POLSKIE DOŚWIADCZENIA W OBSZARZE

ENERGETYKI JĄDROWEJ

Autorzy prezentacji:

-Dorota Smakulska-Aleksandra Filarowska-Kamila Greczyło-Anna kluba

-Arkadiusz Maziakowski-Gabriela Graboń-Mateusz Pacyna

Konspekt prezentacji

• Podstawowe informacje na temat reaktorów badawczych MARIA i EWA

• Reaktor badawczy EWA

• Reaktor badawczy MARIA

• Znaczenie polskich reaktorów badawczych w Programie Polskiej Energetyki Jądrowej

• Podsumowanie

Podstawowe informacje na temat reaktorów badawczych MARIA i EWA

Źródło: http://dron.paa.gov.pl/

Reaktor jądrowy EWA

• EWA – Eksperymentalny Wodny Atomowy

• Reaktor konstrukcji Sowieckiej

• Rozpoczęcie budowy – 1956 r.

• Oddanie do eksploatacji – 14 czerwca 1958 r.

• Zakończenie eksploatacji – 24 lutego 1995 r.

• Rozpoczęcie likwidacji reaktora – 1997 r.

Źródło: http://www.ncbj.gov.pl/

Reaktor EWA – Parametry techniczne (pierwotne)

• Konstrukcja zbiornikowa, typu WWR-S

• Moderator i chłodziwo: Woda lekka

• 9 prętów regulacyjnych i awaryjnych

• Paliwo: 800 uranowych prętów paliwowych

• Moc cieplna 2 MW

Źródło: http://fotopolska.eu/

Reaktor EWA – Zastosowania reaktora

• Szkolenie polskich naukowców

• Badania struktury materiałów

• Produkcja izotopów do celów medycznych, przemysłowych i badawczych

Reaktor jądrowy Maria

• Reaktor polskiej konstrukcji opartej na reaktorze sowieckim

• Rozpoczęcie budowy – 16 czerwca 1970 r.

• Oddanie do eksploatacji – 18 grudnia 1974 r.

• Do dziś w eksploatacji

Źródło: http://www.iea.cyf.gov.pl/

Reaktor Maria – Parametry techniczne

• Reaktor typu basenowego

• Nominalna moc cieplna: 30 MW

• Moderator: woda i beryl

• Reflektor: woda i grafit

• Chłodziwo: woda

Źródło: http://www.ncbj.gov.pl/

Reaktor Maria – Zastosowanie

• Wywarzanie izotopów promieniotwórczych

• Modyfikacja materiałów poprzez napromieniowanie

• Produkcja krzemu

• Produkcja

• Badania radiochemiczne na wypalonym paliwie

• Badania na wiązkach neutronów

Reaktor EWA

Eksperymentalny Wodny Atomowy

Reaktor EWA podczas pracy, lata 1960-1963 [1]

Wizerunek reaktora umieszczony został na odwrocie banknotu o nominale 20 000zł.

Podpis premiera J. Cyrankiewicza, który dokonał uroczystego otwarcia reaktora EWA [2]

Źródło: http://otwock.fotopolska.eu/

Wkład działalności reaktora w rozwój nauki

• Reaktor EWA był jednym z najlepiej i najdłużej eksploatowanych jądrowych reaktorów badawczych na Świecie .

• Badania struktury materiałów

• Rozwój elektroniki jądrowej

• Rozwój fizyki i inżynierii reaktorowej

• Wytwarzanie izotopów

• Przez pierwsze pięć lat pracy reaktora EWA opublikowano 246 prac naukowych stworzonych na podstawie badań przeprowadzonych w reaktorze.

Prof. Bronisław Buras –promotor prac doktorskich opartych na badaniach przeprowadzonych w reaktorze EWA –w otoczeniu swoich doktorantów, 1968 [3]

Rodzaje i zastosowanie izotopów wytwarzanych w reaktorze

Izotopy uzyskiwane z substancji naświetlanych w rdzeniu reaktora były podstawowym narzędziem w rozwoju zastosowań technik jądrowych:

• diagnostyki i terapii medycznej

• Fosfor P-32 oraz Samar Sm-153 , diagnostyka nowotworów układu kostnego i znakowanie krwinek czerwonych

• Technet-99m oraz Molibden-99 używane w chemioterapii

• sterylizacji radiacyjnej dla medycyny

• Kobalt Co-60 stosowany zarówno w sterylizacji narzędzi chirurgicznych jak i leczenia nowotworów.

Sterownia reaktora EWA, 1968 [4]

Źródło: http://www.nuclear.pl/

Proces dekontaminacji reaktora

• 1995 – wyłączenie reaktora

• 1997 – rozpoczęcie procesu dekontaminacji reaktora (czyli proces usunięcia szkodliwych substancji)

• 1997-1999 – usunięcie paliwa, dekontaminacja elementów konstrukcyjnych (88 ton materiału)

• 2002 – zakończenie fazy drugiej procesu, co oznacza usunięcie paliwa oraz wszelkich materiałów, o znacznym (mogącym stwarzać zagrożenie poziomie aktywności)

• Paliwo z reaktora, po zamknięciu w szczelnych pojemnikach wypełnionych gazem obojętnym (helem), przechowywane jest w mokrych przechowalnikach (widoczny na zdjęciu [5]) na terenie Instytutu

• Część wypalonego paliwa, wraz z paliwem z reaktora MARIA (ł ącznie 450 kg wzbogaconego wypalonego paliwa), została w latach 2009-2010 wywieziona w pięciu transportach do Rosji (kraju pochodzenia)

Źródło: http://www.paa.gov.pl/

Koncepcja wykorzystania betonowego korpusu reaktora EWA jako suchego przechowalnika

wypalonego paliwa

• Do fazy trzeciej procesu dekontaminacji ("zielonej trawy") nie doszło. W korpusie osłony biologicznej reaktora planuje się zainstalowanie suchego przechowalnika wypalonego paliwa z reaktorów EWA i MARIA

• Zanim zostanie opanowana technologia przeróbki wypalonego paliwa (transmutacji), musi być ono bezpiecznie przechowywane przez kilkadziesiąt lat. Takiemu celowi służą suche przechowalniki

Zbiornik reaktora EWA, 2006 rok [6]

Reaktor badawczy MARIA

Widok na basen z rdzeniem reaktoraRdzeń umieszczony jest

na głębokości 7-miu metrów

Produkcja izotopów wykorzystywanych w medycynie

• do wytworzenia izotopów promieniotwórczych wykorzystuję się kanały izotopowe

• większość izotopów powstających w reaktorze MARIA są to izotopy wykorzystywane w medycynie nuklearnej

• Reaktor MARIA zajmuję się produkcją Technetu-99, który jest produktem rozpadu Mo-99

• Technet-99, stosowany jest w 80% procedur z zakresu medycyny nuklearnej

Badania materii

• Neutrony produkowane w reaktorze MARIA wykorzystywane są do badania materii skondensowanej za pomocą efektu rozproszenia fal neutronowych

• Umożliwia to badanie materiałów nanokrystalicznych, amorficznych i polikrystalicznych

Radiacyjna modyfikacja materiałów w reaktorze MARIA

Oddziaływanie neutronów z jądrami atomów danego materiału prowadzi do zmiany ich właściwości fizycznych. W przypadku topazu

jest to zmiana jego zabarwienia. Uzyskane w ten sposób topazy wykorzystywane są w przemyśle jubilerskim.

Radiacyjna modyfikacja materiałów w reaktorze MARIA

Neutronowe domieszkowanie krzemu - powstanie trwałego izotopu fosforu w krzemowej sieci krystalicznej w celu produkcji materiałów półprzewodnikowych typu n. Reakcja ta zachodzi według schematu:

Si-30�,�

P-31

Znaczenie polskich reaktorów badawczych w Programie Polskiej Energetyki Jądrowej

Wsparcie programu polskiej energetyki jądrowej

• Bezpieczeństwo jądrowe i ochrona radiologiczna (dozymetria, symulacje, analizy ryzyka)

• Monitoring radiologiczny otoczenia obiektów jądrowych

• Ekspertyzy dotyczące pracy instalacji jądrowych

• Badania lokalizacyjne przyszłych EJ (analizy geologiczne, hydrologiczne, sejsmiczne, środowiskowe)

• Badania jakościowe oraz kwalifikacja materiałów i urządzeń do instalacji jądrowych, inżynieria materiałowa

• Postępowanie z wypalonym paliwem jądrowym i gospodarka odpadami promieniotwórczymi

• Opracowania eksperckie

• Bieżące zaangażowania NCBJ w programach krajowych i międzynarodowych z obszaru energetyki jądrowej

• Kluczowa Infrastruktura

Badania lokalizacyjne przyszłych EJ

• Badania jakościowe oraz kwalifikacja materiałów i urządzeń do instalacji jądrowych, inżynieria materiałowa

• Postępowanie z wypalonym paliwem jądrowym i gospodarka odpadami promieniotwórczymi

• Opracowania eksperckie

• Bieżące zaangażowania NCBJ w programach krajowych i międzynarodowych z obszaru energetyki jądrowej

• Kluczowa Infrastruktura

Zakłady zajmujące się energetyką jądrową

• Zakład Energetyki Jądrowej (EJ1)

• Laboratorium Pomiarów Dozymetrycznych (LPD)

• Laboratorium Badań Materiałowych (LBM)

• Centrum informatyczne Świerk (CIŚ)

Projekty

• Projekt „Allegro”

• Programy NCBiR

• Projekt Euratom

• Projekt NURESAFE

• „Fast running tools - CSNI/WGAMA and CRPPH /WPNEM benchmarking project”

• Współpraca ze stowarzyszeniem EURADOS nad projektami: WG6, WG7

• Program MINOS

• Współpraca z MNiSW (dozymetria)

• Projekt „Szkoła z przyszłością”

Popularyzacja energetyki jądrowej i szkolenie kadr

• Edukacja społeczna (wykłady, laboratoria, wystawy, wycieczki, konkursy, debaty, imprezy otwarte, współpraca z mediami)

• Szkolenia (pracowników firm zaangażowanych w program energetyki jądrowej, w zakresie ochrony radiologicznej)

• Międzynarodowa Szkoła Energetyki Jądrowej

• Dydaktyka (Studium doktoranckie, studia podyplomowe, praktyki i staże, kształcenie nauczycieli

• Współpraca w zakresie edukacji z Polską Grupą Energetyczną

Podsumowanie

• Reaktory badawcze w Polsce od 1958

• Reaktor Ewa 1958-1995

• Reaktor Maria 1974-

• Cele i korzyści

• Doskonalenie umiejętności polskich naukowców

• Rozwijanie różnych działów i zagadnień jądrowych

• Wytwarzanie izotopów promieniotwórczych

• I inne

• Wytwarzane izotopy

• Fosfor P-32

• Samar Sm-153

• Technet 99m

• Molibden 99

• Kobalt Co-60

• Wpływ reaktorów badawczych na rozwój Polskiego Programu Energetyki Jądrowej

• Znaczenie Energetyki Jądrowej dla Polski

• Potrzeby

• Obawy

Energetyka Jądrowa nie taka straszna jak ją malują☺

Dziękujemy za uwagę!