Bilo je 31. maja 1966. Ura je bila 14.15, ko je v Sloveniji stekla prva nadzorovana verižna reakcija cepitve jeder. Zgodilo se je v Reaktorskem centru na Brinju pri Ljubljani, v raziskovalnem reaktorju TRIGA, ki so ga v takratni državi Jugoslaviji postavili potem, ko so leta 1958 že zagnali reaktorja v Vinči pri Beogradu.
»Leto 1966 je bilo leto, ki je Slovenijo popeljalo v jedrsko dobo. Od takrat naprej smo jedrska država,« je poudaril neizpodbitno dejstvo Leon Cizelj, direktor Inštituta Jožefa Stefana, pod okriljem katerega TRIGA tudi deluje. Ob 60-letnici tega izjemnega reaktorja, ki je postavil temelje jedrski elektrarni v Krškem, kjer so se šolale generacije njenih inženirjev in operaterjev in se tudi zdaj, kjer potekajo ene najbolj prebojnih znanstvenih raziskav in ki je zaslužen celo za odkritje Higgsovega bozona, smo stopili tja, kjer je prav vsak posameznik podvržen posebnemu protokolu, kjer lahko zrete v sredico reaktorja in modro svetlobo ter poskušate razumeti, kako je nastalo vesolje.
Brez incidentov
»Ko vstopimo v sam reaktor, vstopimo v tako imenovano radiološko nadzorovano območje. To je območje, ki smo ga umetno sproducirali in kjer so lahko viri sevanja, zato veljajo določeni protokoli. Tam tudi ni kontaminacije, zato notri ne uživamo hrane, ne pijemo in ne kadimo,« je podal nekaj napotkov Anže Jazbec, vodja raziskovalnega reaktorja TRIGA. Vsak posameznik, ki vstopi tja, izpolni obrazec s svojimi podatki, si obleče laboratorijsko haljo in pripne elektronski dozimeter, ki meri prejeto dozo ionizirajočega sevanja v določenem času. Brez izjeme, lahko ste predsednica države ali bodoči premier, filmski režiser ali naključni obiskovalec. V reaktorju se lahko gibate samo po območju, kjer je varno in ni večjega sevanja. Ko izstopite iz njega, ponovno sledi določen protokol: vsakemu posamezniku izmerijo kontaminacijo, s čimer je zagotovljeno, da ne širite morebitne radioaktivnosti v okolje in da prav nihče ni zdravstveno ogrožen. Ob izhodu je bila naša izmerjena kontaminacija nič, kajpada.
»Med delovanjem reaktorja bi lahko dobili kakšen mikrosivert, toda ta doza je manjša, kot če bi z letalom leteli iz Ljubljane v Frankfurt,« je pojasnil Anže Jazbec. Potem Sebastjan Rupnik v nadzorni sobi zažene reaktor na polno moč, to je 250 kilovatov. Je eden od sedmih operaterjev, ki delajo na TRIGA, v vsaki izmeni pa sta dva operaterja in en delavec zaščite. »Ko reaktor deluje, morajo biti tu minimalno trije ljudje, ko ne deluje in je ključ izvlečen, kontrolne palice pa vstavljene, operater ni potreben, toda reaktor je še vedno varovan, 24 ur na dan,« je razložil Jazbec.
Za zastekljeno steno se dviga naprava osemkotne oblike z majhnimi vratci, za katerimi nastajajo najbolj napredne in prebojne raziskave na svetu. »Reaktor je z vseh strani obdan s tremi metri betona, zgoraj je ploščad, po kateri lahko hodimo, in pod njo šest metrov vode. To je biološki ščit, kar pomeni, da ščiti biološke organizme, tudi ljudi, pred sevanjem reaktorja, medtem ko voda hladi reaktor in je transparentna, torej lahko vidimo skoznjo,« je povedal Luka Snoj, vodja odseka za reaktorsko fiziko pri IJS in profesor na fakulteti za matematiko in fiziko.
Če se torej z vrha ploščadi nagnete v notranjost reaktorja, boste skozi metre povsem čiste in demineralizirane vode, tako čiste, da jo lahko pravzaprav pijete, zagledali modro svetlobo. To ni nič drugega kot indikator, imenuje se sevanje Čerenkova, ki se pojavi, ko nabiti delci v mediju, v tem primeru je to voda, potujejo hitreje od svetlobe v mediju. »Takrat oddajajo to karakteristično svetlobo, ki jo s svojimi očmi vidimo kot modro. Ta modra svetloba se v sredici pokaže samo, ko reaktor obratuje, ko je ustavljen, je dozno polje enako kot zunaj, mi mu rečemo naravno ozadje. Toda tudi ko reaktor obratuje, so doze le malo povečane in niso nevarne, saj je reaktor narejen tako, da je delo ob njem in na njem povsem varno,« je pojasnil Anže Jazbec.
Po vsem svetu je bilo od 60. let prejšnjega stoletja zgrajenih 67 reaktorjev TRIGA, polovica jih še vedno obratuje, tudi slovenski. V tem času se je nabralo 4000 let obratovalnih izkušenj, in to brez enega večjega incidenta. »Ideja je bila naslednja: naredimo reaktor, ki bo tako varen, da bodo lahko delali z njim študentje, da ne bodo mogli narediti nobene škode ne sebi, ne raziskovalcem, ne operaterjem, niti reaktorju, kaj šele okolju. Zato je postal TRIGA najbolj razširjen tip raziskovalnega reaktorja, čeprav jih že 20 let ne gradijo več,« je povedal njegov vodja.
Zamenjava ali upokojitev
TRIGA je ameriški reaktor, njegovo ime je zato kratica angleškega izvora in pomeni Training, Research, Isotopes, General Atomics, torej usposabljanje oziroma šolanje, raziskave, izotopi, GA pa je ime ameriškega podjetja, ki je reaktor zasnovalo. Da je reaktor ameriški in ne ruski, ni nič presenetljivega in direktor IJS Leon Cizelj poda nekoliko zabavljiv odgovor na vprašanje, zakaj ni bil reaktor ruski. »Nuklearka Krško je bila vredno približno toliko kot eskadrilja MiG-29, ki jih je takrat Jugoslavija kupovala od Rusov. Nuklearka pa je bila od Američanov. To pomeni biti neuvrščen.«
Vrnimo se torej v leto 1966 in čas po drugi svetovni vojni, ko so se vse države zagnale v jedrsko energijo. »Razlog je bil enostaven,« nadaljuje Cizelj, tudi profesor jedrske tehnike na fakulteti za matematiko in fiziko. »Jedrska energija, torej energija urana, je približno 80-milijonkrat gostejša na kilogram snovi, kot sta najbolj kemijsko učinkoviti tekočini, dizel in bencin. To pomeni, da lahko z 80 milijonov manjšo količino snovi pridete do enake količine energije.«
Minilo ni niti sto let, ko je bila v svetu izvedena prva verižna reakcija, ki jo je nadzoroval človek, to je bilo leta 1942 v Chicagu. Od tega časa je bilo zgrajeno več kot 800 raziskovalnih reaktorjev in 500 jedrskih elektrarn. V Evropi je v najboljših časih delovalo celo okoli 300 raziskovalnih reaktorjev, danes jih okoli 30, dva sta v gradnji, na Nizozemskem in v Franciji. Prvi bo namenjen proizvodnji izotopov za medicinsko rabo in drugi za testiranje materialov. Slovenija torej spada med tiste redke države, ki se lahko ponašajo z enim od njih.
»Raziskovalni reaktorji predstavljajo tudi temelj za jedrske elektrarne. Krška nuklearka je začela obratovati leta 1983, pred tem pa je imela precej velike in dolgotrajne priprave, ki so se začele z raziskovalnim reaktorjem leta 1966. Šestnajst let je namreč doba, da se država, ki ni jedrska, pripravi na jedrsko dobo. To pomeni, da je treba vložiti od 15 do 20 let v razvoj infrastrukture in kadrov, kajti jedrska tehnologija je zahtevna in potrebuje ljudi, ki jo razumejo in se z njo aktivno ukvarjajo, ne le da jo kupijo in jo upravljajo,« je razložil Cizelj.
Valilnica jedrske stroke
Toda raziskovalni reaktor TRIGA je še vedno sodobna raziskovalna infrastruktura, ki polovico svojega obratovalnega časa nameni raziskavam, drugo polovico pa usposabljanju. Gre za raziskave na področju nevtronske aktivacijske analize, to je metode, s katero se ugotavlja, kateri kemijski elementi so v vzorcih, in testiranje materialov. V TRIGA testirajo komponente za naprave, ki morajo biti odporne proti sevanju, in celo detektorje, ki še niso komercializirani in bodo v prihodnjih letih uporabljeni na večjih reaktorjih nukleark. Od lani v sodelovanju s fakulteto za kemijo in kemijsko tehnologijo vodijo metodo BNCT, ki bo morda v prihodnje uporabna za zdravljenje rakavih obolenj, z biotehnično fakulteto pa bodo obsevali semena in opazovali, kakšen vpliv ima obsevanje na mutacije rastlin.
Toda to še zdaleč ni vse, tu se porajajo nekatere najbolj nore ideje, raziskovalci pa sodelujejo pri največjih sodobnih projektih, kot sta nadgradnja velikega hadronskega pospeševalnika v CERN in načrtovanje največjega fuzijskega reaktorja ITER. Sem prihajajo na daljše tečaje domači in tuji študenti. Ena glavnih nalog raziskovalnih reaktorjev je namreč kreacija stroke.
»Mi smo valilnica jedrske stroke. Vsi jedrski strokovnjaki v Sloveniji so ali pa so bili povezani s tem reaktorjem. Zaradi TRIGA je lahko Slovenija danes suverena jedrska država,« je poudaril Anže Jazbec.
Jedrski ekosistem
Da nam jedrski ekosistem, ki ga je razvila Slovenija skozi desetletja, zavidajo mnoge države, je potrdil Luka Snoj. »Spadamo v majhno druščino držav, ki imajo razvito vso družbeno infrastrukturo, to pomeni izobraževalni sistem, regulatorja, raziskave in upravljanje radioaktivnih odpadkov. To je nekaj, kar nastaja desetletja, a se lahko hitro izgubi, če zadevo zanemarimo. In TRIGA je središče, okoli katerega se vse to dogaja.«
Raziskovalni reaktor pa omogoča raziskovalcem tudi stik z realnostjo. »Modeliramo jedrske procese, torej vse to, kar se dogaja v jedrski elektrarni. Ta reaktor se namreč vede enako kot jedrska elektrarna v Krškem, enaki fizikalni procesi potekajo, le v manjšem merilu. Toda ne delamo le osnovnih raziskav jedrske fizike, skupine raziskovalcev z vsega sveta tu testirajo detektorje, preden gredo v implementacijo. Veliko sodelujemo s CERN in svetovno odmevni Higgsov bozon je bil odkrit tudi z znanjem, ki je nastajalo tu, in z detektorji, ki so bili testirani v našem TRIGA. Vse od leta 2000 smo namreč referenčni center za testiranje njihovih detektorjev in danes obsevamo vzorce z vsega sveta. TRIGA je danes svetovno stičišče za jedrske raziskave in prepoznani smo glede na njegovo moč kot najbolje izrabljen reaktor na svetu,« je podal zanimivosti Luka Snoj.
