Ćwiczenia w reaktorze: „Maria” szkoli przyszłych specjalistów

Studenci kierunków związanych z energetyką jądrową poznają zjawiska zachodzące w reaktorach atomowych dzięki reaktorowi badawczemu „Maria". W jedynym tego typu urządzeniu w Polsce, znajdującym się w NCBJ, właśnie trwa nowa tura szkoleń.

W jedynym pracującym w Polsce reaktorze jądrowym, „Maria", w Narodowym Centrum Badań Jądrowych (NCBJ) w Świerku pod Warszawą dobiega końca kolejna tura szkoleń studentów – przyszłych specjalistów z energetyki jądrowej. Szkolenia mają formę zestawu ćwiczeń przeprowadzanych pod okiem specjalistów na działającym reaktorze. „To nasz największy atut. Podręczniki, symulatory czy kody numeryczne są bardzo ważnymi czynnikami w procesie nauczania, ale nic nie zastąpi możliwości pracy na żywym reaktorze" – mówi dr Krzysztof Pytel z NCBJ – „Dlatego też niemal wszystkie państwa rozwijające energetykę jądrową, takie jak Maroko, Nigeria, Ghana, Indonezja, posiadają własne reaktory badawcze".

Szkolenia w reaktorze „Maria" są prowadzone dla studentów studiów podyplomowych z zakresu energetyki jądrowej. Uczestniczą w nich także studenci Wydziału Fizyki oraz Wydziału Mechanicznego Energetyki i Lotnictwa Politechniki Warszawskiej, a nawet członkowie kół fizycznych przy uczelniach w całym kraju. W praktyce w reaktorze może się zjawić każdy student zainteresowany energetyką jądrową. Ćwiczenia związane z rozruchem reaktora i zmianami jego mocy oraz pomiary najważniejszych parametrów pracy urządzenia są prowadzone w grupach liczących od trzech do sześciu uczestników.

Przeprowadzenie szkolenia wymaga pracy reaktora w specyficznym, nietypowym dla niego reżimie: z małą mocą i możliwością włączania/wyłączania. Podstawowy zestaw ćwiczeń obejmuje rutynowe czynności przy reaktorze. Należą do nich m.in. pomiary zmian reaktywności w zależności od położeń prętów sterujących w rdzeniu czy badanie jednego z najbardziej istotnych parametrów: intensywności strumienia neutronów. Studenci pobierają również próbki powietrza uwalnianego z komina w czasie pracy reaktora i przeprowadzają ich analizę spektralną, po czym porównują otrzymane wartości z limitami uwolnień określonymi przez państwowy dozór jądrowy.

Uczestnicy szkoleń mają też możliwość przeprowadzenia operacji na kompletnym symulatorze reaktora „Maria". W ten sposób mogą poznawać procesy zachodzące w urządzeniu w przedziałach czasowych rzędu kilkunastu czy kilkudziesięciu godzin, zbyt długich, by zrealizować je w ramach ćwiczeń bezpośrednio na pracującym reaktorze.

„Efektywny czas pobytu studentów w reaktorze jest ograniczony do pojedynczych godzin, bo tylko tyle czasu możemy dla nich wygospodarować z przyczyn technologicznych" – mówi dr Krzysztof Pytel – „Rzeczywisty czas trwania ćwiczeń jest jednak dłuższy. Pomiary przeprowadzane w reaktorze wymagają dalszego opracowania. Studenci realizują tę część ćwiczeń w domach, po czym przesyłają sprawozdania obsłudze reaktora".

Energetyka jądrowa przez długi czas nie przyciągała studentów. Przez wiele lat Narodowe Centrum Badań Jądrowych miało zaledwie jedną-dwie osoby chętne do pracy w reaktorze. Obecnie w ciągu roku szkolonych jest nawet kilkadziesiąt osób. Wzrost zainteresowania energetyką jądrową widać w Świerku również w liczbie praktykantów, którzy obecnie uczestniczą w pracach przy rea88ktorze „Maria" niemal przez cały rok.

Wysokostrumieniowy reaktor „Maria", skonstruowany przez polskich fizyków w Świerku pod Warszawą, działa od grudnia 1974 roku. Jest wielozadaniowym urządzeniem badawczym o mocy termicznej 30 MW, jednym z zaledwie ośmiu reaktorów europejskich o mocy ponad 15 MW generujących intensywne strumienie neutronów (powyżej 1014 neutronów na cm2/s). W okresie eksploatacji reaktor „Maria" przechodził kilka modernizacji, które zwiększyły jego bezpieczeństwo i umożliwiły pracę na mniej wzbogaconym paliwie. Obecny stan techniczny reaktora pozwala na jego eksploatację co najmniej do 2020 roku, a po ewentualnej kolejnej modernizacji – nawet do połowy bieżącego stulecia. 

Reaktor „Maria" służy do produkcji preparatów promieniotwórczych, do badań fizycznych (głównie w zakresie fizyki materii skondensowanej), do zastosowań przemysłowych (m.in. z użyciem neutronowej analizy aktywacyjnej) oraz do celów szkoleniowych.

(gz)