Vloga reaktorja TRIGA pri razvoju jedrskega področja

Odlična znanost je ključna podlaga za družbeno blaginjo. Prenos znanja iz raziskav v gospodarstvo lahko zagotovi pomemben dvig tehnološke usposobljenosti in konkurenčnosti gospodarstva, kar Slovenija in Evropa močno potrebujeta. Področje jedrske znanosti je pri tem iz več razlogov eno pomembnejših, saj so jedrske tehnologije (med njimi jedrska energija kot nizkoogljični vir, uporaba jedrskih tehnik v medicini, industriji in raziskavah) izjemno pomembne za številne vidike sodobnega, kakovostnega načina življenja.

Reaktor TRIGA Mark II na Institutu "Jožef Stefan" je že 55 let center razvoja novih znanj in tehnologij na številnih področjih (fizika, kemija, okoljske znanosti, elektronika, materiali itd.). Rezultati teh raziskav pa so objavljeni v več kot 500 znanstvenih člankih in več kot 1000 objavljenih referatih.

Okoli slovenskega raziskovalnega reaktorja je danes zbrano jedro vrhunskih raziskovalcev na področju reaktorske fizike, jedrske tehnike, analitske kemije, znanosti o okolju, fizike osnovnih delcev, elektronike itd. Predvsem pa je slovenski raziskovalni reaktor TRIGA pomemben prostor, kjer slovensko znanje intenzivno sodeluje z mednarodnim ter skrbi za njegov pretok v vse smeri.

Danes je raziskovalni reaktor TRIGA stičišče znanstvenikov in raziskovalcev z vsega sveta, kjer v odlično karakteriziranem okolju testirajo napredne jedrske detektorje in metode, ki bodo povečali varnost jedrskih elektrarn ter izboljšali delovanje trkalnikov na področju fizike osnovnih delcev, medicinsko diagnostiko in uporabo jedrskih tehnik v industriji.

Raziskovalni reaktor je odigral ključno vlogo pri pripravi kadrov za delo v Nuklearni elektrarni Krško; z znanstveno tehnično podporo, izobraževanjem in usposabljanjem kadrov je izdatno pomagal pri gradnji, pridobivanju dovoljenj in zagonu jedrske elektrarne. Ko je jedrska elektrarna Krško začela obratovati, je ta med svojim varnostno in obratovalno odličnim delovanjem postavljala številne zanimive nove izzive jedrskim raziskovalcem.

Leta 2013 so podelili Nobelovo nagrado za odkritje Higgsovega Bozona, ki je bil eksperimentalno potrjen z detektorjema CMS in Atlas v CERN-u s komponentami, ki so bile testirane na reaktorju TRIGA, mednarodnem referenčnem centru za testiranje odpornosti na sevanje nevtronov.

V sodelovanju s CEA, največjim francoskim raziskovalnim institutom za alternativne energije, na TRIGI testiramo samonapajalne detektorje nevtronov, ki za svoje delovanje ne bodo potrebovali zunanjega napajanja, ampak se bodo napajali kar iz energije sevanja. Takšni detektorji bi v jedrski elektrarni v primeru popolne izgube zunanjega napajanja, kot npr. v Fukušimi, še vedno dajali informacije o dogajanju v reaktorju. S CEA sodelujemo tudi pri razvoju metod za detekcijo zlorabe jedrskega materiala, ki so tako natančne, da zlorab praktično ni mogoče prikriti. Po opravljenih eksperimentih in testiranjih raziskovalno opremo uporabimo v izobraževalne namene, zaradi česar se za praktične vaje na našem reaktorju zanimajo tudi tuji študenti in profesorji.

Na naši TRIGI so bile testirane elektronske komponente za ITER, največji fuzijski reaktor na svetu, ki se gradi v Franciji. Slovensko podjetje Dito-lighting, ki izdeluje na sevanje odporne LED-luči za jedrske objekte, pospeševalnike in podobne objekte, testira svoje izdelke pri nas.

Dandanes je odpornost elektronskih komponent na sevanje praktično nemogoče teoretično napovedati, zato pričakujemo, da bo to področje uporabe v prihodnosti še raslo. V bližnji prihodnosti zato načrtujemo še postavitev naprave za obsevanje z žarki gama.

Vsi eksperimenti na reaktorju so izdatno podprti z reaktorskimi preračuni in simulacijami. Ti pa potrebujejo neodvisno preveritev oziroma primerjavo z eksperimentom. S ponosom lahko povem, da je bil do nedavnega edini mednarodni referenčni eksperiment za eksperimentalno preveritev računskih simulacij kritičnosti reaktorjev TRIGA naš eksperiment iz leta 1991. Šele leta 2014 so podoben eksperiment na ameriški TRIGI objavili Američani. Leta 2016 smo objavili prvi referenčni eksperiment za porazdelitev moči v reaktorju TRIGA. Slednje dokazuje, da svetovnim trendom ne le sledimo, ampak jih tudi ustvarjamo.

Vseh teh dosežkov seveda ne bi bilo brez naših predhodnikov inž. Gabrovška, dr. Dimica, prof. Pregla, prof. Ravnika ter seveda skrbnih in spretnih operaterjev reaktorja, za katere je bilo in še vedno je delo na TRIGI več kot le služba.

Uspešen in mednarodno uveljavljen program raziskav, izobraževanja in usposabljanja na reaktorju bomo vsekakor nadaljevali in ga še širili. Z zapiranjem raziskovalnih reaktorjev po Evropi in razvojem novih raziskovalnih reaktorjev drugod po svetu se odpirajo nove priložnosti.

Prvi občasni varnostni pregled je pokazal, da je reaktor v odličnem stanju. Letos smo začeli z drugim občasnim varnostnim pregledom. Če bomo tudi v prihodnosti reaktor redno vzdrževali in ga pregledovali, bi verjetno lahko obratoval do okoli leta 2043, ko bi ga razgradili, ekipa, ki bi ob tem nabirala dragocene izkušnje, pa bi nekaj let za tem razgradila jedrsko elektrarno Krško. V luči gradnje druge jedrske elektrarne je z ekonomskega, upravnega, družbenega in tudi strokovnega vidika smiselno pred gradnjo JEK 2 zgraditi nov raziskovalni reaktor in obstoječo TRIGO razgraditi. Nov raziskovalni reaktor bi lahko dosegel prvo kritičnost že leta 2028.

Odločitev za uporabo jedrske energije za vsako jedrsko državo je zelo dolgoročna zaveza in obveza. Z jedrsko elektrarno namreč sobivamo približno stoletje, morda tudi več. V tem času se zgodijo ogromne spremembe v znanosti, tehnologiji in družbi (npr. samo v zadnjih 100 letih smo na območju današnje Slovenije zamenjali kar nekaj držav, družbenih ureditev, valut, izobraževalnih sistemov ipd.); to s seboj prinese tudi kadrovska, politična, ekonomska in druga tveganja tako za upravljavca jedrskega objekta kot tudi nadzornika, ki je v našem primeru država. Obvladovanje takšnih tveganj je mogoče le z lastnim, dolgoročnim in mednarodno vpetim raziskovalnim programom, ki se najlažje razvije in ohranja okoli raziskovalne infrastrukture, kot je naš raziskovalni reaktor TRIGA. Slovenija je do zdaj takšna tveganja znala obvladovati, upam, da bo tako tudi v prihodnje.

Vir slike: ric.ijs.si