Jesteśmy o krok od zbudowania kolejnego reaktora w Polsce. "Odporność na wszelkiego rodzaju awarie"

Pod Warszawą ma zostać zbudowany nowy reaktor jądrowy. Podpisano już list intencyjny, który jest skutkiem wizyty przedstawicieli Ministerstwa Energii na Wyspach Brytyjskich. Nie każdy jednak zdaje sobie sprawę, że Polska od lat dysponuje swoim własnym - i to wcale nie pierwszym - reaktorem jądrowym. Ten znajduje się w Otwocku. Do tego jest w 100 proc. polskiej produkcji, udowadniając, że nasi inżynierowie też potrafią dumnie grać na międzynarodowej arenie.

Po 195. roku ZSRR - w związku ze zdjęciem klauzuli tajności - mógł przekazać socjalistycznym państwom badawcze reaktory doświadczalne. Polska otrzymała wówczas gotowy reaktor oraz paliwo jądrowe. Dzięki niemu przeprowadzono w naszym kraju szereg badań i rozwinięto wiele nowych dziedzin nauki i techniki. Fizyka reaktorowa, inżynieria reaktorowa czy elektronika jądrowa to działy nauki i techniki, które w Polsce powstały właśnie dzięki temu jednemu reaktorowi Ewa. Modernizowany i ulepszany, z początkowej mocy 2 MW, osiągnął aż 10 MW. Był to jeden z najlepiej i najdłużej eksploatowanych reaktorów jądrowych na całym świecie. 24 lutego 1995 roku został wyłączony.

Kolejny reaktor, Maria, to jedyne działające w Polsce tego typu urządzenie. Rok po powstaniu programu budowy, 20 listopada 1965 roku Rada Techniczna przyjęła projekt drugiego - tym razem polskiego - doświadczalnego reaktora jądrowego 30-MW typu wodno-berylowego, o nazwie roboczej R-2. 18 grudnia 1974 roku przystąpiono do doświadczenia krytycznego, a eksploatację rozpoczęto w następnym roku. Zaprojektowany przez polskich techników i specjalistów wielozadaniowy reaktor o wysokim strumieniu neutronów stanowił uzupełnienie możliwości Ewy. Służył też jako element koniecznych badań nad programami budowy i eksploatacji elektrowni atomowych. Później zmieniono profil Marii z badawczego na produkcyjny i w takim stanie działa on do dzisiaj pod Warszawą.

- Przez 40 lat działalności reaktora nie zdarzyła się żadna niepokojąca sytuacja - mówił w wywiadzie z Wirtualną Polską Grzegorz Krzysztoszek, zastępca dyrektora ds. reaktorów w Instytucie Energii Atomowej POLATOM. * Maria to obecnie jeden z najlepszych reaktorów w Europie*. Atrakcyjność polega między innymi na stosunkowo młodym wieku, wysokiej efektywności i oddaleniu od dużych aglomeracji ludzkich. Większość reaktorów badawczych i produkcyjnych na naszym kontynencie musiała zostać wyłączona właśnie m.in. przez nieodpowiednią lokalizację.

Teraz naukowcy z Narodowego Centrum Badań Jądrowych rozważają budowę w Świerku pod Otwockiem nowego badawczego reaktora jądrowego - reaktora wysokotemperaturowego (HTGR). Instytut podpisał w tej sprawie list intencyjny z brytyjskim konsorcjum. Obecni na spotkaniu przedstawiciele zapewniali, że technologia ta jest szczególnie obiecująca ze względu na możliwości wytwarzania ciepła przemysłowego i odporność na wszelkiego rodzaju awarie.

Prof. Grzegorz Wrochna z NCBJ powiedział, że kogeneracja jądrowa to proces jednoczesnego wytwarzania energii elektrycznej i ciepła w reaktorach jądrowych, z której mogą korzystać duże zakłady przemysłowe. Oznacza to, że reaktory takie mogą mieć niezbyt wielką moc cieplną rzędu kilkuset megawatów, za to dostarczać ciepło przemysłowe o wysokich parametrach. To wystarczy, aby np. strategiczne gałęzie przemysłu w Polsce dysponowały własnymi źródłami energii, całkowicie uniezależniając się od zewnętrznych dostawców. Takim przykładem może być branża chemiczna lub rafinerie.

Polsko-brytyjska współpraca w rozwoju tej technologii była jednym z tematów rozmów polskich wiceministrów energii: Andrzeja Piotrowskiego i Michała Kurtyki z brytyjską minister energii i zmian klimatu Amber Rudd.

Reaktory wysokotemperaturowe HTGR, dzięki zastosowaniu specjalnego paliwa, w którym uran chroniony jest warstwami węglika krzemu oraz obojętnego chemicznie helu jako chłodziwa, pozwalają bezpiecznie operować znacznie wyższymi temperaturami niż typowe reaktory chłodzone wodą. To pozwala na uzyskanie doskonałych parametrów ciepła przemysłowego. Odporność paliwa na warunki ekstremalne powoduje, że nawet przy awarii wszystkich systemów bezpieczeństwa i całkowitej utracie chłodziwa, reaktor samoczynnie wychładza się, nie grożąc emisją substancji radioaktywnych do otoczenia. Dzięki temu reaktory mogą być budowane w bezpośredniej bliskości innych instalacji przemysłowych i produkować energię elektryczną oraz ciepło znacznie bliżej odbiorcy, nie narażając go na straty przesyłowe. Reaktory HTGR ze względów konstrukcyjnych nie mogą mieć tak dużych mocy, jak np. tzw. reaktory lekkowodne. Nie nadają się więc do realizacji programu polskiej energetyki jądrowej, zakładającego budowę reaktorów o łącznej mocy
elektrycznej 600. MW.

Zastąpienie 4-6 wielkich reaktorów lekkowodnych kilkudziesięcioma reaktorami HTGR byłoby jednak zbyt kosztowne. Ale zastosowanie ich tam, gdzie prócz energii elektrycznej niezbędne jest ciepło o wysokiej temperaturze, jest ekonomicznie dobrze uzasadnione. Naukowcy z centrum chcą, aby do 202. roku powstał w Świerku badawczy reaktor wysokotemperaturowy o mocy 10 MWt i elektrycznej 4 MWe (w energetyce stosowane są oznaczenia odróżniające moc cieplną od mocy elektrycznej - Wt dla mocy cieplnej i We dla mocy elektrycznej).

Prace nad projektowaniem, analizami bezpieczeństwa i budową takiego reaktora pozwoliłyby rozwinąć i utwierdzić w praktyce kompetencje ekspertów NCBJ, ważne także dla obecnego programu polskiej energetyki jądrowej. Jednocześnie zaś przygotowałyby nas do wdrożenia w Polsce na skalę przemysłową reaktorów wysokotemperaturowych, dzięki którym energochłonny polski przemysł może zyskać dużą przewagę konkurencyjną.

Więcej o polskich reaktorach jądrowych przeczytacie w naszej galerii: Polskie reaktory jądrowe - gdzie są i jak działają?

Sebastian Kupski - WP / PAP