Tekst źródłowy strony Reaktor Maria

{{Współrzędne|52°07′22″N 21°20′38″E|scale:10000|umieść=na górze}}
[[Plik:Reaktor MARIA 2022.jpg|mały|Budynek reaktora Maria]]
'''Reaktor Maria''' (zapis stylizowany: „MARIA”<ref name="ncbj">{{Cytuj |url = https://www.ncbj.gov.pl/node/1086 |tytuł = Badawczy reaktor jądrowy MARIA |opublikowany = [[Narodowe Centrum Badań Jądrowych]] |data dostępu = 2024-10-25}}</ref>) – jedyny działający polski [[reaktor jądrowy]] o mocy cieplnej 30&nbsp;[[Wat|MW]]. Reaktor nosi imię [[Maria Skłodowska-Curie|Marii Skłodowskiej-Curie]]. Jego budowę rozpoczęto w czerwcu 1970 r., a uruchomiony został w grudniu 1974 w [[Instytut Badań Jądrowych|Instytucie Badań Jądrowych]] (IBJ) w [[Otwock]]u-[[Świerk (Otwock)|Świerku]] pod [[Warszawa|Warszawą]]. Po podziale IBJ 13 grudnia 1982 r.<ref>Zarządzenie nr 31 Prezesa Rady Ministrów z dnia 13 grudnia 1982 r. w sprawie organizacji jednostek naukowo-badawczych i rozwojowych atomistyki ({{Monitor Polski|1982|32|279}}).</ref> zarządzał nim [[Instytut Energii Atomowej]] (IEA). 1 września 2011 r. IEA zostało włączone w skład [[Instytut Problemów Jądrowych im. Andrzeja Sołtana|Instytutu Problemów Jądrowych]], a ponownie połączonym instytutom nadano nazwę [[Narodowe Centrum Badań Jądrowych]]<ref>Rozporządzenie Rady Ministrów w sprawie połączenia Instytutu Problemów Jądrowych imienia Andrzeja Sołtana oraz Instytutu Energii Atomowej POLATOM z dnia 5 sierpnia 2011 r. ({{Dziennik Ustaw|2011|173|1032}}).</ref>. Główną rolą reaktora jest produkcja radiofarmaceutyków – zapewnia m.in. 10% światowej produkcji molibdenu-99<ref>{{Cytuj |tytuł = Reaktor MARIA w ekspresowym tempie zapełnił lukę w światowym systemie dostaw radioizotopów ratujących życie |data = 2022-01-25 |data dostępu = 2024-10-25 |opublikowany = Narodowe Centrum Badań Jądrowych |url = https://www.ncbj.gov.pl/aktualnosci/reaktor-maria-w-ekspresowym-tempie-zapelnil-luke-w-swiatowym-systemie-dostaw |język = pl}}</ref>; jest liczącym się światowym producentem [[Jod|jodu-131]], jego praca pokrywa 100% polskiego zapotrzebowania na tę substancję<ref>{{Cytuj |tytuł = Interpelacja nr 39013 – Sejm Rzeczypospolitej Polskiej |data dostępu = 2023-04-12 |opublikowany = sejm.gov.pl |url = https://sejm.gov.pl/Sejm9.nsf/interpelacja.xsp?documentId=79747F3A1F844918C1258955004D43A3&view=5}}</ref>.

== Historia ==
* 1970, 16 czerwca – rozpoczęcie budowy reaktora Maria, drugiego reaktora w Polsce, pierwszym był [[Reaktor EWA|EWA]],
* 1974, 18 grudnia – uruchomienie reaktora, uzyskał po raz pierwszy [[stan krytyczny (reaktor jądrowy)|stan krytyczny]],
* 1985 – wyłączenie reaktora na okres modernizacji (m.in. wymiana systemu sterowania, przegląd bloków grafitowych i berylowych, modernizacja systemów chłodzenia, wentylacji i kontroli temperatur),
* 1992 – reaktor nieomal został trwale wyłączony z powodu braku środków finansowych<ref>{{Cytuj |autor = S. Chwaszczewski |tytuł = Bitwa o reaktor MARIA po modernizacji |czasopismo = Postępy Techniki Jądrowej |data = 2015 |data dostępu = 2023-04-12 |issn = 0551-6846 |wolumin = z. 2 |url = http://yadda.icm.edu.pl/baztech/element/bwmeta1.element.baztech-65a80e2d-8817-47d5-8272-d0cffbb0c6ee |język = pl}}</ref>,
* 1992, grudzień – ponowne uruchomienie reaktora,
* od 1993 – regularna eksploatacja,
* 1995 – zakończenie działalności reaktora EWA, Maria staje się jedynym działającym reaktorem jądrowym w Polsce,
* 1999 – początek przechodzenia z paliwa wysokowzbogaconego (80%) na średniowzbogacone (36%)<ref name="HEU" />,
* 2005, luty – wznowienie pracy po prawie rocznej przerwie spowodowanej brakiem paliwa uranowego,
* 2008 – modernizacja układu akwizycji danych pomiarowych<ref name=":1">{{Cytuj |autor = Andrzej Mikulski |tytuł = Prace modernizacyjne w reaktorze MARIA |czasopismo = Postępy Techniki Jądrowej |data = 2018 |data dostępu = 2023-04-12 |s = 33–37 |url = http://www.ichtj.waw.pl/ptj/Pliki/ptj2018no3.pdf |język = pl}}</ref>,
* 2009–2016 – wywiezienie do Rosji (kraju pochodzenia) wysoko wzbogaconego wypalonego paliwa z reaktora Maria i reaktora EWA w ramach amerykańskiego rządowego programu ''Global Threat Reduction Initiative''<ref>{{Cytuj |tytuł = Zużyte wysoko wzbogacone paliwo z reaktora Maria trafiło do zakładu przerobu – Ministerstwo Aktywów Państwowych – Portal Gov.pl |data dostępu = 2023-07-02 |opublikowany = Ministerstwo Aktywów Państwowych |url = https://www.gov.pl/web/aktywa-panstwowe/zuzyte-wysoko-wzbogacone-paliwo-z-reaktora-maria-trafilo-do-zakladu-przerobu-3 |język = pl}}</ref>,
* 2012 – modernizacja układu chłodzenia, początek produkcji [[Molibden|molibdenu-99]] w rdzeniu reaktora<ref name=":1" /><ref>{{Cytuj |tytuł = NCBJ: dodatkowe moce „Marii” zapewniają ciągłość diagnostyki nowotworów |data dostępu = 2023-04-12 |opublikowany = Nauka w Polsce |url = https://naukawpolsce.pl/aktualnosci/news%2C393136%2Cncbj-dodatkowe-moce-marii-zapewniaja-ciaglosc-diagnostyki-nowotworow.html |język = pl}}</ref>,
* 2014 – zakończenie przechodzenia na niskowzbogacone paliwo (LEU), wywożenie reszty paliwa HEU do Rosji zakończono do 2016 roku<ref name="HEU">{{Cytuj |autor = Andrea |tytuł = Civil HEU Watch: Tracking Inventories of Civil Highly Enriched Uranium {{!}} Institute for Science and International Security |data dostępu = 2018-12-09 |opublikowany = isis-online.org |url = http://isis-online.org/isis-reports/detail/civil-heu-watch-tracking-inventories-of-civil-highly-enriched-uranium/ |język = en}}</ref><ref>{{Cytuj |autor = |tytuł = Zużyte .... |data = |url = https://www.gov.pl/web/energia/zuzyte-wysoko-wzbogacone-paliwo-z-reaktora-maria-trafilo-do-zakladu-przerobu-3}}</ref>,
* 2015 – modernizacja układu awaryjnego zasilania energią elektryczną i układu wentylacji technicznej obudowy bezpieczeństwa<ref name=":1" />,
* 2016 – kłopoty finansowe reaktora związane z brakiem pieniędzy na paliwo jądrowe<ref>{{Cytuj |autor = Admin4 |tytuł = Resort nauki nie ma pieniędzy na NCBJ. Kłopoty reaktora Maria |data = 2016-10-03 |data dostępu = 2023-04-12 |opublikowany = BiznesAlert.pl |url = https://biznesalert.pl/resort-nauki-pieniedzy-ncbj-klopoty-reaktora-maria/}}</ref>,
* wiosna 2023 – list otwarty pracowników reaktora do dyrektora [[Narodowe Centrum Badań Jądrowych|Narodowego Centrum Badań Jądrowych]] oraz [[Ministerstwo Klimatu i Środowiska|minister Klimatu i Środowiska]], zwracający uwagę na zagrożenie zamknięciem MARII wobec niskiego poziomu płac oraz niewystarczającej do eksploatacji reaktora liczby pracowników<ref>{{Cytuj |tytuł = Fatalna sytuacja załogi reaktora MARIA. „Pensje bliskie płacy minimalnej” [KOMENTARZ] |data = 2023-04-06 |data dostępu = 2023-09-02 |opublikowany = energetyka24.com |url = https://energetyka24.com/atom/analizy-i-komentarze/fatalna-sytuacja-zalogi-reaktora-maria-pensje-bliskie-placy-minimalnej-komentarz |język = pl}}</ref><ref>{{Cytuj |tytuł = Polski Atomaussteig |data dostępu = 2023-09-02 |opublikowany = Portal nuclear.pl |url = https://nuclear.pl/wiadomosci,news,23041602,0,0.html |język = pl}}</ref><ref>{{Cytuj |autor = Wojciech Jakóbik |tytuł = Awantura o Marię. Czy odejścia pracowników zatrzymają jedyny reaktor jądrowy w Polsce? |data = 2023-04-06 |data dostępu = 2023-09-02 |opublikowany = BiznesAlert.pl |url = https://biznesalert.pl/reaktor-maria-wylaczenie-odejscie-pracownikow-narodowe-centrum-badan-jadrowych/}}</ref>,
* 2023, 27 października – reaktor powrócił do pracy po wielomiesięcznej przerwie spowodowanej pracami remontowymi i największą od 1974 modernizacją, niezbędną do uzyskania przedłużenia licencji w 2025<ref>{{Cytuj |autor = Karol Byzdra |tytuł = MARIA powróciła do pracy. Reaktor badawczy znów produkuje radioizotopy |data = 2023-10-31 |data dostępu = 2023-11-05 |opublikowany = energetyka24.com |url = https://energetyka24.com/atom/wiadomosci/maria-powrocila-do-pracy-reaktor-badawczy-znow-produkuje-radioizotopy}}</ref>.

== Budowa ==
[[Plik:Reaktor Maria w czasie budowy.jpg|thumb|Reaktor Maria w czasie budowy]]
[[Plik:Reaktor11.jpg|thumb|[[Promieniowanie Czerenkowa]] w reaktorze Maria]]

=== Rdzeń ===
Rdzeń reaktora zanurzony jest w wodzie demineralizowanej na głębokości 7&nbsp;m. Woda spełnia rolę osłony przed promieniowaniem, chłodziwa i, przede wszystkim, [[Moderator (fizyka)|moderatora]] (spowalniacza neutronów)<ref name=":0">{{cytuj stronę |url = http://dsid.ipj.gov.pl/files/LudwikD/energia%20jadrowa%202008/06.pdf |tytuł = opis reaktora Maria |archiwum = https://web.archive.org/web/20100120012116/http://dsid.ipj.gov.pl/files/LudwikD/energia%20jadrowa%202008/06.pdf |zarchiwizowano = 2010-01-20 |data dostępu = 2009-06-19}}</ref>. W spowalnianiu neutronów uczestniczą także bloki [[Beryl (pierwiastek)|berylowe]] otoczone blokami [[grafit]]owymi, pełniącymi rolę reflektora. Pomiędzy blokami berylowymi znajdują się kanały paliwowe, służące do wprowadzania zestawów paliwowych. Bloki i pręty paliwowe umieszczone są w [[Glin|aluminiowej]] konstrukcji – stożkowatym „koszu”. [[Pręt kontrolny|Pręty sterujące]], [[pręt kompensacyjny|kompensacyjne]] i [[pręt awaryjny|awaryjne]] wykonane są z [[węglik boru|węgliku boru]]. Reaktor otoczony jest betonową ścianą o grubości 220&nbsp;cm.

W reaktorze znajdują się także pionowe aluminiowe rury służące do napromieniowywania materiałów. Napromieniowywane materiały umieszcza się w specjalnych zasobnikach, a następnie wystawia na promieniowanie przez określony czas. Do transportu zasobników używa się systemów hydraulicznych, wykorzystujących wodę z basenu reaktora. Przy reaktorze znajdują się dwie komory izotopowe ([[komora gorąca|komory gorące]]) wraz z manipulatorami. Pozwalają one na operowanie materiałami wyjętymi z reaktora lub basenu przechowalniczego.

=== Paliwo ===
Elementy paliwowe mają konstrukcję sześcio- (rosyjskie paliwo MR) lub pięciorurową (francuskie paliwo MC)<ref name="Historia">{{Cytuj |tytuł = Historia reaktora MARIA |url = https://www.old.ncbj.gov.pl/reaktor-maria/historia-reaktora-maria |opublikowany = NCBJ |data dostępu = 2022-11-15}}</ref>. Pierwotnie stosowano paliwo zawierające [[uran wzbogacony]] do 80% w [[Izotopy|izotop]] <sup>235</sup>U. Od 2000 r. zaczęto wprowadzać paliwo zawierające 36% <sup>235</sup>U, a następnie 20% <sup>235</sup>U, które w 2014 r. stało się jedynym wykorzystywanym paliwem. Równolegle zmodernizowany został system chłodzenia<ref name="Paliwo">{{Cytuj |tytuł = Paliwo reaktora MARIA |url = https://www.ncbj.gov.pl/paliwo |opublikowany = NCBJ |data dostępu = 2024-10-25}}</ref>.

Każdy element paliwowy zawiera maks. niecałe 0,5 kg <sup>235</sup>U, a łącznie w reaktorze znajduje się 6–7,5 kg tego izotopu. Paliwo eksploatuje się do momentu zużycia na poziomie 40–60%. Zużyte paliwo jest przechowywane przez kilka lat w basenie wypełnionym wodą, a następnie oddawane producentowi<ref name="Paliwo" />.

=== Chłodzenie ===
Reaktor ma dwa chłodzące obiegi pierwotne: zamknięty obieg kanałów paliwowych i otwarty obieg basenu. Oba połączone są poprzez wymienniki ciepła ze wspólnym otwartym obiegiem wtórnym, który za pomocą chłodni wentylatorowej odprowadza ciepło do atmosfery.

W obiegu kanałów paliwowych podwyższone ciśnienie zapewniają pompy obiegowe i stabilizator ciśnienia. Na wlocie do kanału paliwowego wynosi ono około 1,7 MPa. Jest to obieg o kontrolowanej szczelności, a utrzymywanie w nim wysokiego ciśnienia pozwala na pracę bez wrzenia chłodziwa (wody) w temperaturach do 150&nbsp;°C. Zastosowanie obiegu z podwyższonym ciśnieniem pozwala na bezpieczne podwyższenie temperatury elementów paliwowych, a przez to na istotne zwiększenie mocy reaktora. Pompy zapewniają cyrkulację chłodziwa we wszystkich obiegach.

Woda chłodząca musi mieć określone parametry czystości (przede wszystkim [[twardość wody|twardość]], [[Skala pH|odczyn]], zawartość chloru i [[konduktancja|przewodność elektryczną]]), co zapewniają zespoły filtracyjne i stacja demineralizacji. Czystość wody jest niezbędna by zapobiec możliwości aktywowania zanieczyszczeń w strumieniu neutronów<ref name=":0" />.

=== Hala główna ===
Kompleks reaktora Maria składa się z kilku budynków, wśród których są budynki badawcze, stacje pomp, układów chłodzenia i wentylacji oraz budynek reaktora. Przed wejściem na halę główną znajduje się sterownia reaktora oraz makieta ukazująca jego budowę w skali 1:100. Na halę wchodzi się przez specjalną śluzę, ze względu na utrzymywane wewnątrz niewielkie podciśnienie wywoływane systemem filtrującym powietrze. Na najwyższym poziomie, ponad powierzchnią basenu reaktora, znajdują się mechanizmy sterujące prętami paliwowymi i bezpieczeństwa. Jest tu także śluza oddzielająca basen reaktora od basenu, gdzie składuje się aktywne materiały. Niżej znajdują się [[komora gorąca|komory gorące]], pozwalające na manipulację obiektami, które wcześniej poddane były działaniu promieniowania. Na poziomie reaktora (otoczonego ścianami z betonu) znajdują się stanowiska badawcze, korzystające z poziomych kanałów, dostarczających wiązki neutronów. W ścianie komory izotopowej znajdują się wzierniki ze szkła z domieszką ołowiu, przez które można obserwować rdzeń.

== Znaczenie ==
Maria jest reaktorem doświadczalno-produkcyjnym. Ma korzystne położenie geograficzne (izolacja od osiedli ludzkich) i dzięki temu uniknął losu wielu europejskich badawczych [[reaktor jądrowy|reaktorów jądrowych]], które zostały zamknięte ze względów bezpieczeństwa. Reaktor wykorzystywany jest do<ref name="MARIA">{{Cytuj stronę |url = https://www.ncbj.gov.pl/node/223 |tytuł = Badawczy reaktor jądrowy MARIA |opublikowany = Narodowe Centrum Badań Jądrowych |data dostępu = 2020-04-25}}</ref>:
* napromieniowań materiałów tarczowych do produkcji [[Izotopy promieniotwórcze|izotopów promieniotwórczych]], wykorzystywanych między innymi w [[medycyna nuklearna|medycynie nuklearnej]] (m.in. technet-99 – w 2014 NIBJ zapewnił 18% dostaw na świecie), eksportowanych m.in. do [[Stany Zjednoczone|USA]]<ref>{{cytuj pismo |nazwisko = Wald |imię = Matthew |tytuł = Poland emerges as new source of rare medical isotope |url = http://www.nytimes.com/2010/02/17/health/17isotope.html |czasopismo = [[International New York Times|International Herald Tribune]] |strony = 2 |data = 2010-02-18 |język = en}}</ref> (Maria jest jednym z siedmiu największych reaktorów na świecie, w których produkuje się tego typu izotopy)<ref>Pozostałe to kanadyjski ''NRU'', holenderski ''HFR'', francuski ''Osiris'', belgijski ''BR2'', południowoafrykański ''Safari'' i australijski ''Opale''. Patrz: {{cytuj pismo |nazwisko = Foucart |imię = Stéphane |tytuł = L’imagerie médicale menacée de paralysie mondiale |url = http://www.lemonde.fr/planete/article/2010/02/23/l-imagerie-medicale-menacee-de-paralysie-mondiale_1310116_3244.html |czasopismo = [[Le Monde]] |strony = 4 |data = 2010-02-24 |język = fr}}</ref>,
* badań materiałowych i technologicznych
* neutronowego domieszkowania materiałów półprzewodnikowych,
* neutronowej modyfikacji materiałów,
* badań fizycznych i neutronograficznych,
* wykorzystania wiązek neutronów dla celów medycznych, w tym stanowisko do badań nad terapią borowo-neutronową<ref>{{Cytuj stronę |url = http://naukawpolsce.pap.pl/aktualnosci/news%2C414181%2Creaktor-maria-szykuje-sie-do-badan-nad-terapia-borowo-neutronowa.html |tytuł = Reaktor MARIA szykuje się do badań nad terapią borowo-neutronową |data dostępu = 2020-04-25}}</ref>
* celów szkoleniowych w zakresie fizyki i techniki reaktorowej.

== Eksploatacja ==
Stan reaktora podlega ciągłej i ścisłej kontroli. Badania dotyczące stanu reaktora i efektów jego pracy są prowadzone w instytutach mieszczących się w obrębie kompleksu badawczego w Świerku. Są to:
* Zakład Metod Jądrowych Fizyki Ciała Stałego,
* Centrum Doskonałości MANHAZ, kontrolujące bezpieczeństwo reaktora i składowania wypalonego paliwa,
* Zakład Energetyki Jądrowej, kontrolujący wypalone paliwo,
* Laboratorium Pomiarów Dozymetrycznych, badające metody pomiarów promieniowania,
* Laboratorium Badań Materiałowych, badające wypływ promieniowania na materiały budujące elementy reaktora,
* Zakład Unieszkodliwiania Odpadów Promieniotwórczych, regulujący gospodarkę odpadami promieniotwórczymi powstałymi podczas eksploatacji reaktora.
Zakres działalności powyższych instytutów i laboratoriów wykracza znacznie poza kontrolę stanu reaktora. Jednostki te, jako unikatowe w skali kraju, mają kluczowe znaczenie dla różnych dziedzin życia i nauki związanych z promieniotwórczością. Reaktor Maria jest źródłem materiału badawczego dla tych ośrodków.

Reaktor pracuje w podstawowych tygodniowych cyklach stugodzinnych przy znamionowych parametrach, a każde jego uruchomienie wymaga zestawu ekspertyz. W 2003 roku przewidziano 4000 godzin eksploatacji reaktora przy znamionowych parametrach. Dzięki modernizacji od 2009 roku wydajność pracy reaktora została zwiększona do 4800 h/rok.

Reaktor ma zezwolenie na eksploatację ważne do 31.03.2025 r<ref>National Report of Poland on Compliance with the Obligations of the Convention on Nuclear Safety; 2020. https://www.gov.pl/attachment/ce8883b7-d257-40ff-80a5-f045c5a0da24.</ref><ref name="MARIA" />.
Według aktualnych ocen technicznych po modernizacji może być eksploatowany do 2060<ref>''Polski reaktor pracuje bezpiecznie'', Metro 9.04.2015.</ref>.

== Zobacz też ==
{{Commonscat|Maria Reactor}}
* [[energetyka jądrowa w Polsce]]
* [[Radioaktywność|promieniotwórczość]]
* [[lista reaktorów jądrowych]]

== Przypisy ==
{{Przypisy}}

== Linki zewnętrzne ==
* {{cytuj |url = http://www.iea.cyf.gov.pl/reaktor.html |tytuł = Dokładna specyfikacja budowy i zadań reaktora Maria |archiwum = https://web.archive.org/web/20140517033936/http://www.iea.cyf.gov.pl/reaktor.html |zarchiwizowano = 2014-05-17 |data dostępu = 2005-06-29}}
* [https://www.youtube.com/watch?v=JSgyYTqTKvE Badawczy reaktor jądrowy Maria 2018 PL], youtube.com
* [https://www.youtube.com/watch?v=m6G9SenTU5I Wirtualne Dni Otwartych Drzwi – Reaktor MARIA], youtube.com

{{Reaktory jądrowe w Polsce}}

[[Kategoria:Doświadczalne reaktory jądrowe w Polsce]]
[[Kategoria:Otwock]]
[[Kategoria:Narodowe Centrum Badań Jądrowych]]