50-lecie pracy reaktora MARIA

Data dodania: środa, 18 grudnia 2024, autor: nuclear.pl

Pięćdziesiąt lat temu, 18 grudnia 1974 o godzinie 00:17 reaktor MARIA po raz pierwszy osiągnął stan krytyczny – w rdzeniu rozpoczęto samopodtrzymującą się reakcję rozszczepienia. Od 24 lutego 1995 roku, kiedy to wyłączono reaktor EWA, MARIA jest jedynym działającym w Polsce reaktorem jądrowym.

Szczególnie istotną i coraz ważniejszą funkcją tego reaktora jest produkcja radioizotopów medycznych, które stanowią podstawę nowoczesnej medycyny nuklearnej. Reaktor MARIA wytwarza m.in. molibden-99 (Mo-99), który rozpadając się do technetu-99m (Tc-99m), jest powszechnie wykorzystywany w diagnostyce obrazowej – np. w scyntygrafii różnych narządów, w tym kości i mięśnia sercowego. Ponadto, przy użyciu MARII produkuje się inne izotopy, takie jak jod-131, lutet-177 czy holm-166. Te radionuklidy są stosowane w leczeniu i diagnostyce nowotworów, pozwalając precyzyjnie namierzać i niszczyć komórki rakowe bez nadmiernego uszkadzania zdrowych tkanek.

MARIA początkowo miała być czysto polskim projektem opracowanym w Instytucie Badań Jądrowych, jednak finalnie zdecydowano się na nabycie licencji na projekt działającego w radzieckim Instytucie Kurczatowa w latach 1963–1993 reaktora MR. Projekt dostosowano do polskich potrzeb, dodając kanały pionowe służące napromienianiom w rdzeniu oraz kanały poziome, dzięki którym poza rdzeń wyprowadzane są neutrony służące celom badawczym. Umożliwiło to napromienianie w rdzeniu różnego rodzaju materiałów oraz prowadzenie badańz zakresu fizyki. Prace projektowe prowadzono Biurze Studiów i Projektów Techniki Jądrowej Proatom oraz Energoprojekcie Warszawa przy udziale Instytutu Badań Jądrowych (IBJ). Energoprojekt Warszawa nadzorował także budowę. Większość elementów, poza paliwem, blokami grafitowymi i blokami berylowymi wykonano w Polsce. Co ciekawe – w warunkach ówczesnej gospodarki niedoboru – część elementów musiał wykonać IBJ, który wytworzył m.in aluminiową płytę wsporczą reaktora, koszulki bloków grafitowych i napędy prętów sterujących; symptomatyczne jest że ówczesny polski przemysł nie był w stanie wytworzyć stosunkowo prostych elementów jak wysokojakościowe rury stalowe – te sprowadzono ze Szwecji. Reaktor pełną gotowość operacyjną osiągnął po dwuletnim rozruchu – na przełomie lat 1976 i 1977. Niemal równolegle z MARIĄ powstał uruchomiony w 1972 roku zestaw krytyczny AGATA o mocy 10 watów, który służył testowaniu neutroniki różnych konfiguracji rdzenia MARII.

Reaktor został przejściowo wyłączony i poddany modernizacji w roku 1985, natomiast od 10 kwietnia 1986 został poddany rygorom nowo uchwalonego Prawa Atomowego. W tym czasie zmodernizowano m.in układy awaryjne MARII, poprawiono osłonowość odgazowywacza, a także rozbudowano rdzeń. W programie modernizacji uwzględniono doświadczenia nabyte w czasie stosunkowo niegroźnego zdarzenia z rozszczelnieniem pręta paliwowego w 1978 roku (dziś zakwalifikowalibyśmy je jako INES 4).

MARIA niestety niemal od początku cierpiała na brak programu pełnego wykorzystania i w 1992 nieomal cudem uniknęła trwałego wyłączenia z powodu braku środków. Początkowy pomysł by wykorzystywać ją do testowania paliw jądrowych i materiałów w polskim programie energetyki jądrowej rozwiały się po zarzuceniu budowy EJ Żarnowiec. Po wyłączeniu EWY w 1995 roku MARIA przejęła z niej produkcję substancji wykorzystywanych do produkcji radiofarmaceutyków, nigdy (aż do dzisiaj) nie doczekała się jednak planu strategicznego, który określałby jak można ją najlepiej wykorzystać i to pomimo stałe przeprowadzanych modernizacji technicznych.

W 2011 roku MARIA została powierzona Narodowemu Centrum Badań Jądrowych, które powstało po wchłonięciu Instytutu Energii Atomowej przez Instytut Problemów Jądrowych. W tym też czasie rozpoczęto w jej rdzeni napromienianie tarcz uranowych do produkcji molibdenu-99. Półprodukt do dziś wysyłany jest do przeróbki za granicę, bowiem reaktor nie doczekał się kompletnej linii technologicznej, która umożliwiłaby produkcję w kraju.

W 2015 roku zakończona została konwersja na paliwo niskowzbogacone (< 19,75% U-235), wcześniej pracowała na paliwie o wzbogaceniu 36%, a początkowo 80%. W późniejszych latach przeprowadzono kolejne modernizację, m.in układów pomiarowych i rdzenia. W 2020 roku rozpoczęto napromieniania holmu-166 w mikrosferach do terapii raka wątroby – znów jednak – sprzedawane są jedynie usługi napromieniania, a finalny produkt (i materiał tarczowy) powstaje poza Polską.

Od 2020 nieczynne z powodu remontu tzw. hali fizycznej są kanały poziome, co oznacza że w MARII nie są prowadzone badania fizyczne na wiązkach neutronów – m.in. drobnych niejednorodności występujących w materiałach oraz jakości monokryształów metalu. W październiku 2023 zakończył się po trzynastu miesiącach, planowany pierwotnie na pół roku remont rozdzielni elektrycznej i tablic pomiarowych oraz pulpitów sterowniczych sterowni – reaktor był w tym okresie wyłączony.

Wiosną i latem 2023 roku media donosiły o problemach kadrowych MARII i liście otwartym jego pracowników do dyrekcji Narodowego Centrum Badań Jądrowych oraz nadzorującej instytut Minister Klimatu i Środowiska. Pracownicy wskazywali w nim, że „już teraz najważniejsze zadania związane z pracą MARII wykonują pojedynczy pracownicy, których nie da się zastąpić z dnia na dzień" oraz „Jeśli sytuacja płacowa szybko się nie poprawi (...), reaktor będzie musiał być wyłączony. Powodem będzie brak pracowników dbających o jego obsługę, konserwację i bezpieczeństwo. Spowoduje to nie tylko upadek prestiżu NCBJ, ale także wywoła znaczne niedobory na rynku radioizotopów medycznych". Pracownicy domagali się także opracowania planu strategicznego, który mógłby być podstawą wystąpienia o większe środki na utrzymanie reaktora.

NCBJ nie poinformował od tamtego czasu o powstaniu takiego planu. Z ostatnich publicznych wypowiedzi dyrektora wynika, że nie poprawił się także stan obsługującej reaktor kadry. Wydaje się też, że niestety MARIA nigdy nie była centralnym punktem działalności zarządzającego nią instytutu. NCBJ nie prowadzi też prac na ewentualną następczynią MARII, która mogłaby przejąć produkcję ratujących życie radiofarmaceutyków w dłuższej perspektywie.

Wszystko to dzieje się niestety w sytuacji, gdy przedłużające się planowe wyłączenia i nieplanowane postoje europejskich reaktorów badawczych coraz częściej powodują niedobory substancji diagnozujących i leczących nowotwory. Komisja Europejska przewiduje, że z powyższych powodów, w dekadzie 2030+ substancji leczniczych w nich produkowanych zacznie brakować nie tylko przejściowo, ale stale.

Z końcem marca 2025 dobiega końca ważność zezwolenia na eksploatację MARII ; dokumenty związane z uzyskaniem nowego, Narodowe Centrum Badań Jądrowych złożyło do regulatora dopiero 23 sierpnia 2024. Do chwili obecnej nie wiadomo, czy uda się uzyskać nowe zezwolenie przed wygaśnięciem starego tak, by uniknąć niepotrzebnego przestoju reaktora.

Z okazji pięćdziesięciolecia MARII chcielibyśmy podziękować przeszłym, obecnym i przyszłym pracownikom i pracowniczkom reaktora, dzięki których trudnej pracy reaktor nadal działa. Życzymy im docenienia, a MARII życzymy by pełniła rolę na miarę bycia unikalną w skali Polski i Europy infrastrukturą badawczą i przemysłową