poniedziałek, 26 września 2011

Maria w objęciach Czerenkowa, czyli podwarszawski reaktor badawczy

Zacznijmy od małej retrospekcji do roku 1958 kiedy to w otoczonym lasami Świerku pod Warszawą swój stan krytyczny, a przez to zdolność do pracy uzyskał pierwszy w Polsce reaktor jądrowy o imieniu Ewa.
Dlaczego EWA? Był to akronim słów Eksperymentalny, Wodny, Atomowy. Eksperymentalny dlatego, iż należał  do jednych z pierwszych reaktorów badawczych na świecie, wodny gdyż właśnie woda pełniła bardzo ważną rolę w technologii jego funkcjonowania będąc jednocześnie chłodziwem jak i moderatorem, czyli mówiąc najprościej spowalniaczem uwalnianych w reakcji łańcuchowej neutronów, wreszcie atomowy gdyż to właśnie wiązania atomowe cząstek były źródłem wytwarzanej przez niego energii.

Promieniowanie Czerenkowa - efekt błękitnej poświaty wody
wywołany przez promieniowanie zanurzonego w niej rdzenia
Ewa zakończyła swą pracę w roku 1995 kiedy to została definitywnie wyłączona. Jednakże i dziś w Świerku możemy na własne oczy zobaczyć unikatowy efekt promieniowania Czerenkowa przejawiający się świeceniem na niebiesko wody wokół zanurzonego w niej rdzenia reaktora. Tym razem za sprawą Marii. Jest ona młodszą siostrą Ewy. Rozpoczęła pracę w roku 1974 a geneza jej imienia jest tym razem mniej złożona - upamiętnia postać Marii Skłodowskiej-Curie. Podróż do serca Marii zaczynamy u bram istniejącego formalnie od zaledwie kilkunastu dni, Narodowego Centrum Badań Jądrowych. Powstało ono z połączenia funkcjonujących dotąd niezależnie Instytutu Problemów Jądrowych im. Andrzeja Sołdana i Instytutu Energii Atomowej POLATOM. Ta fuzja jest efektem przygotowań reaktywowanych niedawno przygotowań do budowy w naszym kraju pierwszej elektrowni atomowej. A propos pierwszego... to wrażenie jakie odnosimy na poczatku naszej wędrówki może mieć dość ambiwalentny charakter. Instytut jest mocno chroniony, podwójne ogrodzenia z drutem kolczastym czy wszędobylskie kamery to zapewne tylko jedne z elementów rozbudowanego i niejawnego do końca systemu zabezpieczeń ukazujące rangę tego miejsca. Z drugiej jednak strony przekraczając płot jakbyśmy przenieśli się co najmniej kilkanaście lat wstecz. A może to tu czas się zatrzymał, choć jego znamię widać właśnie aż nazbyt wyraźnie na niemal wszystkich otaczających nas obiektach i przedmiotach. Podróż w lata 70-te. Podjeżdzamy autokarem kilkaset metrów i zatrzymujemy się w pobliżu silosa reaktora. Jego charakterystyczny okrągły kształt widać już z daleka. Po wejściu do budynku z nim sąsiadującego czeka nas kolejna niespodzianka. Cała nasza grupa otrzymuje białe kitle. Do tego foliowe kapcie znane ze szpitali. To na wypadek gdyby ktoś miał zetknąć się nieświadomie z substancją radioaktywną. Prawdopodobieństwo takiej przygody jest znikome, ale ostre normy bezpieczeństwa mają swoje wymogi. Tu też napotykamy pierwsze dziwne dla przeciętnego człowieka urządzenie. Coś na wzór połączenia wielkiej szafy z wagą uliczną do tego posiadającą otwory okazuje się być dozymetrem, urządzeniem sprawdzającym dawkę ewentualnego promieniowania przyjętego przez człowieka. Wracając już z reaktora każdy się z nim obowiązkowo zapozna.

Sterownia - tu wstępu nie ma
Na razie wchodzimy na obszerną halę budynku gdzie możemy zobaczyć m.in. makietę obudowy rdzenia reaktora w skali 1:1 jak i kilka innych jego elementów składowych. Korzystając z ich pomocy znacznie łatwiej zrozumieć i wyobrazić sobie czym tak naprawdę jest reaktor atomowy i na czym polega mechanizm i fenomen jego funkcjonowania. Na końcu hali za szklanymi oknami widać pomieszczenie sterowni. To tu za pomocą setek mierników monitorowany  na bieżąco stan całego systemu.
Wreszcie stajemy przed drzwiami śluzy wiodącymi do reaktora. Stalowe drzwi grubości kilunastu centymetrów otwierają się przy akompaniamencie brzęczka alarmowego. Wchodzimy do środka. Tu musimy odczekać kilkanaście sekund na wyrównanie ciśnienia atmosferycznego. W hali reaktora utrzymywane jest bowiem ze względów technologicznych jak i bezpieczeństwa niewielkie podciśnienie. Kolejny dozymetr. Choć wygląda nieco inaczej pełni tę samą funkcję co napotkany przy wejściu do zakładu. Budująca napięcie niczym w filmach science-fiction forma przebadnia cieszy się popularnością także w naszej grupie.


Pręty bezpieczeństwa - nie mają prawa zawieść
Przeciwległe drzwi wpuszczają nas do najważniejszego pomieszczenia całego instytutu. Mrocznie oświetlona przemysłowa hala w pierwszej chwili budzi niepokój. Przed nami góruje wielki blok reaktora. Wspinamy się niewielkimi schodkami na górę. Po chwili stoimy już na płycie bezpośrednio go osłaniającej. W centralny punkcie wisi opleciona zwojem kabli metaliczna konstrukcja. Jak się okazuje to tzw. pręty bezpieczeństwa - element służący do natychmiastowego wygaszenia reaktora. Zawieszone na elektromagnesach w razie konieczności zwolnione, grawitacyjnie opadają do rdzenia zatrzymując reakcję łańcuchową rozszepiania atomów w nim zachodzącą. To najpewniejsze rozwiązanie. W Czarnobylu były umieszczone na uzależnionych od zasilania silników, które w krytycznym momencie zawiodły. Tu zagrożenie to nie ma możliwości zaistnienia.

Dostęp do zbiornika reaktora możliwy jest dzięki szeregowi
specjalnych włazów i zaworów
W płycie pokrywy reaktora przez niewielki wziernik zobaczyć możemy rozświetloną na błękitny kolor wodę - tzw. efekt Czerenkowa. Oprócz tego w różnych miejscach jest gęsto pokryta swoistymi zaślepkami. To przez nie wprowadza się m.in. klucze służące do regulacji zaworów znajdujących się na dnie zbiornika (niektóre takie kluczyki mają nawet ponad 9 metrów długości), jak również materiał który ma ulec kontrolowanemu napromieniowaniu. Reaktor w Świerku jest bowiem jedynym w Polsce i jednym z 7 reaktorów badawczych na świecie produkującym m.in. izotopy wykorzystywane w medycynie przede wszystkim walce z nowotworami. To jednak jedynie jedno z wielu jego zastosowań.


Manipulator w potężnej i grubej ścianie
komory gorącej. Umożliwia operatorowi
bezpieczną pracę z dowolnym wydobytym
z reaktora materiałem.
Paliwem dla reaktora są kapsułki uranowe tworzące tym razem pręty paliwowe zamknięte w specjalnych kasetach. Wszystko to otoczone jest zbiornikiem wodnym, gdyż to właśnie woda jest najlepszą osłoną biologiczną dla promieniowania. Jednak nie tylko rdzeń znajduje się w zbiorniku wodnym. Pod płytą na której stoimy znajduje się także zbiornik służący do czasowego przechowywania zużytych prętów paliwowych. Cały ten układ z kolei zakończony jest tzw. komorą gorącą. To do niej w bezpieczny sposób można przetransportować  promieniotwórwcze elementy  samego rdzenia jak i te w nim napromieniowane by już w jej wnętrzu za pomocą specjalnych mechanicznych manipulatorów np. zapakować i przygotować do dalszego transportu.
Manipulatorom znacznie bliżej przyjrzeć się można w Laboratorium Badań Materiałowych, które odwiedzamy po opuszczeniu budynku mieszczącego Marię. W tej jednostce przeprowadza się z kolei badania nad wpływem promieniowania jonizującego na różnego rodzaju materiały. Mechaniczne ramię w rękach doświadczonego operatora jest niezwykle precyzyjne. Ta precyzja ma też swoją cenę. Jedno takie cacko kosztuje ponad 54 tys. dolarów.

Na koniec zwiedzania kompleksu w Świerku czeka nas jeszcze prezentacja i wykład na temat energii atomowej a także jej zastosowania i bezpieczeństwa, tu każdy ma okazję uzyskać odpowiedź na zrodzone w trakcie wycieczki pytania. Tak napromieniowani... wiedzą ruszamy w drogę powrotną do Warszawy.