Jaderná fyzika a energetika

Článků v rubrice: 386

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

Centrum studentských aktivit České kosmické kanceláře zve

Pro studenty, mladé vědce a ostatní zájemce o kosmonautiku zde máme aktuální přednášky a programy pořádané Českou kosmickou kanceláří a vzdělávacím spolkem Kosmos-News. Nabízejí mateřským, základním i středním školám, ale i organizátorům dalších vzdělávacích ...

Úloha jaderné energie při obnově ekonomiky po pandemii

Agentura pro jadernou energii při OECD (OECD-NEA) vypracovala zprávu, která zkoumá úlohu jaderné energie v souvislosti s obnovou ekonomiky po COVID-19. Obsahuje čtyři hlavní témata: budování odolnosti elektrických sítí, tvorba pracovních příležitostí, ...

Solární nabíječky pro elektromobily

Nabíjení elektromobilů přinese v budoucnosti zvýšené nároky na kapacitu energetických sítí. K řešení problémů s tím spojených by mohly přispět solární nabíječky. Jejich rozvoj zatím táhnou především technologické firmy v USA.

Větrné turbíny vyplouvají na moře

Výkon větrných elektráren umístěných v mořích celého světa přesáhl ke konci loňského roku 650 GW, což odpovídá přibližně dvěma třetinám instalovaného elektrárenského výkonu Evropské unie. Naprostá většina elektřiny z větru pochází z turbín ukotvených ve dně mělkých pobřežních vod.

Jiný plyn, jiné plazma

Čínská domácí agentura dodala první část systému vstřikování plynů do vakuové komory tokamaku ITER. Jedná se o spoustu trubek a trubiček, které dopravují z Budovy tritiového hospodářství do Budovy tokamaku všechny potřebné plyny.

Nejnovější video

Bez jaderné energie se ve vesmíru daleko nedostaneme

Krátké výstižné video z dílny Mezinárodní agentury pro atomovou energii ve Vídni ukazuje využití jaderné energie a jaderných technologií při výzkumu vesmíru. Ne každý ví, že jádro pohání vesmírné sondy už po desetiletí. Zopakujme si to. (Film je v angličtině.)

close
detail