„Pokud nedokážete své babičce do pěti minut vysvětlit, co studujete, pak tomu sami nerozumíte,“ říká s úsměvem děkan Fakulty jaderné a fyzikálně inženýrské ČVUT doc. Václav Čuba. Probrat, co představuje studium na „jaderce“, nám sice zabralo déle, ale za to jsme se dostali přes ponorky, starověké nálezy, radiofarmaka, až třeba k řízení reaktoru. A to všechno přímo u školního reaktoru VR-1 zvaného Vrabec, co by kusem uranové rudy dohodil od pražského mostu Barikádníků. Společně s Václavem Čubou byl naším průvodcem i vedoucí katedry jaderných reaktorů Jan Rataj.
Jaderné reaktory v Česku:
|
Hovoříme spolu přímo u reaktoru Vrabec VR-1. Jak bychom jej mohli představit?
Jan Rataj: Vrabec VR-1 je čistě český design. Jeho výstavba začala v roce 1985 a prvního kritického stavu dosáhl v roce 1990. Ten projekt byl navrhován s tím, že bude využíván především pro výukové účely. Z toho potom vyplývá i uspořádání a koncepce reaktoru: otevřený bazén, jednoduchý přístup, jednoduchá manipulace seshora a hlavně volba výkonu. Je to takzvaně reaktor nulového výkonu, to znamená, že výkon je velmi malý. My nejsme schopni ani ohřát vodu uvnitř, přestože tam probíhá štěpení. Pro představu, 500 wattů je maximální výkon, objem nádob je 17 kubíků. To znamená, kdybyste vzali velmi slabou varnou konvici, dali jí do 17 kubíků a chtěl měnit teplotu vody, tak samozřejmě k ničemu nedojde.
ČVUT disponuje ještě jedním a o něco mladším reaktorem VR-2. Jak se liší od jedničky?
Jan Rataj: Ten klíčový rozdíl je, že Vrabec jednička byl navržen a je provozován jako kritický reaktor. Ono to slovo kritický zní, že je to něco nebezpečného, ale v našem případě je to stav, kterého chceme dosáhnout. Znamená to, že jste v nějakém ustáleném výkonu, kolik neutronů pohltíte v palivu, tolik vám jich zase potom vznikne. To je úplně optimální stav.
No, a pak máte druhý typ zařízení, který byl úplně prapočátkem, když Fermi v roce 1942 vytvořil svůj reaktor (Italský vědec Enrico Fermi provedl 2. prosince 1942 první jadernou reakci na světě a spustil první jaderný reaktor, pozn red.), a to jsou tzv. podkritické reaktory. Ty jsou designované tak, že vzhledem k množství paliva nemůžete dosáhnout kritického stavu. To znamená, že nikdy nedosáhnete stavu, aby se reakce sama udržela, aby byla konstantní. Vy, abyste takové zařízení mohli provozovat, tak tam vždycky musíte neutrony zvnějšku dodávat a k tomu používáte vnější neutronový zdroj. Takže to je ten klíčový rozdíl.
Vrabec VR-1 je kritický. U něj dosáhneme kritického stavu, zdroj pak už můžeme odstranit a reakce se samovolně udržuje na konstantní úrovni, pokud operátor neprovede nějakou změnu. U podkritického reaktoru (VR-2) ve chvíli, kdy odstraníte zdroj, tak se po nějakém čase štěpná reakce sama zastaví. Takže to je, dá se říct, super bezpečné.
Jak je běžné, že má univerzita k dispozici dva štěpné reaktory a ještě i jeden fúzní?
Václav Čuba: Nechci tvrdit, že jsme jediná univerzita na světě, která má fúzní i štěpné reaktory, ale určitě jsme jedna z velmi málo univerzit na světě, která tato zařízení má k dispozici. Univerzitních pracovišť, která mají školní reaktory, je velmi málo, tak dvě univerzity v Evropě. A kromě toho my jsme jedna z mála škol, nejen v Evropě, ale i na světě, která udržuje kompletní vzdělání v oblasti jaderného inženýrství.
Vyplatilo se Němcům opustit jádro? Studie odhaluje překvapivé zjištění |
Odkud k vám studenti jezdí?
Jan Rataj: Z celého světa. Ze Spojených států dlouhodobě jezdí z Tennessee Knoxville (University of Tennessee Knoxville, pozn. red.), a pak z Kalifornie z Middlebury (Middlebury Institute of International Studies at Monterey, pozn. red.) k nám jezdí studenti, kteří se připravují na diplomatickou kariéru a věnují se nešíření jaderných zbraní či kontrole jaderného materiálu.
Nově sem začala jezdit i skupina z Armády Spojených států. Jezdí sem ze Švédska, Finska, samozřejmě kolegové ze Slovenska, Polska. Děláme i kurzy pro Mezinárodní atomovou agenturu. Jsme také součástí výcvikových plánů našich jaderných elektráren, takže sem jezdí i lidé z Dukovan a Temelína. Zároveň jsme i součástí výcvikových plánů pro slovenské elektrárny.
Proč je zrovna Vrabec tak vyhledávané pracoviště i pro tak vzdálené studenty a další zájemce o kurzy?
Jan Rataj: Kupříkladu v USA samozřejmě mají univerzitní reaktory, ale nemůžou tam dělat takovou škálu věcí jako tady u nás. Ti lidé z Armády Spojených států jsou skupina, která zasahuje v případě, že by vznikl nějaký problém na výzkumných reaktorech, třeba nějaký útok. Oni, aby to zabezpečili, tak to cvičí. My jsme jim tady třeba dali různě po hale zářiče a oni je hledali. Ptali jsme se, proč to nedělají u nich. Oni nám řekli, že to mohou udělat, ale nesmí si tam vzít svoje přístroje. Musí použít přístroje z toho pracoviště. Ale oni potřebují pracovat s vlastními přístroji, které znají a umějí ovládat.
Existují nějaká taková omezení i v univerzitním světě?
Václav Čuba: Celá řada států má omezení na to, s čím vším smí pracovat studenti, takže třeba na řadě francouzských univerzit se nesmí pracovat s radioaktivními látkami. U nás jsou i laboratoře, kde si člověk může vyzkoušet, jaká je práce s otevřeným zářičem, s chemikálií, která je radioaktivní a podobně. A to je jedna věc, jeden důvod, proč sem ti lidé jezdí a druhý důvod, na to se často zapomíná: Česká republika je historicky špička v průmyslu obecně a v jaderné energetice jsme pořád ještě na světové špičce.
Jan Rataj: Studenti si u nás můžou vyzkoušet řízení reaktoru. Provedou celý postup od začátku: uvedou reaktor do provozu, dosáhnou kritického stavu, vyzkouší si měnit výkon, a to zase není typická věc, která by standardně byla umožněná. U jaderných zařízení musíte hlásit neplánované odstavení. My naštěstí, když je to z důvodu chyby studenta, že provede nějakou chybnou manipulaci, to hlásit nemusíme, protože se počítá s tím, že tyto situace budou nastávat. Navíc víme, že to zařízení je designované tak, aby s těmi chybami počítalo a že k ničemu nebezpečnému nedochází.
Četl jsem, že se k vám jezdí trénovat i posádky jaderných ponorek, je to pravda?
Jan Rataj: To jsou lidé z Velké Británie z Defence Academy, my jim říkáme ponorkáři. Ti opravdu úplně první byli lidé, kteří působili na ponorkách a měli na starosti třeba i řízení jaderného reaktoru. Sem si jezdili prakticky vyzkoušet věci, které nelze vyzkoušet v reálu. Když využíváte jaderné zařízení, ať už v provozu ponorky nebo energetický reaktor, tak ho samozřejmě nemůžete použít jako experimentální věc. Tady si můžou vyzkoušet všechno. Typicky začínají detekcí neutronů, mají dynamiku reaktoru, kinetiku, měří zpožděné neutrony, a pak si zkouší třeba i řídit reaktor. Nejprve jezdili lidé přímo z posádek, no a pak čím dál víc jezdili lidé, kteří mají na starost servis.
Kdybychom odhlédli od výukového využití, k čemu jinému se dá školní reaktor ještě použít?
Jan Rataj: Reaktoru se dá využít jako zdroje neutronů. Ozáříte třeba nějaký historický materiál a vzniknou určité produkty, které se pak rozpadají. A když měříte na vhodném detektoru, tak na základě rozpadu těchto produktů jste schopni zjistit, z čeho to bylo vyrobené, co to obsahovalo. Typicky se tu zkoumaly různé historické mince a další artefakty. Dá se třeba zjistit, jaké barvy se používaly, z čeho ty barvy byly vyrobené. Nebo máte nějakou historickou nádobu, která je uzavřená. Nemůžete ji rozmlátit, ale chcete se podívat, jestli náhodou není něco vevnitř. A i to můžete pomocí neutronů prosvítit. Samozřejmě můžete namítnout, vždyť jsou rentgeny, ale on rentgen zase vidí trošku něco jiného, než co vidí neutrony.
Žádná elektroauta, o elektřinu budeme možná bojovat s umělou inteligencí |
Mohou u vás studovat i studenti z bezpečnostně problematických států?Václav Čuba: Jedna možností zneužitelnosti je ta, že by k nám přišel studovat někdo, kdo by potom ty znalosti využil k výrobě jaderné bomby, protože samozřejmě mezi jaderným reaktorem a jadernou bombou není zas tak široká propast. V principu je oboje štěpení, akorát tady je to řízená štěpná reakce, kdežto bomba, to je neřízená řetězová štěpná reakce. Nesmíme přijímat studenty z rizikových států, to znamená dnes hlavně Severní Korea a Írán.
Klesá zájem o studium jaderného inženýrství?
Václav Čuba: Zajímavá věc je, že od založení fakulty zůstává počet zájemců o studium víceméně stejný. Zůstává také počet absolventů. Děj se, co děj, každý rok vychováme zhruba 200 absolventů všech stupňů studia. Je pravda, že teď se zájem trochu přesouvá ve prospěch jaderného inženýrství, třeba na úkor částicové fyziky, ale ten celkový počet absolventů „jaderky“ je vlastně pořád stejný.
Jaké je současné běžné uplatnění vašich absolventů?
Václav Čuba: Začínají třeba jako operátoři v elektrárnách, ale obvykle, když si tady to projdou, tak už pak dělají hlavně fyziky reaktorového designu, dělají návrhy zón při a po odstávkách. Dělají bezpečnostní analýzy nebo dělají paliváře. My máme to, čemu se říká nulová nezaměstnanost, respektive každý náš absolvent, který chce pracovat v oboru, tak může. Naši absolventi se v první řadě uplatňují v těch oborech, které vystudovali, a to buď v průmyslu, nebo ve vědeckých institucích.
Dost často ale také končí v řídících pozicích různých firem. Je to tím, že my jim poskytujeme poměrně široké vzdělání, a to má jeden negativní důsledek, že naše absolventy dost často vysávají třeba banky, IT firmy apod. A také silové složky státu potřebují experty na jadernou energetiku, na kvantové technologie, výpočetní techniku či šifrování. Obrovská oblast uplatnění našich absolventů jsou detektory. Všechny rámy na letištích obsahují speciální materiály, typicky scintilační materiály, které je potřeba vyvinout, vyrobit a zkonstruovat z nich detektor. To je obrovský světový byznys.
Adaptujete studijní program podle situace v Česku a v Evropě? Co by se stalo, kdyby jaderné elektrárny upadly z politických nebo ekonomických důvodů v nemilost?
Václav Čuba: Naši studenti budou mít uplatnění vždycky. I kdyby nebylo jaderných elektráren, tak vždycky tady bude nukleární medicína, radiologická fyzika, výzkum v jaderné částicové fyzice, průmyslový výzkum a vývoj, který využívá jaderných metod, špičkový materiálový výzkum atd. Nyní navíc přibývá nový studijní program, a to je vyřazování jaderných zařízení z provozu. Celé řadě elektráren či jaderných zařízení končí životnost a uvažuje se o tom, jakým způsobem je ekologicky zlikvidovat.Takže u nás se studenti učí i vyřazovat zařízení, to znamená ukončit jejich provoz, dekontaminovat je, rozebrat a zlikvidovat.
