V.A. Peršukov: Reaktor MBIR pomůže zahájit průmyslové využívání rychlých reaktorů

• Foto

Mohl byste stručně charakterizovat projekt MBIR?
Nový reaktor je také prakticky třikrát větší než stávající BOR-60, což umožňuje provádět více experimentů naráz. Tendence vývoje rychlých výzkumných reaktorů ukazuje, že v roce 2025 by mohl být MBIR jediným zařízením svého typu na světě.

Jaké výzkumy na něm budou prováděny?
Program pro MBIR bude pokračováním prací, které dnes probíhají v reaktoru BOR-60. To znamená zkoumání nových typů jaderného paliva a chování konstrukčních materiálů aktivní zóny v náročných podmínkách, například při chlazení vysokoteplotním plynem, olovem, sodíkem nebo směsí olova a bismutu. Je těžké najít jiné výzkumné zařízení, které by bylo schopno provádět experimenty v těchto prostředích. Dále rozpracováváme programy rozvoje technologií produkce radionuklidů a jejich využití.

Přibližme si přínosy testování paliva v reaktoru MBIR pro provoz energetických rychlých reaktorů.
Zkoušky různých typů paliva pro rychlé reaktory již probíhají v reaktoru BOR-60. Ačkoli dnes už funguje demonstrační reaktor BN-800, který přirozeně odpovídá mnohem lépe podmínkám reálného energetického reaktoru, některé experimenty stejně potřebujeme nejdříve provést ve výzkumném reaktoru. V rámci projektu MBIR zvyšujeme intenzitu neutronového toku a můžeme provádět ozařování při vysokých teplotách a v různých podmínkách včetně sodíku, což je oblast dosud nedostatečně prozkoumaná z technologického pohledu. Ne z hlediska výzkumu jako takového, ale přímo technologií, které by umožnily používat rychlé reaktory v průmyslovém měřítku.

K čemu je dobré stavět takto výkonný výzkumný reaktor? Záleží výzkumníkům na velikosti výkonu?
Energetický výkon není přímo to, co by bylo pro vědce důležité, ale tím, že jej využijeme k dodávkám elektřiny, zlepšíme ekonomické parametry projektu. Energetický výkon odpovídá intenzitě neutronového toku, což je hlavní nástroj pro provádění experimentů. Neutronový tok má vliv na dobu trvání pokusů, takže bude-li pokus trvat tři roky místo deseti, vědci se dostanou mnohem dříve k analýze vzorků. V tomto spočívá hlavní výhoda výzkumného reaktoru s velkou intenzitou toku neutronů. Díky vysokému výkonu také budeme moci dosahovat při pokusech velkého rozsahu teplot.

Očekáváte, že MBIR přinese pokrok ve výzkumu materiálů?
Samozřejmě, jak již bylo řečeno, umožní nám zkrátit trvání experimentů, což nám jednoznačně poskytne technologickou výhodu oproti konkurenci. Také se MBIR stane unikátním výzkumným nástrojem, který pomůže vědcům při vývoji reaktorů IV. generace.

Poměrně běžné je, že výzkumné reaktory jsou používány částečně k lékařským účelům. Máte podobné plány s reaktorem MBIR?
MBIR bude víceúčelový komplex a předpokládáme, že do něj budou zapojena zařízení pro všechny obory jaderné medicíny. Nakolik to bude využíváno, záleží na představitelích z lékařské sféry. Budeme rádi, když se přidají do společenství vznikajícího kolem projektu MBIR. Posuzujeme také programy produkce radionuklidů, ačkoliv nepůjde o hlavní činnost tohoto reaktoru.

Jak bude fungovat Mezinárodní výzkumné centrum, které bude založeno při reaktoru MBIR?
Když jsme připravovali strukturu výzkumného centra, brali jsme v úvahu, že zájem partnerů může být různý. Někteří budou chtít stálý přístup k reaktoru, jiní jej použijí jen při konkrétních výzkumných úkolech a další třeba ještě neví, zda by byl pro jejich práci vhodný. Proto počítáme s účastí v různých formách s tím, že bude uplatněno pravidlo, kdo dřív přijde, ten bude mít zvýhodněné podmínky“. Finanční princip je založen na tom, že přístup k neutronovému toku (resp. čas práce na reaktoru) odpovídá finančnímu vkladu do výzkumného centra. Kromě toho spoléháme na vytvoření mnohostranného výzkumného programu orientovaného směrem, který je zajímavý pro široký okruh partnerů, včetně zemí začínajících s mírovým využíváním jádra. Od tohoto programu si slibujeme přitáhnutí pozornosti výzkumných ústavů světového významu, které mají větší zkušenosti s prací v mezinárodním výzkumném společenství. To pomůže rozšířit v celosvětovém měřítku systém výměny znalostí, uchování výzkumných dovedností a jejich další rozšíření.

Jaký je v zahraničí zájem o účast v tomto centru?
O tento výzkumný nástroj je bezpochyby zájem po celém světě. Řada zemí se zajímá o směřování vývoje rychlých reaktorů, protože jde o klíč k dokončení technologií uzavřeného palivového cyklu. Dnes se jaderná energetika nachází pod konkurenčním tlakem ostatních zdrojů energie a navíc se projevují vnitřní problémy, takže je nutné ji posunout na novou úroveň. Při uzavírání palivového cyklu budou rychlé reaktory sloužit k vyřešení pěti klíčových problémů: bezpečnost, konkurenceschopnost, nedostatek surovin, přepracování použitého jaderného paliva a vysoce aktivních odpadů a také nešíření štěpných materiálů a zbraňových technologií.

S pomocí rychlých reaktorů je možné řešit jeden z nejzávažnějších ekologických problémů - přepracování nahromaděných radioaktivních odpadů, jejich uvedení do bezpečného stavu a současně zabezpečení dodávek energie, která je pro lidstvo nepostradatelná. Přiblíží nás to k jakési ideální jaderné energetice, která neprodukuje odpady takové, jimiž by se musel zabývat speciální a velmi nákladný obor. Avšak k většímu rozšíření rychlých reaktorů je nutné provést komplexní analýzu, najít optimální řešení a ověřit je jak z hlediska konstrukčních materiálů, tak samotného jaderného paliva, což není možné bez odpovídající výzkumné infrastruktury. V Evropě existuje iniciativa pro udržitelný rozvoj jaderné energetiky, která navrhuje čtyři typy jaderných reaktorů, včetně projektu ALLEGRO rozvíjeného českou společností ÚJV Řež a slovenskou VÚJE. V současnosti však tyto projekty potřebují přejít k testování technologických řešení na experimentálním zařízení.

Jak ukázal seminář, který proběhl v červnu v Dimitrovgradu, zájem existuje i ve světě. Víceúčelovost obsažená v projektu jej dělá atraktivním pro různé typy uživatelů od komerčních společností podnikajících v oblasti aplikovaného výzkumu přes výzkumné ústavy až po země, které se začínají zabývat výzkumem v oblasti jádra. Počet výzkumných reaktorů ve světě klesá a stáří většiny z nich se blíží 50 letům, takže se otázka zabezpečení jejich dalšího provozu stává velmi významnou. Nových výzkumných reaktorů ve výstavbě je velmi málo, protože jde o velmi nákladné objekty vyžadující rozsáhlou podpůrnou infrastrukturu, zkušeného provozovatele a rozvinutou vědeckou základnu. Všechny tyto faktory dohromady zmenšují pole pro nové projekty, a ty se tak soustředí pouze kolem velkých výzkumných center, která mohou všechny tyto požadavky naplnit. Celkově to odpovídá koncepci Mezinárodní agentury pro atomovou energii, která směřuje k regionálním a globálním centrům pro kolektivní výzkum.

Projevila zájem o výzkum na reaktoru MBIR i nějaká česká společnost?
Již dlouhou dobu spolupracujeme s českými společnostmi v oblasti energetických zařízení, nyní na reaktoru BOR-60, a podobná řešení budou uplatněna i v případě projektu MBIR. Například jsme ve stálém kontaktu s našimi českými partnery v oblasti projektování a potenciálně také v oblasti dodávky energetických zařízení. Na rozdíl od ostatních výzkumných reaktorů bude mít reaktor MBIR také energetický účel, což umožní zlepšit jeho vliv na životní prostředí (namísto spotřeby elektřiny ze sítě ji bude dodávat). Také bude představovat užitečný zdroj v regionu, který trpí nedostatkem energie. Počítáme dále s tím, že náš projekt zaujme českou společnost ÚJV Řež, která se do něj zapojí. Reaktor MBIR pro ni může představovat inovativní způsob obnovení a rozšíření její výzkumné infrastruktury a mezinárodní výzkumné centrum cestu k uchování a dalšímu rozvoji českých výzkumných zkušeností a dovedností.

Betonování základů proběhlo v loňském roce. Jak od té doby postoupily práce? Kdy má být reaktor uveden do provozu a jaké první výzkumné práce jsou na něm očekávány?
V loňském roce začalo betonování základů a nyní probíhá montáž stropní konstrukce prvního patra (výška -6 metrů oproti terénu) a připravuje se betonáž těchto stěn. Termín uvedení do provozu je stanoven na konec roku 2019. Nejdříve přikročíme k výzkumným pracím, které nyní probíhají v reaktoru BOR-60 a jejichž plánované trvání překračuje rok 2020, kdy má být tento reaktor vyřazen z provozu. Za tímto účelem připravujeme speciální mechanismus překládky. Potom bude probíhat vybavování reaktoru výzkumným zařízením, které bude odpovídat přáním členů mezinárodního výzkumného centra. K tomu patří také nezávislé smyčky pro výzkum různých chladicích látek.

Vjačeslav Alexandrovič Peršukov (1958) Narodil se v městě Magnitka v Čeljabinské oblasti. Vystudoval obor mechanika na matematickofyzikální fakultě Moskevské státní univerzity. V letech 1980 až 1995 pracoval v Energetickém výzkumném ústavu G. M. Krzyžanovského, kde pracoval na pozicích počínaje inženýrem a konče hlavním výzkumným pracovníkem. Později pracoval v různých společnostech v komerční sféře. Mezi lety 2005 a 2008 pracoval ve společnost West Siberian Resources jako technický ředitel a poté se stal generálním ředitelem firmy SN-Neftegaz. V roce 2011 přešel do Rosatomu, kde působí jako náměstek ředitele a ředitel oddělení pro řízení inovací. Je doktorem technických věd, profesorem a akademikem Ruské akademie přírodních věd.

ÚČAST ČESKÝCH FIREM NA PROJEKTU MBIR
Projektování reaktoru MBIR se účastní také uherskobrodská společnost EGP INVEST, která v roce 2013 dodala projekt strojovny s vyvedením výkonu. Společnost EGPI, která je součástí Skupiny ÚJV, se dlouhodobě účastní projektových prací na projektu MBIR. Konkrétně jde o technický projekt a realizační projekt objektu strojovny tohoto zařízení. Pro EGPI jde o příležitost účasti na projektu jednoho z nejmodernějších jaderných zařízení současné doby – na výzkumném komplexu, jehož základem je rychlý reaktor chlazený sodíkem. V tomto období se připravuje další etapa projektových prací, a to s moskevským projektovým institutem GSPI, který nyní projektové práce vede a koordinuje. Pro EGPI je důležité, že získal přehled o vývoji těchto moderních technologií, ale i to, že zvládl ruské zvyklosti, předpisy a normy pro projektování. Věříme, že tyto dovednosti, tzn. jak možnost práce na ruské dokumentaci, tak i naše práce v prostředí evropských norem a předpisů, nám umožní v budoucnu účast na projektech Rosatomu ve třetích zemích.

Autor

• (red)