Začetnik slovenske jedrske dobe v pričakovanju naslednika

Na obrobju Ljubljane, obdan z avtocesto, reko Savo in z osrednjim slovenskim elektroenergetskim vozliščem Beričevo, stoji reaktorski center Inštituta Jožef Stefan (IJS). Njegovo srce je poskusni reaktor Triga, jedrski objekt, ki deluje že vse od leta 1966 in letos praznuje 60. obletnico. Na njem so znanje pridobivali dejansko vsi slovenski jedrski strokovnjaki.  

»Triga je bila v Jugoslaviji postavljena z mislijo na prihodnjo gradnjo jedrskih elektrarn pa tudi česa drugega,« se pomenljivo namuzne dr. Luka Snoj, vodja odseka za reaktorsko fiziko na IJS, kamor spada reaktor. »Zgradili so jo leta 1966, odločitev za gradnjo NEK pa je bila sprejeta deset let pozneje. To je bil začetek jedrskega znanja v Sloveniji.«

Poskusni reaktor je ameriške izdelave. Triga pomeni Training, Research & Isotope production by General Atomics. »Osnovna ideja snovalcev je bila izdelati reaktor, ki bo tako varen, da z njim lahko upravlja vsak in da ne more povzročiti večje nesreče.«

Po svetu so zgradili 60 tovrstnih rektorjev na dejansko vseh celinah, razen v Avstraliji. Skrivnost tega reaktorja je po Snojevih besedah v gorivu. »Gorivo je uran cirkonijev hidrid, zaradi katerega ima reaktor t. i. takojšnje povratne učinke. Takoj ko moč reaktorja naraste in se gorivo segreje, se reaktor zaradi prisotnosti vodika v gorivu sam od sebe zaustavi.« 

Povprečna starost – 60 let

Evropa je po Snojevih besedah v svoji zgodovini – od druge svetovne vojne do danes – zgradila približno 300 raziskovalnih reaktorjev. Slovenska Triga je danes eden izmed približno 30 preostalih obratujočih raziskovalnih reaktorjev v Evropi. Njihova povprečna starost je več kot 60 let.

Raziskovalne reaktorje po Snojevih besedah delimo na tri tipe, ki se razlikujejo predvsem po moči. »Reaktorji nizkih moči so primarno namenjeni izobraževanju in usposabljanju. Reaktorji visokih moči se uporabljajo predvsem za izdelavo radioaktivnih izotopov, raziskave materialov, v zadnjem času tudi beljakovin in molekul, pa tudi za testiranje materialov za jedrske elektrarne. Potem pa so tu še večnamenski reaktorji srednjih moči, kakršen je tudi naš reaktor Triga.«

Ena ura obsevanja za simulacijo desetih let

Reaktor danes v veliki meri uporabljajo za izobraževanje in usposabljanje. »Na inštitutu imamo izobraževalni center za jedrsko tehnologijo, v katerem usposabljamo kadre, ki bodo delali v jedrski elektrarni, pri lastniku jedrske elektrarne in v podjetjih, ki delajo za jedrsko elektrarno. Zanje organiziramo različne tečaje, od dvodnevnih do šestmesečnih, ki vključujejo tudi usposabljanje na reaktorju.«

Poleg tega pa izvajajo tudi različne raziskave s področja kemije in znanosti o okolju. Reaktor namreč uporabijo za vir nevtronov za nevtronsko aktivacijsko analizo, ki je ena najbolj občutljivih in natančnih splošnih kemičnih analitskih metod. »Z eno analizo pokrijemo 2/3 periodnega sistema elementov,« se je pohvalil Snoj.

Veliko delajo tudi na področju preizkušanja odpornosti na sevanje. »Naši kolegi z odseka za eksperimentalno fiziko osnovnih delcev že od leta 2000 sodelujejo s Cernom pri razvoju detektorjev, ki so pri obratovanju izpostavljeni sevanju. V eni uri obsevanja na Trigi lahko simuliramo deset let obratovanja komponent.« Kot pravi Snoj, so postali neke vrste referenčni center za obsevanje z nevtroni za velike pospeševalnike, kamor na testiranje pošiljajo komponente s celotnega sveta.

Reaktor pa uporabljajo tudi kot orodje za preverjanje izračunov pri delu za NEK. Dr. Snoj je prepričan, da med slovenskim raziskovalnim in komercialnim jedrskim programom obstaja veliko sinergij. »Slovenski jedrski program se je začel okrog Trige, okrog reaktorja se je razvil center razvoja jedrskega znanja v Sloveniji. In to znanje je na voljo vsem, od upravljavca jedrskega objekta, kot je družba NEK, do lastnika jedrskega objekta, to je družba GEN energija, pa tudi regulatorju, Upravi RS za jedrsko varnost ter šolskemu, izobraževalnemu in raziskovalnemu sistemu. Kadri, ki so postavljali reaktor Triga, so lahko izkušnje uporabili pri gradnji NEK. Znanje, ki se je tukaj razvilo, je služilo in še danes služi NEK-u.«

»Čas je za kaj novega«

Reaktor Triga je po 60 letih obratovanja že nekoliko zastarel, čeprav se dr. Snoj tej besedi izogiba. »Triga je star reaktor; kot precej drugih se tudi ta spoprijema z določenimi izzivi. Danes obratuje na skrajnem robu zmogljivosti, in sicer za namene, ki so bili med snovanjem reaktorja še nezamisljivi. To nikakor ne pomeni, da obratovanje ni varno, je pa ta tehnologija iz 60. let prejšnjega stoletja na robu zmožnosti.«

Vztraja, da Triga kljub vsemu ni povsem zastarela. »Še vedno lahko prispeva k reševanju nekaterih izzivov sodobnega časa.«

Je pa po njegovih besedah vseeno skrajni čas, da začnemo razmišljati o tem, kako naprej. »Podobno kot z avtomobilom: če ga zgledno vzdržujete, lahko brez težav vozite tudi 60 let star avtomobil. In mi Trigo vsekakor zgledno vzdržujemo, vsakih deset let prestanemo t. i. občasni varnostni pregled. In tako jo lahko držimo pri življenju še nedoločeno dolgo.«

Se pa seveda pri tem začno nabirati stroški za vlaganje v posodobitve in vzdrževanje. »Inštrumentacija bo kmalu zastarela, rezervne dele za komandni pult je vedno težje dobiti. Na neki točki se bomo, tako kot s starim avtomobilom, morali vprašati, koliko ima to še smisel.«

Sodobni avtomobili in tudi sodobni reaktorji namreč ponujajo precej več možnosti. »Danes so na primer zahteve po natančnosti meritev malo višje. In čas bi bil, da v Evropi, ki razpolaga s povprečno 60 let starimi raziskovalnimi reaktorji, začnemo ne samo razmišljati, ampak se tudi odločati o čem novem.«

Argentinski »state-of-the-art«

Obrisi morebitnega novega raziskovalnega reaktorja, ki bi nadomestil Trigo, že nastajajo: »Trenutno izvajamo t. i. ciljni raziskovalni projekt, ki ga financira ministrstvo za znanost, v sklopu katerega načrtujemo izdelavo načrta razvoja raziskovalne jedrske infrastrukture v Sloveniji in priprave izvedljivostne študije za nov raziskovalni reaktor,« je pojasnil Snoj. »Pričakujemo, da bomo imeli v enem letu vse potrebne dokumente, da jih bomo lahko predali ministrstvu za znanost in mogoče še kateremu, nato pa bo država lahko sprejela odločitev, kako naprej.«

V okviru projekta so bili s kolegi na začetku marca v Argentini, kjer bodo decembra letos zagnali nov raziskovalni jedrski reaktor RA10. »Šli smo na ogled in lahko rečem, da je res state-of-the-art. Obiskali smo tudi podjetje INVAP, ki te reaktorje proizvaja in ki trenutno gradi raziskovalne reaktorje na več celinah.«

In za kaj bi ga uporabljali? »Potekajo že neformalni pogovori s skupnostjo, ki uporablja nevtrone za študij snovi. Pogovarjamo se s skupnostjo, ki uporablja radionuklide za diagnostiko in zdravljenje. Pogovarjamo se s skupnostjo, ki reaktor potrebuje za izvajanje eksperimentov za testiranje raznih komponent pri razvoju novih reaktorjev.«

Poleg tega je, je nadaljeval Snoj, v Evropi ogromno zagonskih podjetij na področju malih modularnih reaktorjev in fuzijskih reaktorjev, ki bodo potrebovali infrastrukturo za jedrsko testiranje raznih komponent, od inštrumentacije do materialov. Tudi Cern – Evropski center za jedrske raziskave – že danes pri njih redno izvaja testiranja. »Torej, preverjamo, kaj je na trgu mogoče dobiti in kakšne so potrebe skupnosti, tj. kaj bi Evropa najbolj potrebovala.«

VERONICA se predstavi

Kot optimalna varianta se po Snojevih besedah izkazuje en jedrski objekt z dvema reaktorjema – en reaktor male moči za izobraževanje in usposabljanje, ki bi bil na voljo za študente, bodoče operaterje jedrskih elektrarn in druge zaposlene v jedrski industriji, drug reaktor pa bi bil srednje moči, okoli 10 MW, ki bi bil večnamenski – za proizvodnjo izotopov, testiranje materialov, uporabo nevtronov za raziskave snovi, preizkušanje komponent …

Projekt so poimenovali VERONICA – Versatile European Reactor for Neutron Irradiation and Nuclear Research.

Ključna beseda in tudi tržna niša je raznolikost. »V Cadarachu v Franciji je že več desetletij v gradnji raziskovalni reaktor Jules Horowitz, ki bo reaktor visoke moči, približno 100 MW, in bo namenjen proizvodnji izotopov ter testiranju materialov. Nizozemska gradi raziskovalni reaktor Pallas, ki bo namenjen izključno proizvodnji radionuklidov, torej radioaktivnih izotopov. In to je konec seznama evropskih novogradenj,« je razlago začel Snoj. »V obeh primerih gre za ozko specializirana reaktorja, mi pa želimo konkurirati z raznolikostjo in s hitrostjo. Da vzpostavimo raziskovalno platformo, na kateri lahko industrija zamisli preizkusi v nekaj mesecih. To bi bila naša tržna niša.«

Naložbo ocenjuje na približno 400 milijonov evrov.

Priprava na naložbo v JEK 2?

Pa ga ne skrbi, da bi bila lahko takšna investicija v času, ko država razmišlja o gradnji drugega bloka jedrske elektrarne, dojeta kot konkurenca? Nasprotno, dr. Snoj je prepričan, da bi bila lahko v pomoč pri zniževanju stroškov.

»V Evropi se je po Černobilu razvoj jedrske tehnologije v Evropi dejansko ustavil, gradnja novih reaktorjev je zamrla, znanje se je začelo izgubljati, ljudje so se usmerili na druga področja. Je pa jedrska elektrarna še vedno eden izmed kompleksnejših strojev, kar jih imamo, zakonodaja pa se je ob tem v zadnjih desetletjih močno zaostrila. Gradnja jedrskega objekta je zahteven postopek, za katerega so ključne izkušnje. Tako kot mora športnik vsak dan trenirati, tako kot mora kirurg redno operirati. 40 let premora pri gradnji jedrskih objektov se pozna. Rusi in Kitajci znajo jedrsko elektrarno zgraditi bistveno hitreje, ker imajo stalno prakso.«

Zato bi bila po njegovem mnenju ravno gradnja novega raziskovalnega reaktorja priložnost za vnovično pridobivanje dragocenih izkušenj pri gradnji jedrskega objekta in bi lahko služila tudi kot priprava nekaj desetkrat večjo investicijo v JEK 2. »In če uspemo na podlagi teh izkušenj preprečiti morebitne zamude na projektu JEK 2, bi se finančna korist v obliki nižjih stroškov kapitala lahko štela v stotinah milijonov evrov.«

Gradnja novega raziskovalnega reaktorja, kot si jo zamišlja Snoj, bi bila torej lahko tudi naložba v nižje stroške gradnje JEK 2. »Ne samo investitor in upravljavec, tudi celoten državni aparat bi dobili dragocene izkušnje, na kaj je treba paziti. Investicija v raziskovalni reaktor bi se tako lahko poplačala že v obliki hitrejše gradnje in posledično nižjih stroškov JEK 2, poteg tega pa bi dobili novo raziskovalno opremo, ki bi omogočala razvoj stroke nadaljnjih 100 let.«

Pri tem navaja pred kratkim objavljeno nizozemsko študijo, povezano z reaktorjem Pallas, ki je pokazala, da lahko gradnja predhodnega raziskovalnega reaktorja pri gradnji nove jedrske elektrarne prihrani med 500 milijonov in milijardo evrov.

Poleg tega bi si pri gradnji raziskovalnega reaktorja pomagali z evropskimi sredstvi. »To bi moral biti mednarodni, evropski reaktor na slovenskih tleh,« razmišlja Snoj. »Slovenija bi gostila en del evropske raziskovalne infrastrukture.« 

VIR: https://www.nas-stik.si/