Narodowe Centrum Badań Jądrowych (NCBJ) otrzymało nowe, dziesięcioletnie, pozwolenie na dalszą eksploatację badawczego reaktora jądrowego MARIA. Dokument otrzymany z Państwowej Agencji Atomistyki (PAA) jest potwierdzeniem przestrzegania najwyższych standardów pracy polskiego reaktora jak również pełnego jego bezpieczeństwa.

Na początku kwietnia jedyny obecnie polski reaktor jądrowy MARIA, znajdujący się na terenie NCBJ w Świerku, otrzymał pozwolenie na kolejne 10 lat eksploatacji. Po raz kolejny polski dozór jądrowy, PAA, potwierdza, że prace tu wykonywane są prowadzone nie tylko zgodnie z międzynarodowymi normami jakości ale z najwyższymi standardami bezpieczeństwa i ochrony radiologicznej.

„Od roku 2009, w którym wydano poprzednie pozwolenie, w naszym reaktorze zaszło wiele istotnych pozytywnych zmian” – podkreśla mgr inż. Grzegorz Krzysztoszek, dyrektor Departamentu Energii Jądrowej, NCBJ – „przede wszystkim dzięki uczestniczeniu w programie Global Threat Reduction Initiative wymieniliśmy kluczowe elementy naszego reaktora. Po całym procesie przygotowań, niezbędnych modernizacji i testów dziś z powodzeniem pracujemy na paliwie niskowzbogaconym, tzn. o zawartości izotopu uranu 235 mniejszej niż 20%. Choć była to skomplikowana operacja to nie tylko udało się nam zachować dotychczasowe parametry eksploatacyjne ale zwiększyliśmy wydajność pracy do 4800 godzin rocznie. Daje nam to dużo większe możliwości prowadzenia badań czy produkcji radioizotopów”.

Choć radioizotopy w reaktorze MARIA produkowane są od wielu lat to dopiero w 2010 roku nastąpił istotny przełom. Wtedy to rozpoczęto napromienianie tarcz uranowych, z których pod wpływem bombardowania neutronami powstaje molibden-99 będący prekursorem technetu-99m. O jego znaczeniu dla światowej medycyny nuklearnej świadczy fakt, że jest on wykorzystywany w 80% wszystkich procedur w terapii onkologicznej. Polski reaktor jest jednym z kilku takich obiektów na świecie. Tylko przez jeden tydzień jego pracy mogą powstać leki dla 100 000 pacjentów szpitali onkologicznych. W ubiegłym roku NCBJ osiągnął poziom 18% światowych dostaw technet-99m. Naukowcy pracują nad zwiększeniem możliwości produkcyjnych i rozszerzeniem oferty.

Reaktor MARIA to nie tylko produkcja radioizotopów. To przede wszystkim źródło silnego strumienia neutronów. Właściwości tych mocno związanych w jądrach atomowych cząstek są niezwykle cenne dla fizyków. Obojętne elektrycznie ulegają wszystkim czterem znanym oddziaływaniom (silnym, elektromagnetycznym, słabym i grawitacji) a ponadto nie muszą pokonywać tzw. bariery kulombowskiej przy oddziaływaniu z materią. Polski reaktor wykorzystywany jest do badań fizycznych z wykorzystaniem wiązek neutronów, modyfikacji materiałów oraz do badań związanych z terapią nowotworową BNCT. Najnowsze badania dotyczą wykorzystania wysokoenergetycznych neutronów na potrzeby badań materiałów konstrukcyjnych do reaktorów jądrowych IV generacji i termojądrowych. Naukowcy ze Świerku pomagają również francuskim specjalistom ustalić precyzję obliczeń grzania promieniowaniem gamma w budowanym w Cadarache reaktorze badawczym Jules Horowitz Reactor (JHR). Reaktor MARIA wykorzystywany jest nieustannie w zaawansowanych szkoleniach dla kadr na potrzeby energetyki, bezpieczeństwa jądrowego i ochrony radiologicznej. Służy również do szerzenia wiedzy wśród młodzieży. Każdego roku odwiedza go blisko 7000 osób.

„Reaktor MARIA to niewątpliwie nasz wielki atut. Nie tylko udowodniliśmy, że mamy kompetencje w projektowaniu, budowie czy eksploatacji takich obiektów, ale również staliśmy się znaczącym partnerem na arenie międzynarodowej” – dodaje prof. dr hab. Grzegorz Wrochna, dyrektor NCBJ – „to właśnie dzięki unikatowym możliwościom podczas wizyty Premiera Francji w Polsce podpisaliśmy umowę z naszym francuskim odpowiednikiem, CEA, na mocy której będziemy wspólnie rozwijać Center of Exellence stając się kluczowym elementem w rozwoju energetyki przyszłości.”

***

Czterdzieści lat temu, 17 grudnia 1974 roku, największy w historii i obecnie jedyny polski badawczy reaktor jądrowy MARIA (dziś o mocy 30 MW) osiągnął stan krytyczny. Ten dzień uważa się za moment rozpoczęcia jego pracy, ponieważ wtedy to polscy naukowcy stworzyli odpowiednie warunki dla samopodtrzymującej się reakcji łańcuchowej. Choć pierwotnie reaktor MARIA miał uzupełniać możliwości badawcze reaktora EWA (wyłączonego z eksploatacji w 1995 roku)  to szybko stał się zapleczem naukowo-technicznym dla rozpoczętej budowy elektrowni jądrowej Żarnowiec. Wkrótce znalazł też szersze zastosowania.

Reaktor MARIA ma dość nietypową konstrukcję kanałowo-basenową. Kanały paliwowe wraz z pozostałymi elementami rdzenia reaktora (bloki moderatora berylowego i reflektora grafitowego, pręty pochłaniające, zasobniki z materiałami tarczowymi) znajdują się w tzw. koszu rdzenia w basenie reaktora pod 7-metrową warstwą wody. Połączony jest on śluzą z sąsiednim basenem przechowawczym, który pełni rolę krótkookresowego przechowalnika wypalonego paliwa i napromienionych elementów konstrukcyjnych oraz eksperymentalnych reaktora. Co więcej, konstrukcja rdzenia jest modułowa, dzięki czemu szybko, łatwo i bezpiecznie można go dostosować do zmian w programie badawczo – produkcyjnym. Sześć kanałów poziomych wyprowadzonych z rdzenia daje naukowcom możliwości prowadzenia badań bezpośrednio na wiązkach neutronów. Reaktor MARIA wyposażony jest w szereg układów zapewniających jego bezpieczną eksploatację. Do najważniejszych elementów należą: obiegi chłodzenia, wentylacja, blokady zabezpieczeń (rozruchu i podnoszenia mocy reaktora), awaryjne zalewanie rdzenia, wielostopniowe systemy zapewniające ciągłość zasilania w warunkach normalnych i awaryjnych, instalacje ścieków w obiekcie reaktora jak i specjalna gospodarka odpadami promieniotwórczymi, a także rozbudowany system dozymetryczny obejmujący ciągły monitoring pól promieniowania i zagrożeń radiologicznych. Według aktualnych ocen technicznych reaktor MARIA może być eksploatowany do 2020 roku, a po modernizacji do 2060 roku.

Polska ma 60-cio letnie doświadczenie w budowie i eksploatacji reaktorów jądrowych. Przed uruchomieniem reaktora MARIA 17 grudnia 1974 roku w instytutach w Świerku zbudowano i uruchomiono szereg zestawów krytycznych i tzw. reaktorów mocy zerowej: MARYLA (dwie wersje), ANNA, PRĘDKA ANNA (pierwszy i jedyny polski reaktor na neutrony prędkie), UR-100 oraz AGATA.