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.

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