Reaktor v Cadarachu varen pred najhujšim potresom

V Cadarachu na jugu Francije gradijo raziskovalni reaktor z močjo sto megavatov, ki bo namenjen predvsem testiranju goriva in materialov. Kalibracijo nevtronskih detektorjev za reaktor so zaupali Institutu Jožefa Stefana, pravi dr. Gilles Bignan, direktor za stike z uporabniki v reaktorju Julesa Horowitza.


Francoz je v ponedeljek obiskal raziskovalni reaktor Triga v Podgorici, ki deluje pri Institutu Jožefa Stefana. Na mednarodni konferenci Jedrska energija za novo Evropo, NENE (Nuclear energy for New Europe) v organizaciji Društva jedrskih strokovnjakov Slovenije pa je nastopil z referatom o ključni vlogi raziskovalnih reaktorjev v razvoju jedrske energije s poudarkom na primeru reaktorja Julesa Horowitza. Poimenovali so ga po francoskem jedrskem fiziku iz 20. stoletja, zasnovan pa je po evropskih smernicah za reaktorje visoke moči in namenjen testiranju materialov. Z njim naj bi nadomestili stare delujoče raziskovalne reaktorje, ki se jim po 50 letih obratovanja izteka uporabna doba.

Graditi so ga začeli leta 2009, po prvotnih načrtih pa bi ga morali končati letos, toda zaradi strožjih varnostnih zahtev francoskega regulatorja za jedrsko energijo in vrste drugih vzrokov gradnja zamuja za pet let. V tem času so se povečale tudi grožnje z morebitnimi terorističnimi napadi na jedrske objekte, zato so zahteve po varnosti še višje.

Reaktorska stavba ne sme imeti nobenega okna, kajti steklo kot material je lahko tvegano v primeru potresa, jedrske ali kake druge nesreče, pojasnjuje dr. Gilles Bignan, medtem ko skozi okno podgoriškega reaktorja občuduje zeleno okolico.

Med pogovorom za Znanost z občutkom tesnobe omeni še, da mora takoj po portoroški konferenci odpotovati v Pariz in mednarodnemu konzorciju investitorjev poročati o projektu v Cadarachu. Konzorcij sestavljajo predstavniki evropske komisije, Indije, Japonske in Izraela, dodatno pa še predstavniki Francije, Belgije, Velike Britanije, Španije, Češke in Finske. Omenjene evropske države namreč neposredno sodelujejo v projektu novega raziskovalnega reaktorja.

Zanimivo je, da investitorjev ni motila izbrana lokacija. Cadarache (od mesta Aix-en-Provence je oddaljen 40 kilometrov) namreč tako kot celotna Provansa leži na potresnem območju. Zaupanje investitorjev gotovo vzbujajo več kot 50-letne izkušnje Francozov z jedrskimi objekti na jugu države. Jedrski center v Cadarachu, velik 1600 hektarjev in z 8000 zaposlenimi, upravlja francoska komisija za jedrsko energijo CEA oziroma po novem komisija za alternativno energijo, tam pa je v zlatih časih obratovalo kar 14 raziskovalnih reaktorjev, zdaj jih samo še pet. Pomen Cadaracha je zrasel po tistem, ko so na tem območju zgradili še mednarodni reaktor ITER za fuzijo z vodikom.

Koliko raziskovalnih reaktorjev, po moči primerljivih z Horowitzevim, zdaj obratuje v Evropi?

Obratujejo še največ štirje reaktorji visoke moči, ki delujejo že od šestdesetih let. Seveda pa obratuje veliko raziskovalnih reaktorjev manjše moči, denimo od 20 do 70 megavatov. V Franciji je od leta 1948, ko smo začeli jedrski program, obratovalo 35 raziskovalnih reaktorjev. Veliko smo jih že zaprli, ker so stari več kot 50 let. Vzrok za racionalizacijo so tudi previsoki stroški obratovanja in pomanjkanje denarja in raziskovalnih programov za vse.

Reaktor Julesa Horowitza ima sto megavatov moči in je nova generacija raziskovalnih reaktorjev za 21. stoletje. Po letu 2020 bo nadomestil nekatere francoske in evropske raziskovalne reaktorje.

V čem se reaktor za 21. stoletje razlikuje od starejših?

Omogočal bo boljše izvajanje eksperimentov o gorivu in materialih, zato bodo tudi rezultati bolj kakovostni. Ker je na prvem mestu poleg varnosti kakovost gradnje in opreme, nas zelo veseli sodelovanje med CEA in IJS. V reaktorju v Podgorici namreč izvajajo kalibracijo instrumentov, kot so gama in nevtronski detektorji, za novi reaktor v Cadarachu.

Kakšnim raziskavam bo namenjen?

Jedrski znanstveniki bodo v novem reaktorju proučevali jedrsko gorivo in obnašanje materialov z namenom pospešiti varnost in konkurenčnost jedrskih elektrarn. V takšnih reaktorjih za testiranje materialov delamo na način pospeševanja, da ugotovimo poškodbe materialov v jedrskih elektrarnah. Raziskujemo, kaj bi se lahko zgodilo, zato da damo elektrarnam in regulatorjem informacije, kje so meje delovanja.

Kaj bi se lahko zgodilo v jedrski elektrarni ob potresu, kakršen je bil tisti v Fukušimi?

Lahko povemo, kaj se bo dogajalo z jedrskim gorivom in kako je treba ukrepati, da se izognemo uhajanju goriva iz reaktorja v okolje. Za to so takšni raziskovalni reaktorji, da potiskamo obratovanje nad dovoljene meje in raziskujemo, kakšne bi bile posledice.

Ste namerno izbrali potresno lokacijo Cadarache, da bi testirali ustrezno gradnjo in varnost pred potresom?

Res je, da je južni del Francije potresno območje in da zato obstaja tveganje, toda vsi jedrski objekti morajo upoštevati stroga pravila regulatorja o potresnem tveganju. Reaktor Julesa Horowitza je zgrajen tako, da se ne dotika tal, stoji namreč na posebni protipotresni podlagi, ki je sestavljena iz 200 protipotresnih blazinic iz elastomeričnih absorberjev. Enako tehnologijo so uporabili pri plazemskem reaktorju ITER. Če bi se zgodil potres, bi se vsa njegova energija absorbirala v tej vmesni protipotresni plasti, tako da ne bi imel nobenega vpliva na jedrsko infrastrukturo reaktorja, ker se ta ne dotika tal.

Je to novost v gradnji?

Je, čeprav je že znana v nekaterih jedrskih elektrarnah v Franciji in na Japonskem, zdaj pa smo ta protipotresni način gradnje prevzeli še v raziskovalnih reaktorjih. Naš je zasnovan in zgrajen tako, da mora ostati varen tudi ob najhujšem potresu, denimo devete stopnje po Richterjevi lestvici. Potres v Fukušimi je denimo dosegel stopnjo 6,5. Prav protipotresna gradnja reaktorja Julesa Horowitza je močno podražila naložbo.

Dodatno so se zadeve zapletle zaradi nove francoske zakonodaje, ki nalaga strožje ukrepe za jedrske objekte. Tudi gradbena zasnova reaktorja in vse drugo, povezano z gorivom, je postalo zelo kompleksno. Zaradi varnosti reaktorsko poslopje ne sme imeti nobenega okna.

So strožja pravila posledica terorističnih napadov v Franciji?

Tudi, predvsem pa je razlog to, da je betonska zgradba brez steklenih oken bolj varna, če se zgodi jedrska nesreča. Manj je možnosti za uhajanje goriva. Betonske stene so namreč debele 1,2 metra, visoke pa 50 metrov. Na vrhu je 600 ton težka betonska kupola, prav tako debela 1,2 metra.

Koliko je glede na vse zahteve po varnosti vredna celotna naložba?

Ocenjeni stroški so 1,5 milijarde evrov. CEA in Electricité de France (EDF), ki upravlja vseh 58 jedrskih elektrarn v Franciji in še 15 v Veliki Britaniji, prispevata 60 odstotkov vrednosti investicije. EDF je zaradi odgovornosti, ker upravlja skupaj kar 73 jedrskih elektrarn, tudi najbolj zainteresirana za ta reaktor. Finančni vložek EDF je zato 20-odstoten, jedrska industrija pa se malo bolj obotavlja pri sofinanciranju.

Zasebnih podjetij v jedrski industriji pa ni med vlagatelji?

Jedrska industrija je pri sofinanciranju precej zadržana in skromna. Vlagajo podjetja, kot sta Areva, ki se ukvarja z jedrsko energijo od uranove rude do predelave goriva, in SNEF, družba za energetiko, industrijske procese in telekomunikacije.

Kdaj bo reaktor zgrajen in nared za obratovanje?

Graditi smo ga začeli leta 2009, zaradi počasne gradnje pa so se ocenjeni stroški povečali od prvotnih 800 milijonov evrov na sedanjo poldrugo milijardo. Zamude v gradnji so posledica zatikanja v odnosu med regulatorjem in investitorji, malo pa tudi posledica premajhnega zanimanja industrije za gradnjo takšnega reaktorja. Industriji se namreč investicija ne bo povrnila, če jo primerjamo z vložkom v jedrsko elektrarno.

Načrtujemo, da bomo reaktor zagnali leta 2021, torej čez pet let, in da bo obratoval najmanj 50 let.

Koliko ljudi pa bo tam delalo?

Redno bo lahko tam delovalo 150 ljudi, od teh jih bo 80 – večinoma Francozov – delalo na obratovanju reaktorja, približno 70 domačih in tujih znanstvenikov pa se bo ukvarjalo z različnimi eksperimenti, ki jih omogoča reaktor visoke moči.

Skupni raziskovalni programi bodo odprti tudi za nečlane konzorcija, tudi za znanstvenike Instituta Jožefa Stefana. Vsi bodo morali plačati, toda plačilo bo odvisno od njihovega deleža pri naložbi za reaktor.

Kaj bo reaktor Julesa Horowitza prispeval k znanosti?

Tu bodo potekali poskusi visoke kakovosti, ki bodo strokovnjakom pomagali pri potrjevanju orodij za simulacijo. Z napredkom računalništva bodo strokovnjaki za materiale lahko izdelali modele po jedrski lestvici, jih testirali v reaktorju in tako prispevali k izboljšanju jedrske znanosti. Simulacije bodo primerjali z eksperimenti. To bo prispevek reaktorja Julesa Horowitza k znanosti.