Dawna Kraina Aktualności Reaktor Maria – wizyta w Narodowym Centrum Badań Jądrowych w Świerku

Reaktor Maria – wizyta w Narodowym Centrum Badań Jądrowych w Świerku

autor Maciej Denenfeld
dawna-kraina-reaktor-maria-promieniowanie-czerenkowa

Promieniowanie i reaktory zawsze mnie fascynowały. Tak się składa, że pierwszą książkę jaką kupiłem w małej księgarni obok hotelu Orbis w Nowym Sączu, była poycja z serii „Co i Jak” o tytule „Energia Atomowa”. Stało się to okrutnie dawno temu. Księgarni już nie ma, książka jest, pasja również pozostała. Pamiętam jak dziesiątki razy wczytywałem się w każde słowo, wpatrywałem się w każdy obrazek, szkic i zdjęcie. Model atomu, wtedy jeszcze aktualny znałem od każdej strony. Typy i rodzaje reaktorów miałem w małym palcu, było nieźle jak na niespełna 9 lat życia :) Nie wszystko rozumiałem ale dostęp do wiedzy był wtedy ograniczony więc brałem co było. Na jakiś czas zapomniałem o reaktorach, ale temat ciągle się przewijał przez życie co pewien czas.  Przez studia również przewijało się promieniowanie i reaktory (napisałem symulator reaktora i małego miasta na potrzeby pewnego projektu w Javie z użyciem sockets :) ) Finalnie, nasza praca dyplomowa zwana „Gwiazda Południa” była projektem badającym promieniowanie kosmiczne pierwotne w Stratosferze na wysokości 35km. Ale o tym napiszę jeszcze kiedyś. Ciągle to promieniowanie ale żadnego reaktora jeszcze nie widziałem :)

Jakimś dziwnym sposobem dotarła do mnie informacja z otchłani internetu o organizowanym wyjeździe do Świerku. Długo się nie zastanawiałem. Szybkie pytanie, szybka odpowiedź i już wiedziałem, że nadchodzi wizyta w prawdziwym, działającym reaktorze. Powiedziałem wtedy do Renaty: jedziemy do Świerku. W tamtym momencie byliśmy w Villi Greta, gdzie działamy. Przez pewien czas, na grupie na Facebooku rozmawialiśmy z Justyną  (serdecznie pozdrawiamy!) organizatorką wyjazdu, o szczegółach. Wyjazd mógł się odbyć kiedy zapisze się 30 osób. Było za późno. Okazało się, że nie zmieściliśmy się na liście. Zapał upadł jak Związek Radziecki. Za późno, lipa straszna powiedziałem wtedy. Cóż mogliśmy zrobić. Lista rezerwowa brzmi równie fajnie ale nas tam nie zabierze, liczenie na szczęście przy planowaniu wyjazdu o długości w sumie ok 800km nie jest dobrym sposobem na sukces :) Czas mijał. Pewnego dnia pojawił się post na grupie. Są wolne miejsca. Przecierałem oczy ze zdumienia bo okazało się, że nie tylko zwolniły się miejsca ale i termin wyjazdu. Pojawiła się nadzieja. Od razu zaanonsowałem naszą obecność na nowy termin, który później był dość długo ustalany. W Świerku jak to w państwowej instytucji, praca do 15  a okres przedświąteczny jest obowiązkowo wyłączony z podejmowania decyzji w sprawach wizyt szczególnie grupowych i szczególnie prywatnych. Ok, wiadomo, każdy ma swoje życie. My tylko chcieliśmy zobaczyć w końcu ten cholerny reaktor :P
Zaraz po świętach, Justyna ustaliła termin wizyty: 17.02.16. Kasa wpłacona, termin ustalony, nocleg zabookowany. Tak przy okazji spaliśmy w Pałacu Żaków. Nie udało się nam jednak przespać w samym pałacu bo był wynajęty w tym dniu na jakieś duże szkolenie. Spaliśmy w części hotelowej. Czysto i w sumie wszystko ok. Nie było problemów. A wracając do wyjazdu, byliśmy całkowicie gotowi. Trasa sprawdzona, wszystko ustalone, ekipa też się zebrała.

Przyszedł czas na wyjazd. Spakowani i gotowi, wsiedliśmy w nasz dyliżans, i wyruszyliśmy w stronę Warszawy. Jechaliśmy z Villi Greta. Klasycznie, A4, potem trasa przez Łódź i przed Warszawą odbiliśmy do Świerku a właściwie do miejscowości Żaków, w której mieliśmy nocleg. Wizyta zaczynała się o 8:15 rano, więc nie chcieliśmy jechać w nocy.

Pręty paliwowe

Repliki prętów paliwowych reaktora Maria i Ewa w NCBJ

Podjechaliśmy na główny parking przed NCBJ. Emocje troszkę rosły bo do tej pory jedyny kontakt jaki mieliśmy z tym miejscem to widok od góry na Google Maps :) Zdjęć nie chciałem oglądać, dziwnie się z tym czułem.
Spotkaliśmy się z resztą grupy w centrum przepustek. Proste pomieszczenie jeszcze przed główną bramą. Pracownicy na etacie wchodzą ze swoimi przepustkami. Prosto z autobusów.
Przejście przez bramę, kontrola i jesteśmy. Udaliśmy się do budynku Edukacji i Dydaktyki. Tam przemiła i pełna humoru pani Ewa poprowadziła wykład na temat promieniowania, materiałów promieniotwórczych, izotopów, ścieżki beta i wielu innych zagadnień związanych z pracą reaktora. Zobaczyliśmy kilka prostych eksperymentów i kilka bardziej efektownych. Kolejny wykład przeprowadzony był przez pracownika naukowego, doktora fizyki jądrowej, który jeszcze bardziej szczegółowo przedstawił powiązane zagadnienia. Dla niektórych była to nowość, dla mnie były to informacje znane ale podane w niecodziennym miejscu. Słuchałem z takim zaciekawieniem jak wtedy, kiedy czytałem moją pierwszą książkę, tom 5, Energia Atomowa. Wspominam o tym, bo w grupie jednym z uczestników był mały chłopiec w wieku 10 lat. Szacun dla jego taty, który chciał pokazać mu reaktor! Szlag mnie trafiał, że nie miałem takiej okazji w jego wieku. Mogę się domyślać jakie uczucia miał ten dzieciak. Miałem chyba podobne :) Tu chciałbym podziękować jego tacie za to co dla niego zrobił, jeszcze raz wielki szacun!

Pojemniki trasportowe do przenoszenia materiałów promieniotworczych w NCBJ

Pojemniki transportowe do przenoszenia materiałów promieniotwórczych

W pomieszczeniu znajdowały się różne makiety obrazujące pracę reaktora, zasadę rozszczepienia uranu i kilka opisów całego zjawiska. Na stoliku leżały kasety z reaktora Ewa i kilka kaset z reaktora Maria. W głębi pomieszczenia było więcej przedmiotów, pojemniki do transportu, przekroje kapsuł i kilka innych w sumie fajnych przedmiotów. Słuchaliśmy dalej opowieści o fizyce, promieniowaniu i reaktorze. Jak już wiadomo, reaktor Maria znajduje się w Narodowym Centrum Badań Jądrowych w Świerku i jest właściwie jedynym działającym reaktorem w Polsce. Nie produkują tam prądu. Jego moc wynosi ok 30MW. Nawet gdyby chcieli tam produkować prąd to nie ma na to szans. Moc cieplna tego reaktora jest zbyt niska. Temperatura pary napędzającej turbiny prądotwórcze oscyluje w granicy 320°C a temperatura jaką można osiągnąć w Marysi to „zaledwie” 120°C. Tak czy siak całe ciepło idzie w komin stojący niedaleko budynku. Nie w tym rzecz jednak aby produkować prąd. Tam robi się o wiele ważniejsze i bardziej wartościowe rzeczy. Pierwsza z nich to badania. Jest to typowo badawczy reaktor. Druga sprawa to produkowanie radioaktywnych pierwiastków do celów przemysłowych i medycznych. Marysia produkuje 1/5 światowego zapotrzebowania na molibden-99, który jest prekursorem technetu-99. Jako oczywistą ciekawostkę mogę dodać, że podczas siedmioletniej przerwy w pracy Marysi, która wzięła sobie L4 i w tym czasie poszła na rehabilitację i dostawała ulepszenia, światowa produkcja wyżej wymienionych pierwiastków spadła o 1/5 :)

naświetlanie topazów w reaktorze Maria w Świerku

Naświetlanie topazów w reaktorze Maria

Kolejnym ciekawym sposobem na wykorzystanie tego reaktora jest umieszczanie w nim topazów. Podobne do szkła topazy, całkowicie przezroczyste, po wizycie w tym niesprzyjającym człowiekowi środowisku robią się… niebieskie. I w tym kolorze jest cała kasa :)
Wszystko wygląda fajnie, jest co robić. Jednak reaktor Maria ma jeszcze jedno, można powiedzieć główne zadanie. Dostarcza ogromne ilości neutronów z rozpadu paliwa jądrowego. Z reaktora wyprowadzone są kanały pozwalające na ucieczkę wysokoenergetycznym neutronom i dalsze ich wykorzystanie. Kolejną ciekawostką jest pewna historia człowieka, który zaglądnął do jednego z tych kanałów. Co się stało z tym człowiekiem zapytanie? Pewnie umarł, albo doznał ostrych poparzeń? Może się zmutował i wyrosła mu druga głowa? Nic z tych rzeczy! Skończyło się podobno na mocniejszym bólu oka, a to szczęściarz!

Przyszedł czas na wizytę w reaktorze. Wymagało to przejścia do budynku przylegającego do sarkofagu. Kolejna kontrola. Tu nie wolno robić zdjęć, więc nie robiliśmy. Za to słuchaliśmy dalej. Otrzymaliśmy identyfikatory, przeszliśmy przez bramę i dalej do szatni. Uzbrojeni w fartuchy i stylowe niebieskie ochraniacze na buty przeszliśmy przez kolejna bramkę. Ci co bywają na lotniskach znają sprawę.
Szybki spacer na kolejne piętro, po drodze dalsze opowieści. Było coraz lepiej. Weszliśmy do pomieszczenia o znacznych rozmiarach, takiej małej hali. Sterownia, wielkie stalowe drzwi do komory reaktora, a z boku po lewej ćwiczebny model reaktora! Tak! Wielka dziura w podłodze i ogromna ilość rurek, kabli, i rdzeń. Wszytko w mniejszej skali ale nadal dobrze widoczne. Takie miejsca są zawsze problematyczne dla mnie bo nigdy nie wiem czy oddać się chwili, słuchać, obserwować, wchłaniać miejsce czy robić zdjęcia. Coś musi ucierpieć. Albo stoi się obok i jest się obserwatorem albo jest się częścią chwili. Na szczęście było nas dwoje, Renata i ja uzbrojeni byliśmy w swoje aparaty. Chwilę spędziliśmy przy ścianie gdzie znajdowały się rysunki i opisy, słuchaliśmy naszego przewodnika, potem przemieściliśmy się do ćwiczebnego reaktora.

szczegóły i zasada działania reaktora Maria

Krótki opis jak zbudowany jest reaktor Maria.

prezentacja elementów paliwowych i konstrukcyjnych reaktora Maria

Tu poświęciliśmy chwilę na wysłuchanie prezentacji o elementach paliwowych reaktora, budowie i sposobie działania

makieta reaktora Maria

Tak w przybliżeniu wygląda rdzeń reaktora Maria. Widać w nim kasety paliwowe , obudowę rdzenia, pręty sterujące i dźwig używany do załadunku.

Przeprowadzane są tu próby i szkolenia personelu. To tu można bezpiecznie testować procedurę wymiany paliwa, osadzania topazów czy prac konserwacyjnych. Oczy miałem szkliste, jak dzieciak przed sklepem z klockami Lego. Dalej była sterownia. Tu siedzieli panowie pilnujący pracy reaktora. 24/7, 365 dni w roku. Kolejna ciekawostka to sposób zabezpieczenia przycisków przed przypadkowym naciśnięciem. Tak, przyciski są całkowicie analogowe, łącznie z wszystkimi wskaźnikami. W pełni analogowe wyposażenie sterowni oraz kilka monitorów już nie analogowych :) Ma to swoje plusy. Ale wracając do przycisków, są one po prostu wklęsłe i nieznacznie głębiej osadzone. Trzeba tam wepchnąć palucha, żeby go nacisnąć. Proste i skuteczne.

Ciągle jednak nie byliśmy przy reaktorze.  Pierwsza grupa jednak już była w środku. Czekaliśmy z niecierpliwością. Obok nas, w odległości może 4m znajdowały się wielkie, ciężkie drzwi zamykane równie dużym silnikiem. Korba do ręcznego otwierania była całkowicie w tym samym klimacie. Aż miło się patrzyło. Na górze wielki napis NIE WCHODZIĆ… a jednak tam weszli :)

Wejście do reaktora Maria

Detale drzwi prowadzących do komory oddzielającej reaktor Maria od reszty świata. Proste ale skuteczne zabezpieczenia.

Drzwi do komory reaktora Maria w Świerku

Drzwi prowadzące do komory reaktora Maria. Niby wielkie drzwi jak do chłodni ale mają swój niepowtarzalny urok.

Detale konstrukcyjne reaktora Maria

Pierwsza grupa czeka na wejście do reaktora. My oglądamy detale konstrukcyjne i pręty paliwowe.

Ciekawość zżerała mnie niemiłosiernie. Tak przy okazji mowy o komorze oddzielającej reaktor od reszty świata. Ciśnienie w pomieszczeniu z reaktorem jest niewiele niższe niż ciśnienie atmosferyczne. Czemu zapytasz? Odpowiedź jest dość prosta. Bezpieczeństwo. Jeżeli coś rozszczelniłoby się w reaktorze, lepiej zassać powietrze do środka niż go wypuszczać na zewnątrz. Podczas pracy reaktora może wydzielać się bardzo radioaktywny izotop ksenon-135, który jest gazem i czasami unosi się nad powierzchnią moderatora którym jest biologicznie i chemicznie czysta woda. Ma krótki czas połowicznego rozpadu i normalnie jest odciągany z powierzchni, filtrowany i wydalany. Z tego właśnie powodu, drzwi do komory reaktora prowadzą przez śluzę, która jest hermetyczna i zapewnia nie tylko pewien poziom bezpieczeństwa ale także pozwala na wyrównanie ciśnienia.
W końcu pierwsza grupa opuściła reaktor i wielkie drzwi z charakterystycznym metalicznym dźwiękiem poruszającej się zasuwy otworzyły się, uwalniając ze środka ludzi. Przyszedł czas na nas. Wszyscy weszliśmy do śluzy. Drzwi zamknęły się za nami. Teraz kolejna strefa. Po naszej stronie czysta, po drugiej, oddzielona bramką dozymetryczną strefa potencjalnie brudna. Sprawdzanie naszej czystości czyli braku promieniowania przebiegło średnio szybko. Każda z osób musi zostać przebadana. Ostatnia osoba przeszła. Możemy wchodzić do komory reaktora. Kolejne drzwi zostały otwarte przez naszego opiekuna. Naszym oczom ukazało się ciemne pomieszczenie. Cholera jasna, jak ja tu zrobię zdjęcia, pomyślałem. No nic trzeba sobie jakoś radzić.

dawna-kraina-reaktor-maria-manipulatoryjpgPrzed nami schody prowadzące do górnej płyty reaktora, po prawej manipulatory do pracy przy radioaktywnych materiałach. Pracownika oddzielała w jednym miejscu 60cm szyba ołowiana, w drugim 120cm. Robi wrażenie i pokazuje siłę tego niewidzialnego niebezpieczeństwa. Kilka zdjęć i siup po schodach do naszego miejsca docelowego. W tle słychać było pracę pomp oraz ciche pikanie liczników Geigera-Mullera albo dozymetrów. Jesteśmy! Cały czas słuchamy naszego opiekuna. Opowiada o pracy reaktora, o szczegółach jakie widzimy, o tym co jest pod nami. A pod nami był wielki basen o głębokości 10m i ścianach o grubości średnio 2.5m i więcej. Siedem metrów pod nami znajdował się czynny rdzeń reaktora a po prawej nieznacznie dalej w większej części basenu, leżało chłodzące się zużyte paliwo, któremu osiągnięcie temperatury pozwalającej na dalszą podróż zajmuje bagatela 2.5 roku leżenia w basenie.
Podeszliśmy jeszcze bliżej. Teraz znajdowaliśmy się bezpośrednio nad reaktorem. Przed nami rury z prętami bezpieczeństwa utrzymywanymi przez wielkie elektromagnesy.

pręty bezpieczeństwa nad reaktorem Maria

Tak wyglądają pręty bezpieczeństwa utrzymywane przez elektromagnesy. W razie awarii lub zaniku zasilania, elektromagnesy zwalniają pręty, które opadają do rdzenia reaktora zatrzymując proces rozszczepiania paliwa.

Pod nogami okienko. Małe, ciemne okienko. W dole moderator i chłodziwo w jednym. Był to widok, na który czekaliśmy.
Widok prawdziwego promieniowania Czerenkowa. Niebieska poświata wokół rdzenia to właśnie to. Dla tych, którzy nie wiedzą co to jest za rodzaj promieniowania już spieszę z wyjaśnieniem. To efekt poruszania się cząstki, np. elektronu w środowisku (tu w wodzie) z prędkością większą niż prędkość fazowa światła w tym ośrodku. Jest to rodzaj promieniowania elektromagnetycznego emitowany tylko pod kątem prostym do toru poruszania się cząstki.  Zostawiając szczegóły techniczne, widok jest niesamowity! Wiedząc, że nie jest to barwnik tylko czyste promieniowanie elektromagnetyczne pochodzące z cząstek pędzących z ogromną prędkością tuż pod naszymi nogami, daje do myślenia i budzi ogromne emocje. Tak było przynajmniej u mnie ;)

Niebieskie promieniowanie Czerenkowa w rdzeniu reaktora Maria w Świerku

Niebieskie promieniowanie Czerenkowa w rdzeniu reaktora 7m pod nami. Na powierzchni woda lekko falowała utrudniając zrobienie zdjęcia. Filtr polaryzacyjny i tak by nie pomógł, było zbyt ciemno.

promieniowanie Czerenkowa w rdzeniu reaktora Maria. Dawna Kraina.

Nie mogłem oderwać oczu od rdzenia. W tej niebieskiej poświacie i lekko falującej wodzie było coś uspokajającego i intrygującego.

Po chwili refleksji i lekkiego zapatrzenia się na rdzeń (zapomniałem o całym świecie, lekko falująca woda na powierzchni była hipnotyzująca) przypomniałem sobie, że dobrze byłoby zrobić kilka zdjęć. Nie było łatwo, filtr polaryzacyjny został w plecaku, woda cały czas się ruszała a jedynym źródłem światła było promieniowanie Czerenkowa i słabe światła żarowe pod sufitem. Po chwili usłyszałem słowa, które mnie przeraziły! Nie chciałem uwierzyć. Po prostu nie wierzyłem, w to co usłyszałem. Wychodzimy, powiedział nasz opiekun. Te słowa zmroziły mnie na chwilę i wzbudziły lekką panikę. Ale jak to? Już? Ale przecież… nie wszystko, no jak? Już? Nie mogłem się uspokoić. Przecież nie widziałem wszystkiego, nie przeanalizowałem jeszcze sytuacji, dopiero widziałem rdzeń a my już musimy wychodzić. No nic, rzuciłem okiem jeszcze na wielką ścianę unoszącą się ponad płytę reaktora, gdzie znajdowały się kolejne dwa manipulatory i otwory z szybami ołowianymi o również  przerażającej grubości 120cm. Tam właśnie, za tą ścianą pakowano zużyte paliwo jądrowe i przeprowadzano różne manipulacje na bardzo promieniotwórczych materiałach.

komora do pracy przy materiałach promieniotwórczych w reaktorze Maria

Za tą grubą ścianą w trakcie pracy naukowców znajdują się materiały promieniotwórcze pochodzące z rdzenia reaktora. Szyby mają od 60-120cm grubości. Manipulatory pozwalają na bezpieczną pracę z próbkami i paliwem.

W drodze powrotnej przypomniałem sobie, że nie nagrałem filmu z tym słodkim dźwiękiem pomp i dozymetrem. No cóż, szybka akcja z komórką i kilka sekund udało się pozyskać w biegu. Opuściliśmy komorę reaktora w ten sam sposób, przez hermetyczną śluzę. Tam ponownie odbyła się kontrola czystości. Poszło gładko, oczywiście zapomniałem zrobić zdjęć :) Opuściliśmy po chwili śluzę i jeszcze przez pewien czas chodziliśmy po znanej nam już hali. Tam wykonaliśmy kilka dodatkowych zdjęć i powoli, zadając pytania naszemu opiekunowi przeszliśmy na parter, gdzie oddaliśmy fartuchy, odebraliśmy rzeczy i ponownie przeszliśmy przez bramkę. Kolejna brama uwolniła nas i wyszliśmy z budynku. Przed wyjściem z terenu NCBJ zaliczyliśmy jeszcze mały obiad w barze o dźwięcznej nazwie Bar-65 :)
Po obiedzie, pożegnaliśmy się z grupą i radosnym krokiem (ja byłem trochę zmartwiony, że nie mogę jeszcze posiedzieć przy reaktorze) oddaliliśmy się na parking przechodząc jeszcze jedną kontrolę. Zaczęliśmy się zastanawiać nad kolejnym problemem. Było nam mało wrażeń a przed nami stała, (jeszcze wtedy pod znakiem zapytania) wyprawa do Czernobyla. Wsiedliśmy do naszego dyliżansu i od domu dzieliło nas już tylko 365km drogi. Cholera no, lubię to :)

koło ratunkowe przy reaktorze Maria

Na wypadek nieprzewidzianej kąpieli. Podobno nigdy nie było użyte :)

widok na rdzeń i promieniowanie Czerenkowa w reaktorze Maria

Chwilę spędziliśmy gapiąc się na rdzeń i promieniowanie Czerenkowa. Po to tu przyjechaliśmy :) Miałem dziwne uczucie wiedząc, że 7m poniżej działa rdzeń reaktora i znajduje się tam duża ilość uranu i innych promieniotwórczych pierwiastków.

Reaktor szkoleniowy w Narodowym Centrum Badań Jądrowych w Świerku

Jeszcze jedno spojrzenie na replikę reaktora i panele sterujące z niewielkim dodatkiem koloru musztardowego ;)

hala przed reaktorem Maria w Świerku

Po lewej widać elementy prętów paliwowych, po prawej makieta bloku reaktora a na końcu hali dźwig i replika rdzenia reaktora z panelami sterującymi.

dozymert przed wejściem do reaktora Maria

Bardzo fajny mało mobilny detektor promieniowania przed wejściem do bloku reaktora.

manipulatory do pracy z materiałami promieniotwórczymi w reaktorze Maria

Manipulatory wykorzystywane do pracy z materiałami promieniotwórczymi w komorach przygotowawczych, w których pracownicy przygotowują paliwo oraz pracują z innymi elementami promieniotwórczymi.

modularna makieta reaktora Maria w Świerku

Tak wygląda basen reaktora Maria oraz cały blok wokół niego. Grube betonowe ściany po kilka metrów grubości pozwalają utrzymać bezpieczeństwo i zapewniają odizolowanie zewnętrznego świata od szkodliwego promieniowania jonizującego, którego poziom w reaktorze jest bardzo wysoki.

makieta bloku reaktora i budynków Narodowego Centrum Badań Jądrowych w Świerku

Makieta bloku reaktora i budynków Narodowego Centrum Badań Jądrowych w Świerku

detale repliki reaktora Maria

Kilka detali wokół repliki reaktora w hali przed sterownią.

Zobacz także