„Naše jaderné reaktory patří k naprosto unikátním školním zařízením, díky kterým můžeme připravovat odborníky pro oblast jaderného výzkumu. Pomáhá nám také získávat zájem zahraničních studentů. Jsme jednou z mála univerzit na světě, která provozuje jak štěpný jaderný reaktor VR-1 Vrabec, tak také fúzní jaderný reaktor – tokamak Golem. A nyní se blíží okamžik, kdy budeme mít hned dva štěpné reaktory,“ uvádí doc. Vojtěch Petráček, rektor ČVUT v Praze a dodává: „Česká republika vždy patřila k předním zemím v oblasti jaderného vzdělávání a výzkumu, čehož je dokladem právě i existence fakulty, která se na jaderné a související vědy soustředí a která reaktory provozuje.“
„Výstavbu druhého školního štěpného jaderného reaktoru připravujeme už od roku 2014. Povolením k výstavbě se nyní dostáváme do finální fáze a věříme, že pokud vše půjde dobře, budeme moci nový reaktor začít uvádět do provozu už koncem letošního roku,“ upřesňuje doc. Václav Čuba, děkan FJFI. „Tento projekt ukazuje schopnost fakulty a Katedry jaderných reaktorů (KJR) nejen navrhnout jaderné zařízení, ale také řídit celý projekt jeho přípravy a výstavby a uvedení zařízení do provozu. Tímto se odlišujeme od ostatních fakult v ČR,“ vysvětluje Jan Rataj, vedoucí Katedry jaderných reaktorů FJFI. Příprava projektu jaderného zařízení vyžaduje znalosti z řady různých oborů. S některými pomáhají i katedry dalších fakult ČVUT. Spolupráce s katedrou betonových a zděných konstrukcí z Fakulty stavební a doc. Lukášem Vráblíkem umožnila stanovení požadavků na betonové konstrukce a jejich technické provedení. Při zkoumání podloží a následné analýze byly využity znalosti prof. Pavla Kuklíka a Jana Kosa z katedry mechaniky a katedry geotechniky Fakulty stavební.
Velvyslanec Korejské republiky Tae Jin Kim navštívil začátkem prosince školní jaderný reaktor VR-1 Vrabec, který v Troji provozuje FJFI ČVUT. Provázel ho rektor Vojtěch Petráček, děkan Igor Jex a vedoucí Katedry jaderných reaktorů Jan Rataj. https://t.co/UEdxvjTWHj pic.twitter.com/sW8gev628l
— ČVUT v Praze (@CVUTPraha) December 21, 2021
Nový reaktor VR-2 lze zařadit do skupiny podkritických reaktorů, což znamená, že v něm není dostatek paliva pro udržení štěpné řetězové reakce. Provozu se tak dá dosáhnout pouze s externím zdrojem neutronů. Jakmile se zdroj vypne, štěpení se zastaví. To umožňuje jednodušší návrh i konstrukci reaktoru. „Nový reaktor je poměrně malý, takže ho můžeme umístit do stejné reaktorové haly, kde už máme školní reaktor VR-1 Vrabec. Využíváme tak stávající infrastrukturu, a to nejen tu technickou, ale také navazující laboratoře, učebny a samozřejmě i zabezpečení a administrativní podporu,“ doplňuje Jan Rataj.
Samotnou ocelovou nádobu reaktoru, ve které bude štěpná reakce probíhat, vyrobila pro FJFI skupina Witkowitz. „Velmi rádi se podílíme na podobných inovativních a unikátních výrobcích, v tomto případě navíc určených pro špičkové odborné pracoviště. Potvrzuje to naši pozici zkušeného a etablovaného výrobce komponentů pro jaderná zařízení,“ říká Milan Mercl, ředitel společnosti Vítkovice energetické strojírenství ze skupiny Witkowitz. Už čtyři roky má přitom fakulta v reaktorové hale připravené palivo pro nový reaktor. To dorazilo do pražské Troji už 7. června 2018 z finské Aalto University.
Harmonogram přípravy reaktoru VR-2 na FJFI
- 2014: zahájení projektu
- 2018: transport paliva
- 2020: rozhodnutí o umístění
- 2022: rozhodnutí o výstavbě a výstavba
- 2022: uvádění do provozu
Reaktorů v jaderných elektrárnách je podle aktuálních údajů Mezinárodní agentury pro atomovou energii (IAEA) na celém světě v provozu 439, Česká republika se se šesti energetickými reaktory řadí se Švédskem na 13. až 14. místo. Výzkumných reaktorů je pak na světě podle údajů Světové jaderné asociace (WNA) z června 2021 celkem 223. Rusko jich má 52, USA 50, Čína 16, další země už méně než deset, Česká republika zatím tři, což ji řadí do první dvacítky zemí se třemi a více výzkumnými reaktory. „Náš školní reaktor je ovšem od výzkumných reaktorů odlišný, protože je od počátků navrhován tak, aby co nejlépe sloužil pro výuku a byl co možná nejtransparentnější. Mimo jiné se lze snadno podívat a manipulovat s předměty přímo v reaktorové nádobě. Výkon reaktoru je tak nízký, že nehrozí prakticky žádné riziko. Nejen naši studenti, ale i pracovníci elektráren či třeba osádky jaderných ponorek k nám jezdí na kurzy, aby viděli, jak reaktor funguje a vyzkoušeli si, jak reaguje na různé zásahy obsluhy,“ dodává Jan Rataj.
Katedra zajišťuje výuku vlastních studentů, ale i studentů dalších univerzit, zahraničních studentů či pracovníků různých firem či organizací z ČR i zahraničí. Probíhá zde například i pravidelný výcvik hasičů. V roce 2020 byla reaktorová hala ve spolupráci s IAEA vybavena systémem Internet Reactor Laboratory, aby mohla nabídnout online výuku i pro zájemce, kteří se nemohou do Česka dostat. V době pandemie pak systém jako první vyzkoušeli přímo studenti FJFI. Dnes už je pravidelně využíván pro výuku zahraničních studentů – například z USA, Velké Británie, Tuniska a dalších zemí.
Nový reaktor bude sice stejně jako VR-1 sloužit především pro výuku, nicméně i na něm budou probíhat některé výzkumné projekty. Vědci se na reaktoru VR-1 zaměřují hlavně na výzkum v oblasti reaktorové a neutronové fyziky, bezpečnosti jaderných zařízení či výpočetních nástrojů pro analýzu jaderných reaktorů. Využívají ho také například pro nedestrukční analýzu různých vzorků – zkoumali například tibetskou medicínu či mamutí kosti.
Historie jaderného výzkumu v Česku (v kontextu hlavních událostí ve světě)
- 1942: první jaderný reaktor v americkém Chicagu
- 1945: první reaktory v Kanadě a Sovětském svazu
- 1954: první jaderná elektrárna v Sovětském svazu (Obninsk)
- 1955: mezivládní dohodou o jaderném výzkumu mezi Československem a bývalým Sovětským svazem, založení Ústavu jaderné fyziky, zahájení výuky Fakulty technické a jaderné fyziky Univerzity Karlovy (dnes Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská ČVUT v Praze)
- 1957: založení Mezinárodní agentury pro atomovou energii (IAEA), zahájení provozu prvního jaderného reaktoru v Československu: LVR-15 v Řeži
- 1972: zahájení provozu druhého reaktoru v Řeži – LR-0
- 1972: zahájení výstavby slovenské jaderné elektrárny Jaslovské Bohunice V1 s dvěma reaktory typu VVER-440
- 1985: uvedení prvního bloku JE Dukovany do provozu (další tři bloky byly uvedeny do provozu v letech 1986-7)
- 1990: zahájení provozu školního štěpného reaktoru VR-1 Vrabec na FJFI
- 2000: uvedení prvního bloku JE Temelín do provozu (druhý blok byl uveden do provozu v roce 2002)
- 2022: zahájení výstavby druhého školního jaderného reaktoru VR-2 na FJFI
