Látogatás a Wigner Intézet kutatóreaktorához

Báskay János, Sárosi Marcell - 2013-12-11

December 7-én a Szent István Gimnázium 23 kíváncsi diákja 2 vállalkozó szellemű tanár (Gyimesi Éva és Györgyné Maklári Zsuzsa) kíséretében látogatást tett a Wigner Fizikai Kutatóközpontba. A látogatás legfőbb célja az 1959 óta ott működő atomreaktorral való megbarátkozás volt.

Hosszú, ámde annál hidegebb buszút során értük el az intézetet ahol megcélozva a reaktorépületet, átvágtunk az enyhén hóval borított udvaron, miközben Joliot Curie mellszobra figyelt minket. Az épületbe bejutni nem volt gond, mint azt később megtudtuk a dolgozóknak a kijutás inkább problémásabb. A központ szép és modern volt kívül- belül, a folyosókat helyenként egy-egy „vigyázat sugárveszély” tábla ékesítette.

A vezérlő teremmel kezdtünk, ahol vezetőnk, Tóth Gábor részletes beszámolót tartott nekünk a kutatóreaktor működéséről. A reaktort szabályozó kapcsolók karnyújtásnyi távolságra voltak, nem egyszer az előadás közben, a reaktor működését felügyelő mérnök lazán odasétálva alakított egy picit a szabályozáson. A fő feladata az 50 fokos hőmérséklet tartása volt, mert a működő reaktorban kutatás is folyt. Még egy ember volt szolgálatban, ő a sugárzást és egyéb kibocsátást mérő detektorokat figyelte, melyek a telephelyen nagy számban elhelyezve szolgáltatták folyamatosan az adatokat.

A reaktor vezérlőrendszere 8 részből épül fel:

  • áramellátásból, mely rendelkezik saját generátorokkal is.
  • biztonsági rendszerből, hol 4 logikai egység dolgozik a hibák észlelésén és jelentésén (a 4 panel közül 1 a másik 3-at ellenőrzi, időnként hibaüzenetet generál, és teszteli a választ).
  • másodlagos, vagyis szekunder hűtőrendszerből mely 45 fokon működik tiszta vízzel valamint
  • az elsődleges, más néven primer hűtésből mely 24 m3 50°C hőmérsékletű ioncserélt víz. Az adatokból következik, hogy turbinát nem hajtanak meg, a reaktort elektromos energia termelésére nem használják, nem ez a célja. A keletkező 10 MW teljesítmény „elszáll”. A fő feladat a zónában adott: 50°C hőmérséklet tartása, és a hasadás során keletkező neutronok „hasznosítása”.
  • Ezután jön maga a reaktor. Átmérője mindössze 1 méter és különböző rudak építik fel a szerkezetét. A reaktor „mozgatórugója” a fűtőelemet (20%-os dúsítású 235-ös urán, 1 kötegben 50g) tartalmazó rudak, amik hatszög alakban helyezkednek el. A „kiégetésük” legfeljebb 60 %-os. Van 18 darab szabályozó rúd is, ezek, ha teljesen betolják őket, a vészleállást biztosítják. A követelmények szerint a 3 biztonságvédelmi rúdnak fél másodperc alatt kell a helyére „csúsznia”, hogy a reaktor biztonságos legyen. Van még 6 besugárzási csatorna, amiből 2 gyorsneutronos. Az egész reaktort berillium reflektorok veszik körbe, melyek most igen hasznosak, ámde a neutronok elnyelésekor szerkezetüknél és anyaguknál fogva radioaktívvá válnak, így a tárolásuk problémákat fog majd okozni, mikor már nem kellenek.
  • A szerkezet következő része, amit ismertettek velünk a szellőzés, ami a reaktorban a bomlások során keletkező nemesgázt szűri ki főleg argont, kriptont és xenont. Ezek közül egyik sem lényegesen sok: az argon kibocsájtása a reaktornak például 1 százaléka csak a megengedettnek.
  • Természetesen nem reaktor a reaktor sugárvédelmi ellenőrzés nélkül, ami fölöttébb fontos az ott dolgozók számára is, hisz ez a rendszer informálja őket, ha esetleg veszély van.

Miután vezetőnk jól megtömte a fejünket a létesítmény részeinek és működésének pontos adataival, kivezetett minket a vezérlőterem előterébe. Ekkor sokan megkérdőjeleztük mennyire is biztonságos ez reaktor. Szerencsére gyorsan megnyugtattak minket rengeteg példával és látszik, hogy ténylegesen mindenre fel vannak készülve. Hogy mennyire biztonságos ez a reaktor, a következő példával szemléltette: ha egy meteor és egy repülő egyszerre csapódna bele a létesítménybe, miközben ott épp földrengés, özönvíz és terrortámadás folyik, akkor az épület előtti buszmegállóban 8 órán keresztül álló egyén csak 1 évnyi sugárdózist kapna.

Miután mindannyian meggyőződtünk a hely biztonságáról, újabb kérdés merült fel, mit is csinálnak itt? Nos, a kutatóreaktornak számos felhasználási módja van: a legfontosabb, hogy lehetőséget teremt Európában a mintegy 500 potenciális felhasználónak a megfelelő neutronnyaláb szolgáltatásával a kutatásra. Ezen kívül például jód-izotóp, technécium 99-es tömegszámú izotóp gyártása orvos diagnosztikai célokra, izotópok újraaktiválása, kor és anyagfelépítés vizsgálata a reaktorból kivezetett különböző hőmérsékletű (sebességű) neutronnyaláb segítségével. A reaktorba is lehet behelyezni anyagvizsgálat vagy szerkezeti átalakítás céljára erre szolgáló rudakban anyagot, erre 6 besugárzási csatorna szolgál, melyet néhány perces besugárzást követően kiemelnek és vizsgálnak. A hasadások során keletkező neutronokat 10 db elvezető csatornán keresztül (8 radiális, 2 tangenciális, ez utóbbi vezet a hideg neutronokhoz) vezethetik ki a reaktorból, hogy kellően lehűtve folyékony hidrogén (20 K) segítségével a neutronokat 1000000 m/s sebességről képesek akár 80-100 m/s-ig lassítani. Az ilyen neutronokat hívják „hideg neutronnak”.

Ezeken kívül a reaktort használhatják kristályok mesterséges színezésére is: a keletkező gamma sugárzás színcentrumokat hoz létre a kristályban: topázt színeztek ily módon megrendelésre. Miután minden kérdésünket megválaszolták meglátogattuk a reaktortermet.

A terem tetején egy tartályban több hektoliter víz helyezkedett melyet meghibásodás esetén képesek mind a reaktorra zúdítani. Ezek után 10 szerencsés embert lekalauzoltak a reaktor szívébe, az úgynevezett meleg kamrába, hogy megfigyelhessük miképpen is dolgoznak a kutatók az előállított anyagokkal. A kamra kicsi volt, középen egy, a gammasugárzástól megsárgult üvegkör, mellyen át beláthattunk. Az üvegen keresztüli megfigyelés nem a legpraktikusabb, de akármilyen kamera megsülne a sugárzástól. A kamrában lévő súlyok és madzagok az üveg túloldalán lévő mechanikus karokat mozgatták. Nem tűnt egy precíz rendszernek, de az ott dolgozók már tökélyre fejlesztették a használatát. A karok segítségével képesek egy gyufát elővenni egy skatulyából majd meg is tudják gyújtani azt irtózatos precízséggel. Ámde, ha mondjuk, kiégne az egyik villanykörte ebben a kamrában akkor az egész reaktor le kell állítani, parafinnal átmosni az egészet és csak aztán lehet kicsavarni a körtét.

A kamra után a csoport újra összeállt a kijárat előtt, ahol vezetőnk, Tóth Gábor szemléltette a dolgozók által használt kiengedő rendszert, ami ha túl magas sugárzást észlel, egy embernél azt nem engedi ki. (Be sem…) Szerencsére minket azért kiengedtek, és megindultunk hazafelé sokkal okosabban és egy kicsit sugárzóbban, mint ahogy jöttünk. Köszönjük, hogy lehetőségünk volt a kutatóreaktor látogatására!

További képek:

Oldalterv: Onódy Eszter