriched Uranium), v současné době ho nahradilo palivo s obohacením pod 20 % 235U, kategorizované jako nízko obohacené (LEU – Low Enriched Uranium). Změna se uskutečnila v souladu se záměry mezinárodního programu RERTR (Reduced Enrichment for Research and Test Reactors – snížení obohacení pro výzkumné a zkušební reaktory) sledujícího minimalizaci nebezpečí zneužití paliva teroristy. Za doporučenou bezpečnou hranici, při které zneužití štěpitelného uranu nehrozí, se pokládá obohacení paliva do 20 %. Některé výzkumné reaktory však mají ve svém palivu strategicky důležitého uranu 235 mnohem více, a to až 80 %. Tak vysoce obohacený uran je již potenciálně zneužitelný pro výrobu klasické atomové zbraně. Palivo pro energetické reaktory, např. Temelín a Dukovany, má přitom obohacení mnohem nižší – do 5 %. Zneužití zde tedy nehrozí.

 

Celkové náklady na záměnu paliva za méně obohacené přesáhly 2 miliony amerických dolarů a plně je hradilo ministerstvo energetiky USA (US DOE).

Nepatrné konstrukční změny

Základní koncepce ruského trubkového paliva celé řady IRT-M je stejná. Konstrukčně se jedná o koncentrické trubky čtvercového průřezu, kde jedna je zasunuta v druhé. Palivová vrstva je tvořena disperzí Al a UO2 s obohaceným uranem. Pokrytí je tvořeno vrstvou hliníku. Palivo je navrženo tak, aby bylo v aktivní zóně jednoduše zaměnitelné, a aby nároky na úpravu reaktoru byly minimální. Současné palivo se od bývalého geometricky prakticky neliší. Tloušťka palivové vrstvy a pokrytí je jiná pouze o několik desetin milimetru.

 

Jak vše proběhlo

Pod dohledem inspektorů MAAE bylo palivo ve výrobním závodě v Novosibirsku zabaleno a umístěno do přepravních kontejnerů opatřených pečetěmi atomové agentury. Na pracoviště školního reaktoru VR-1 dorazilo v podobě 21 nových palivových článků. Termíny odvozu původního paliva zpět do Ruské federace a následného dovozu nového paliva z výrobního závodu v Novosibirsku podléhaly z bezpečnostních důvodů přísnému utajení a transport paliva se uskutečnil pod policejní ochranou.

 

Samotné záměně paliva předcházela pečlivá příprava celého pracoviště reaktoru VR-1. Proběhly všechny potřebné neutronově fyzikální, termo-hydraulické a bezpečnostní výpočty. Nezávislé výpočty se paralelně uskutečnily i v ANL (Argonne National Laboratory) v USA, přičemž shoda výsledků byla pozoruhodná.
Škarohlídské představy, že reaktor VR-1 nebude s nízko obohaceným palivem schopen provozu, se nepotvrdily.

Na vlastní oči se o tom může přesvědčit každý. Zájemci o exkurzi na Vrabec jsou vítáni – domluvte se emailem na adrese: kjr@fjfi.cvut.cz.

Základní charakteristiky školního reaktoru VR-1

jmenovitý výkon

1 kW (tepelný), krátkodobě 5 kW

reaktorové nádoby

průměr 2 300 mm, výška 4 720 mm

stínění reaktoru

vertikální: H2O, horizontální: H2O + barytový beton

teplota v reaktoru

pracovní cca 20 oC

chlazení

přirozenou konvekcí (prouděním)

tlak

atmosférický

regulační systém

5 až 7 regulačních tyčí UR 70 s kadmiovým absorbátorem

hustota toku neutronů

2 až 3.1013 m-2.s-1 (podle typu konfigurace aktivní zóny a měřeného místa)

 

 

Fota: A. Kolros, KJR

 

Jan Rataj
Poslat odkaz na článek

Opište prosím text z obrázku

Nejnovější články

První malé jaderné reaktory by mohly být v provozu už koncem desetiletí

Malé modulární jaderné reaktory (Small Modular Reactors - SMR), které jsou v současnosti velkým tématem jaderné energetiky, vyvíjí na celém světě řada firem, a podle některých ...

Co se starými lithiovými bateriemi?

Současná globální snaha elektrifikovat dopravu (v zájmu ochrany klimatu) i snaha vyřešit skladování energie z obnovitelných zdrojů přináší jeden velký problém, ...

Češi jako 9. na světě před 65 lety úspěšně rozštěpili atom

Před 65 lety, v noci na 25. září 1957, se Československo stalo teprve devátou zemí na světě, která úspěšně zvládla spustit řízenou řetězovou štěpnou reakci.

Prastarý zdroj kyslíku

Vědci předpokládají, že život na Zemi nejprve vznikl bez přítomnosti kyslíku. Poté, co se objevily organizmy schopné fotosyntézy, začal se v atmosféře obsah kyslíku zvyšovat, což anaerobní ...

Soukromé investice do energie z jaderné syntézy poprvé překonaly vládní financování

Ve Spojených státech i ve Spojeném království se čile k světu mají soukromníci investující do jaderné fúze. Proč? Jinde podnikatelům asi chybí informace, kapitál a odvaha.

Nejnovější video

Jak funguje PCR test na coronavirus

Krásně a jednoduše vysvětleno se srozumitelnými animacemi. V angličtině.

close
detail