Česko staví svůj desátý jaderný reaktor – bude na Fakultě jaderné a fyzikálně inženýrské ČVUT v Praze

Ve středu 23. března 2022 oznámila Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská ČVUT v Praze (FJFI), že od Státního úřadu pro jadernou bezpečnost (SÚJB) získala povolení k výstavbě jaderného reaktoru VR-2. Ten bude stát ve stejné reaktorové hale, kde už od roku 1990 fakulta provozuje školní reaktor VR-1 Vrabec. Počet provozovaných jaderných reaktorů v České republice se tak v budoucnu zaokrouhlí na rovných deset (nepočítáme-li fúzní jaderný reaktor Golem). Kromě reaktorů VR-1 a VR-2 se jedná také o dva výzkumné reaktory Centra výzkumu v Řeži a šest jaderných reaktorů, které ve dvou jaderných elektrárnách provozuje ČEZ.

„Naše jaderné reaktory patří k naprosto unikátním školním zařízením, díky kterým můžeme připravovat odborníky pro oblast jaderného výzkumu. Pomáhá nám také získávat zájem zahraničních studentů. Jsme jednou z mála univerzit na světě, která provozuje jak štěpný jaderný reaktor VR-1 Vrabec, tak také fúzní jaderný reaktor – tokamak Golem. A nyní se blíží okamžik, kdy budeme mít hned dva štěpné reaktory,“ uvádí doc. Vojtěch Petráček, rektor ČVUT v Praze a dodává: „Česká republika vždy patřila k předním zemím v oblasti jaderného vzdělávání a výzkumu, čehož je dokladem právě i existence fakulty, která se na jaderné a související vědy soustředí a která reaktory provozuje.“

„Výstavbu druhého školního štěpného jaderného reaktoru připravujeme už od roku 2014. Povolením k výstavbě se nyní dostáváme do finální fáze a věříme, že pokud vše půjde dobře, budeme moci nový reaktor začít uvádět do provozu už koncem letošního roku,“ upřesňuje doc. Václav Čuba, děkan FJFI.

„Tento projekt ukazuje schopnost fakulty a Katedry jaderných reaktorů (KJR) nejen navrhnout jaderné zařízení, ale také řídit celý projekt jeho přípravy a výstavby a uvedení zařízení do provozu. Tímto se odlišujeme od ostatních fakult v ČR,“ vysvětluje Jan Rataj, vedoucí Katedry jaderných reaktorů FJFI. Příprava projektu jaderného zařízení vyžaduje znalosti z řady různých oborů. S některými pomáhají i katedry dalších fakult ČVUT. Spolupráce s katedrou betonových a zděných konstrukcí z Fakulty stavební a doc. Lukášem Vráblíkem umožnila stanovení požadavků na betonové konstrukce a jejich technické provedení. Při zkoumání podloží a následné analýze byly využity znalosti prof. Pavla Kuklíka a Jana Kosa z katedry mechaniky a katedry geotechniky Fakulty stavební).

Nový reaktor VR-2 lze zařadit do skupiny podkritických reaktorů, což znamená, že v něm není dostatek paliva pro udržení štěpné řetězové reakce. Provozu se tak dá dosáhnout pouze s externím zdrojem neutronů. Jakmile se zdroj vypne, štěpení se zastaví. To umožňuje jednodušší návrh i konstrukci reaktoru. „Nový reaktor je poměrně malý, takže ho můžeme umístit do stejné reaktorové haly, kde už máme školní reaktor VR-1 Vrabec. Využíváme tak stávající infrastrukturu, a to nejen tu technickou, ale také navazující laboratoře, učebny a samozřejmě i zabezpečení a administrativní podporu,“ doplňuje Jan Rataj.

Samotnou ocelovou nádobu reaktoru, ve které bude štěpná reakce probíhat, vyrobila pro FJFI skupina Witkowitz. „Velmi rádi se podílíme na podobných inovativních a unikátních výrobcích, v tomto případě navíc určených pro špičkové odborné pracoviště. Potvrzuje to naší pozici zkušeného a etablovaného výrobce komponentů pro jaderná zařízení,“ říká Milan Mercl, ředitel společnosti Vítkovice energetické strojírenství ze skupiny Witkowitz.

Už čtyři roky má přitom fakulta v reaktorové hale připravené palivo pro nový reaktor. To dorazilo do pražské Troji už 7. června 2018 z finské Aalto University (viz tehdejší tisková zpráva).

Harmonogram přípravy reaktoru VR-2 na FJFI

2014    zahájení projektu

2018    transport paliva

2020    rozhodnutí o umístění

2022    rozhodnutí o výstavbě a výstavba

2022    uvádění do provozu

Reaktorů v jaderných elektrárnách je podle aktuálních údajů Mezinárodní agentury pro atomovou energii (IAEA) na celém světě v provozu 439, Česká republika se se šesti energetickými reaktory řadí se Švédskem na 13-14. místo. Výzkumných reaktorů je pak na světě podle údajů Světové jaderné asociace (WNA) z června 2021 celkem 223. Rusko jich má 52, USA 50, Čína 16, další země už méně než deset, Česká republika zatím tři, což ji řadí do první dvacítky zemí se třemi a více výzkumnými reaktory. „Náš školní reaktor je ovšem od výzkumných reaktorů odlišný, protože je od počátků navrhován tak, aby co nejlépe sloužil pro výuku a byl co možná nejtransparentnější. Mimo jiné se lze snadno podívat a manipulovat s předměty přímo v reaktorové nádobě. Výkon reaktoru je tak nízký, že nehrozí prakticky žádné riziko. Nejen naši studenti, ale i pracovníci elektráren či třeba osádky jaderných ponorek k nám jezdí na kurzy, aby viděli, jak reaktor funguje a vyzkoušeli si, jak reaguje na různé zásahy obsluhy,“ dodává Jan Rataj.

Katedra zajišťuje výuku vlastních studentů, ale i studentů dalších univerzit, zahraničních studentů či pracovníků různých firem či organizací z ČR i zahraničí. Probíhá zde například i pravidelný výcvik hasičů. V roce 2020 byla reaktorová hala ve spolupráci s IAEA vybavena systémem Internet Reactor Laboratory, aby mohla nabídnout online výuku i pro zájemce, kteří se nemohou do Česka dostat. V době pandemie pak systém jako první vyzkoušeli přímo studenti FJFI. Dnes už je pravidelně využíván pro výuku zahraničních studentů – například z USA, Velké Británie, Tuniska a dalších zemí.

Nový reaktor bude sice stejně jako VR-1 sloužit především pro výuku, nicméně i na něm budou probíhat některé výzkumné projekty. Vědci se na reaktoru VR-1 zaměřují hlavně na výzkum v oblasti reaktorové a neutronové fyziky, bezpečnosti jaderných zařízení či výpočetních nástrojů pro analýzu jaderných reaktorů. Využívají ho také například pro nedestrukční analýzu různých vzorků – zkoumali například tibetskou medicínu či mamutí kosti.

Další informace o školních reaktorech FJFI, studijních programech i vědeckých aktivitách najdete na webu KJR.

Historie jaderného výzkumu v Česku (v kontextu hlavních událostí ve světě)

1942    první jaderný reaktor v americkém Chicagu

1945    první reaktory v Kanadě a Sovětském svazu

1954    první jaderná elektrárna v Sovětském svazu (Obninsk)

1955    mezivládní dohoda o jaderném výzkumu mezi Československem a bývalým Sovětským svazem

           založení Ústavu jaderné fyziky

           zahájení výuky Fakulty technické a jaderné fyziky Univerzity Karlovy (dnes Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská ČVUT v Praze)

1957    založení Mezinárodní agentury pro atomovou energii (IAEA)

           zahájení provozu prvního jaderného reaktoru v Československu: LVR-15 v Řeži

1972    zahájení provozu druhého reaktoru v Řeži – LR-0

1972    zahájení výstavby slovenské jaderné elektrárny Jaslovské Bohunice V1 s dvěma reaktory typu VVER-440

1985    uvedení prvního bloku JE Dukovany do provozu (další tři bloky byly uvedeny do provozu v letech 1986-7)

1990    zahájení provozu školního štěpného reaktoru VR-1 Vrabec na FJFI

2000    uvedení prvního bloku JE Temelín do provozu (druhý blok byl uveden do provozu v roce 2002)

2022    zahájení výstavby druhého školního jaderného reaktoru VR-2 na FJFI

Podrobnější technické informace o reaktoru VR-2 jsou online.

Další fotografie z přípravy na výstavbu reaktoru VR-2.