51 lat temu reaktor MARIA osiągnął po raz pierwszy krytyczność

Data dodania: czwartek, 18 grudnia 2025, autor: nuclear.pl

18 grudnia 1974 o godzinie 00:17 reaktor MARIA po raz pierwszy osiągnął stan krytyczny – w rdzeniu rozpoczęła się samopodtrzymująca reakcja 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 miedzy innymi 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 rdzeniu 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.