28.11.2022
Praxe na FJFI ČVUT: Inženýr Rataj připravuje praktickou úlohu pro studenty - manganová lázeň slouží ke kalibraci radionuklidových zdrojů neutronů, v tomto případě se pracuje se zářičem typu AmBe
Praxe na FJFI ČVUT: Inženýr Rataj připravuje praktickou úlohu pro studenty – manganová lázeň slouží ke kalibraci radionuklidových zdrojů neutronů, v tomto případě se pracuje se zářičem typu AmBe

FJFI už záhy bude mít druhého Vrabce

Ve středu 20. dubna 2022 byla usazena reaktorová nádoba druhého školního štěpného jaderného reaktoru Fakulty jaderné a fyzikálně inženýrské ČVUT v Praze (FJFI). Následovat bude montáž dalších součástí a osazení všemi řídicími, monitorovacími a regulačními prvky a ještě před koncem roku by měl být reaktor VR-2 uveden do provozu. Stane se tak desátým štěpným jaderným reaktorem v České republice.

„Příprava výstavby našeho druhého reaktoru probíhá od roku 2014. Letos už jsme ve finále, když jsme koncem března od Státního úřadu pro jadernou bezpečnost (SÚJB) získali povolení k výstavbě jaderného reaktoru VR-2. Nicméně mezitím už jsme připravovali vše potřebné pro to, abychom reaktor mohli co nejrychleji vybudovat,“ vysvětluje Jan Rataj, vedoucí Katedry jaderných reaktorů FJFI. „Nyní tak osazujeme reaktorovou nádobu a následně ji dovybavíme všemi potřebnými prvky tak, abychom mohli celou sestavu důkladně otestovat a ještě letos budeme reaktor uvádět do provozu. Vše jde přesně podle plánu,“ dodává Jan Rataj.

Klíčové komponenty reaktoru VR-2

  • Systém kontroly a řízení – slouží k řízení a ovládání technologie reaktoru VR-2. Dodává ŠKODA JS a.s. ve spolupráci s dataPartner s.r.o.
  • Reaktorová nádoba a radiální kanály – uvnitř reaktorové nádoby bude umístěno palivo během provozu. Dodává skupina Witkowitz – VÍTKOVICE ENERGETICKÉ STROJÍRENSTVÍ a.s.
  • Skladovací nádoba – slouží k uložení a vysoušení vnitřního koše s palivem. Dodává skupina Witkowitz – VÍTKOVICE ENERGETICKÉ STROJÍRENSTVÍ a.s.
  • Zásobní nádrž vodního hospodářství – slouží k uložení demineralizované vody mimo reaktorovou nádobu. Dodává BeHo spol. s r.o.
  • Radiační monitorovací systém – dodává firma VF a.s.
  • Palivo – přivezeno z Finska z Aalto University.
  • Demineralizační stanice – slouží k výrobě demineralizované vody. Dodavá firma Watek s.r.o
  • Ohřívací a chladicí technologie – slouží k úpravě teploty demineralizované vody, dodavatel není zatím vysoutěžen.

Reaktorovou nádobu a také skladovací nádobu vyrobila pro FJFI skupina Witkowitz. „Jsme rádi, že se můžeme podílet na budování nového jaderného reaktoru v České republice, který pomůže k výchově odborníků pro jaderný průmysl, který podle nás čeká velký rozvoj. Nejenže se chystá dostavba velkých jaderných elektráren, ale celý svět čeká i na malé modulární reaktory. Naše společnost na jejich vývoji také pracuje a mimo jiné v této oblasti spolupracujeme právě s Fakultou jadernou a fyzikálně inženýrskou ČVUT v Praze,“ říká Milan Mercl, ředitel společnosti Vítkovice energetické strojírenství ze skupiny Witkowitz.

Reaktorovou nádobu a také skladovací nádobu vyrobila pro FJFI skupina Witkowitz.„Jsme rádi, že se můžeme podílet na budování nového jaderného reaktoru, který pomůže k výchově odborníků pro jaderný průmysl. Pro skupinu Witkowttz je inspirativní, že může spolupracovat s tak významným akademickým pracovištěm, jakým je FJFI. Spolupráce odborníků z výzkumu, vývoje a praxe je velmi důležitá,“ říká ředitel VES ze skupiny Witkowitz Milan Mercl. VES se nedávno stal členem aliance českých technologických dodavatelů pro jaderné zdroje – CPIA.

„Česká republika má mimořádnou konkurenční výhodu v oblasti jaderné energetiky. Skupina Witkowitz si je vědoma, jak je důležité ji udržet. I proto dlouhodobě pracujeme na vývoji modulárního jaderného reaktoru David,“ dodává ředitel projektu David SMR a místopředseda představenstva Witkowitz Atomica Martin Groch.

Podkritický reaktor potřebuje vnější zdroj neutronů

Nový reaktor VR-2 je podkritickým reaktorem, který nemá dostatečné množství paliva pro udržení štěpné řetězové reakce – pro její rozběhnutí a udržení potřebuje externí zdroj neutronů.

Vychází z bazénového uspořádání reaktorové nádoby, ve které se také nachází vnitřní vestavba s palivovými proutky tvořící aktivní zónu. Moderátorem je demineralizovaná voda. Vlastní reaktorová nádoba má válcový tvar s plochým dnem. Je vyrobena z nerezové oceli třídy AISI 316L o tloušťce stěn 8 mm a dna 10 mm. Průměr nádoby bude 1 300 mm a výška 1 710 mm. Nádoba má dva symetrické otvory o průměru 128 mm pro instalaci radiálních kanálů z hliníku. Jeden radiální kanál bude trvale součástí reaktorové nádoby a bude sloužit k umístění neutronového zdroje pro řízení reaktoru. Druhý radiální kanál bude experimentální a bude instalován dle aktuálních experimentálních potřeb. Kanály budou uchyceny v reaktorové nádobě pomocí přírubového spoje.

Aktivní zóna bude obsahovat kombinaci obohaceného a přírodního uranového paliva ve formě proutků. V případě obohaceného paliva se jedná o UO2 s 10procentním obohacením 235U, přírodní uran je ve formě kovového uranu. Moderátorem funguje lehká voda, konfigurace aktivní zóny je za jakýchkoliv podmínek podkritická, takže štěpná reakce potřebuje k udržení vnější neutronový zdroj. Ten zdroj zajistí neutronový generátor typu D-D, elektronické zařízení, které lze jednoduše okamžitě vypnout. Při vypnutí se okamžitě zastaví štěpení v aktivní zóně reaktoru. Generátor neutronů umožňuje také měnit parametry generování neutronů, např. zvyšovat nebo snižovat emisi neutronů nebo pracovat v kontinuálním, resp. pulsním režimu.

Tento typ reaktoru je poměrně malý a bez potíží se tak vejde do stávající reaktorové haly, kde už je školní reaktor VR-1 Vrabec. „Díky možnosti využít stávající infrastrukturu jsme si výstavbu druhého reaktoru vůbec mohli dovolit. Jinak by investice byla násobně vyšší,“ doplňuje Jan Rataj.

Využití pro výuku na FJFI i experimenty

Podkritický reaktor VR-2 bude velmi flexibilním zařízením, které fakulta využije především pro výuku, ale i pro některé experimenty. Hlavní část aktivit bude tvořit výuka studentů jaderného inženýrství. Zařízení bude využíváno v rámci výuky laboratorních úloh, podobně jako stávající Vrabec. Poslouží také k experimentům v rámci studentských bakalářských, magisterských a doktorských prací.

Mimo výukové aktivity bude využíváno také k realizaci výzkumných experimentů. „Požadavky na výuku i experimenty u stávajícího reaktoru byly už několik let na hraně kapacitních možností. S druhým reaktorem můžeme aktivity lépe rozdělit a jsme tak připraveni jak na větší počet studentů – nejen našich, ale i třeba ze zahraničních univerzit či různá školení a praxe zaměstnanců dalších institucí a firem.  Míří k nám také spousta středoškoláků a dalších zájemců a najít volný termín pro jejich návštěvu nebylo někdy jednoduché. Snovým reaktorem jsou naše možnosti mnohem lepší,“ vysvětluje Ondřej Novák z KJR.

Bez nákladů na palivo a času pracovníků katedry lze cenu výstavby odhadnout na přibližně osm milionů korun, z čehož 6,6 milionu pokryl projekt MŠMT.

Zdroj: Technický týdeník, redakčně upraveno

O autorovi

admin

Leave a Reply

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Tato stránka používá Akismet k omezení spamu. Podívejte se, jak vaše data z komentářů zpracováváme..