Jaderný reaktor VR-1 Vrabec

Jaderná energetika patří mezi ty části fyziky, které většinou nejsou žáky oblíbené pro její relativní obtížnost, ale na druhou stranu je to ta část fyziky, o které i nepovolaní lidé (politikové, přívrženci různých hnutí, …) často mluví velmi zasvěceně. Proto je nutné, aby si zejména generace mladých lidí dokázala dát do vzájemných souvislostí mnohdy fyzikálně a ekonomicky velmi nesmyslná, ale politicky populární gesta a rozhodnutí politiků. A nejlepší informace je možné získat přímo u zdroje!

Proto jsme v pondělí 9. 1. 2012 vyrazili se třídou 09L ze SPŠST Panská v Praze na exkurzi do holešovického areálu MFF UK a ČVUT v Praze, kde od roku 1990 pracuje vodní reaktor VR-1 přezdívaný Vrabec. Před samotnou exkurzí bylo nutné včas odeslat jmenný seznam účastníků exkurze doplněný číslem platného dokladu, kterým se žáci při vstupu do reaktorové haly museli prokázat. Při vstupu do budovy těžkých laboratoří holešovického areálu jsme vyslechli základní pravidla, kterými se musíme při návštěvě řídit. Ačkoliv výkon zdejšího reaktoru je stejný jako výkon běžně používané rychlovarné konvice, řídí se stejnými předpisy jako jeho větší kolega v Jaderné elektrárně Temelín či Dukovany, a proto je nutné dbát zvýšené kontroly nad zdravím návštěvníků. Těm pochopitelně při uvedeném výkonu reaktoru (1,7 kW) nehrozí žádné nebezpečí, ale zákon je zákon. Proto v šatně před reaktorovou halou fasujeme žluté pláště a modré návleky na boty, stvrzujeme poučení o bezpečnosti vlastnoručním podpisem a procházíme bezpečnostním rámem. Za ním se rozdělujeme na dvě skupinky a samotná exkurze může začít.

Naše skupinka po shlédnutí úžasných hologramů na stěnách místnosti míří o patro níže. Tam náš nás průvodce seznamuje se základními pojmy jaderné fyziky: stavba atomového jádra, jaderné štěpení, princip činnosti jaderného reaktoru a jaderné elektrárny a základy hospodaření s vyhořelým palivem. Výklad je jasný, srozumitelný a velmi často přerušovaný dotazy dvou typů: „Brali jste to už ve škole?“ a „Máte nějaké dotazy?“. Na první z nich občas odpovídám „Ano, brali. Dávno …“, ale občas také „To ještě ne, protože to budeme brát až ve 4. ročníku.“ v závislosti na tom, o jakou problematiku se jedná. Během povídání postupně vidíme palivové tyče, regulační tyče a další součásti jaderného reaktoru. Ten místní je svým výkonem velmi specifický, takže některé jeho součásti nejsou takové, jaké mají ty skutečné (tedy ty velké) reaktory, ale fyzikální principy, kterými se jejich činnost řídí, jsou u obou typů reaktoru stejné. Nad hlavami slyšíme povídání kolegy, který provází první skupinu.

Když projdeme celé patro a skončíme prohlídku „destilační kolonou“, v níž se připravuje vysoce čistá demineralizovaná voda jako moderátor a chladivo do reaktoru, vystoupáme zpět do reaktorové haly a jdeme k reaktoru. To, co je možné zde, není možné v žádném případě u velkých reaktorů! Stoupneme si kolem otevřeného reaktoru a společně s naším průvodcem se nakloníme dovnitř, abychom si mohli prohlédnout usazení palivových tyčí, regulačních tyčí a dalších nezbytných součástí reaktoru. Když se dostatečně pokocháme pohledem do reaktoru, zamíříme k velínu.

Tam se dozvídáme, jak je reaktor řízen, jaké jeho parametry se průběžně sledují a jakým způsobem se řídí výkon reaktoru. Na naše přání začne operátor měnit výkon reaktoru a jeho odezvu můžeme sledovat na obrazovce. Z jednoho kritického stavu před našima očima reaktor přivedl do jiného kritického stavu charakterizovaného vyšším výkonem. Aby nevzniklo nějaké nedopatření: kritický stav reaktoru je ten nejlepší stav, v němž se může reaktor nacházet a ve kterém nehrozí žádné nebezpečí. Pak přijde čas na praktickou ukázku bezpečnostního opatření, které nedovolí dosažení většího výkonu, než je jistá kritická mez. Při cíleném zvyšování výkonu se nejdříve ozve výstražné zvukové i obrazové upozornění, že se výkon zvětšuje nad zadanou mez. To náš průvodce s lehkým úsměvem vypíná. Když operátor nadále zvyšuje výkon reaktoru, ozve se pronikavý zvuk sirény, který je okamžitě následován dutou ranou: to do nádoby reaktoru spadly bezpečností tyče, které zastavily průběh jaderné reakce. Možná k překvapení žáků výkon neklesl okamžitě na nulu. Z fyzikálního hlediska se tak ani stát nemůže, protože v jaderném palivu je ještě dost tzv. zpožděných neutronů. Tuto situaci využije náš průvodce k tomu, aby připomněl jadernou nehodu z března 2011, která se stala v japonské Fukušimě, a správně jí fyzikálně vysvětlil.

Po letmém nahlédnutí do místnosti s počítači, které vyhodnocují data naměřená v reaktoru, zbývá čas na posledních několik dotazů. Po jejich zodpovězení jsme poučeni, jak správně opustit reaktorovou halu. Každý z nás musí projít dozimetrickou kontrolou, která ukáže případnou kontaminaci radioaktivními látkami. V případě reaktoru Vrabec je tato kontrola formální - hodnota radiace je v okolí reaktoru velmi mizivá a tedy nemůže být člověku nebezpečná. Zákon ale hovoří jasnou řečí …

Po opuštění laboratoře dořešíme aktuální problémy nebo nejasnosti a odcházíme do školy. Soudě podle reakcí žáků (i podle jejich dalších dotazů na hodině fyziky o 4 hodiny po odchodu z reaktorové haly) se jim prohlídka líbila.

Průběh exkurze přibližují fotografie.

Autor fotografií: Jaroslav Reichl