Na Fakultě jaderné a fyzikálně inženýrské (FJFI) Českého vysokého učení technického (ČVUT) v Praze byl uveden do provozu výzkumný reaktor VR-2, jehož výstavba byla zahájena v loňském roce. Reaktor bude sloužit především pro výuku studentů jaderného inženýrství. Fakulta to oznámila v tiskovém komuniké.
Fakulta jaderné a fyzikálně inženýrská ČVUT zahájila projekt VR-2 v roce 2014. V roce 2020 získala povolení k umístění reaktoru a v březnu 2022 získala povolení Státního úřadu pro jadernou bezpečnost (SÚJB) k jeho výstavbě.
„Jeho výstavba byla usnadněna umístěním reaktoru VR-2 do stejné reaktorové haly jako VR-1 – hala jako taková již vyhovuje předpisům pro umístění VR-1 a stále nabízí dostatek prostoru pro oba,“ uvedl vysoká škola. Lehkovodní výzkumný reaktor VR-1 s nulovým výkonem a obohaceným uranem je v provozu od roku 1990.
VR-2 je podkritický, což znamená, že v něm nebude dostatek paliva pro udržení štěpné řetězové reakce. Jeho provozu lze dosáhnout pouze s externím zdrojem neutronů. Po vypnutí zdroje se štěpení zastaví. To umožňuje jednodušší návrh a konstrukci reaktoru. Je založen na bazénovém uspořádání reaktorové nádoby, v níž je vnitřní instalace s palivovými tyčemi tvořícími aktivní zónu. Moderátorem je demineralizovaná voda.
Válcová reaktorová nádoba z nerezové oceli má průměr 1,3 metru, výšku 1,7 metru a tloušťku stěny 8 milimetrů a dna 10 milimetrů. Nádoba má dva symetrické otvory o průměru 128 milimetrů pro instalaci hliníkových radiálních kanálů. Jeden kanál bude trvalou součástí reaktorové nádoby a bude sloužit k umístění zdroje neutronů typu DD pro řízení reaktoru. Druhý kanál bude sloužit k experimentálním účelům.
Aktivní zóna obsahuje kombinaci paliva z obohaceného a přírodního uranu ve formě palivových tyčí. V případě obohaceného paliva se jedná o UO2 s desetiprocentním obohacením U235, přírodní uran je ve formě kovového uranu. Fakulta již má palivo pro nový reaktor k dispozici. Do Prahy dorazilo v červnu 2018 z finské univerzity Aalto.
VR-2 nabídne řadu experimentálních a výukových možností. Hlavní část aktivit bude spočívat ve výuce studentů jaderného inženýrství. Zařízení bude využíváno při výuce laboratorních úloh. Bude také využíváno pro experimenty v rámci studentských bakalářských, magisterských a doktorských prací. Kromě výukových aktivit bude využíváno také k provádění výzkumných experimentů.
Bez nákladů na pohonné hmoty a čas pracovníků katedry činí odhadované náklady na vybudování VR-2 přibližně 8 milionů korun, z toho 6,6 milionu korun bude financovat ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy.
„S novým štěpným reaktorem VR-2 bude možné snadněji plánovat výuku a výzkumné aktivity, protože s VR-1 jsme naráželi na kapacitní limity. VR-1 slouží nejen studentům z naší domovské fakulty, ale i studentům z jiných fakult ČVUT a dalších vysokých škol. Je otevřena i pro výuku zahraničních studentů a dokonce i pracovníků z průmyslu,“ uvedl děkan fakulty Václav Čuba.
„Spuštění VR-2 se ukazuje jako vyvrcholení procesu, který jsme zahájili v roce 2014. Samotná výstavba byla velmi rychlá a vzhledem k malým rozměrům zařízení, které se s VR-1 nedá ani srovnávat, trvala přibližně jeden rok. A přesto se stále jedná o jaderné zařízení, které podléhá různým předpisům, jež je nutné dodržovat,“ doplnil Jan Rataj, vedoucí katedry jaderných reaktorů.
ČVUT upozornilo, že reaktor VR-2 se stává desátým jaderným reaktorem, který je v současné době v České republice v provozu. Kromě cvičných reaktorů VR-1 a VR-2 provozuje Centrum výzkumu v Řeži dva výzkumné reaktory a šest reaktorů je v provozu v jaderných elektrárnách Dukovany a Temelín společnosti ČEZ.
„Dá se říci, že ve světě nastává jaderná renesance, protože stále více lidí si uvědomuje, že bez jaderné energie lidstvo nemůže vyrábět dostatek čisté energie, a z toho také vyplývá, že potřebujeme kvalifikované odborníky. Právě jejich výchově a vzdělávání bude VR-2 sloužit přednostně,“ dodal rektor ČVUT Vojtěch Petráček.
Podkritický reaktor
Podkritické systémy hrály velmi významnou roli v počátcích vývoje jaderných reaktorů. Sestavení a zprovoznění prvního jaderného reaktoru na světě v roce 1942 by nebylo možné bez přípravných experimentů na podkritických systémech. Později byly tyto systémy nahrazeny výzkumnými jadernými reaktory. Nicméně i v dnešní době lze navrhnout podkritický systém, který nalezne široké uplatnění nejen v oblasti vzdělávání, ale i v oblasti vědy a výzkumu. Provoz reaktoru VR-2 bude stejně jako u reaktoru VR-1 v gesci Katedry jaderných reaktorů.
Podkritické reaktory umožňují sledovat chování neutronů ve štěpných systémech za podmínek vysoké inherentní bezpečnosti. Té je dosaženo za pomoci důsledného řízení počtu neutronů v zařízení. Podkritický stav totiž neumožňuje zařízení soběstačné udržení počtu neutronů v aktivní zóně, a proto je nutné neutrony dodávat zvnějšku, to jest použitím vnějšího zdroje neutronů. Právě v klíčové potřebě dodávat neutrony z vnějšího zdroje neutronů je skryt nejvýznamnější bezpečnostní aspekt podkritických reaktorů. Nejsou-li neutrony dodávány do podkritického systému z vnějšího zdroje neutronů, dojde k zastavení štěpné řetězové reakce.
Projekt výstavby podkritického reaktoru VR-2 byl zahájen v říjnu roku 2019, kdy byla na SÚJB podána žádost o umístění tohoto zařízení. Povolení k umístění bylo vydáno v listopadu roku 2020. Následně, v únoru 2021, byla na SÚJB podána žádost o výstavbu reaktoru VR-2 a v březnu 2022 bylo toto povolení vydáno. Na počátku roku 2022 byla zahájena instalace jednotlivých komponent zařízení, které jsou dodávány na základě výběrových řízení širokým spektrem domácích společností. V současnosti jsou v budově reaktoru již instalovány všechny hlavní komponenty a probíhá propojování jednotlivých systémů a technologií reaktoru. Na počátku roku 2023 bylo zahájeno fyzikální spouštění zařízení a následně bylo uvedení do provozu.
(nik)
