Még tíz évig működtetnék a Budapesti Kutatóreaktort

Egy-egy kisebb kutató- és oktatóreaktor is működik Magyarországon a négy paksi energiatermelő blokk mellett. A Budapesti Kutatóreaktort (BKR) az ELKH Energiatudományi Kutatóközpontjához tartozó Energiatudományi Kutatóközpont (EK) működteti. Terítéken van az 1959 óta működő létesítmény üzemidejének meghosszabbítása, a Világgazdaság egyebek mellett erről kérdezte Horváth Ákost, az EK főigazgatóját.

Hol tart az üzemidő-hosszabbítás?

Az üzemelési engedélyünk meghosszabbítását az Országos Atomenergia Hivatal (OAH) által kibocsátott útmutató segítségével, a hatályos Nukleáris Biztonsági Szabályzat figyelembevételével kell előkészíteni. A hatósággal elindítottuk két évvel ezelőtt a konzultációt, amelynek az eredménye az volt, hogy az idén esedékes üzemelésiengedély-hosszabbítást tíz évre fogjuk kérni, és az eljárás formailag hasonló lesz a tízévente esedékes időszakos biztonsági felülvizsgálathoz (IBF), legutóbb 2013-ban volt ilyen. Az aktuális IBF dokumentumait előállítottuk, ennek a keretében áttekintettük a reaktor rendszereit, rendszerelemeit és a biztonságot alátámasztó, ún. megalapozó számításokat.

Mikor adják be az erre vonatkozó kérelmet az OAH-hoz?

A kérelemhez tartozó dokumentációt 2022 december végén beadtuk, a záródokumentum és kérelem 2023 januárjában kerül beküldésre.

Hány évre szóló meghosszabbítást kérnek?

Tíz évre, 2033-ig kértük.

Milyen fejlesztésekre van szükség ahhoz, hogy az ELKH szerint a létesítmény alkalmas legyen az üzemidő-hosszabbításra?

A berendezés utoljára 1986–1992 között esett át teljes körű rekonstrukción, amelynek során lényegében a teljes berendezést kicserélték. 

Így tehát kijelenthetjük, hogy az épületen kívül a reaktor „mindössze” 30 éves. A további üzemidő-hosszabbításnak véleményünk szerint nincs technikai akadálya, hiszen a 30 éves berendezésben még jókora tartalékok vannak. Természetesen a reaktor berendezéseinek állapotát a szigorú öregedéskezelési program szerint folyamatosan figyelni kell, és a kijelölt üzemidő elérésekor cserélni szükséges.

Mekkora a hosszabbítással összefüggésben jelentkező ráfordítás?

A korábban említett időszakos biztonsági felülvizsgálat által kijelölt berendezések felújítása, cseréje a mai számításaink szerint körülbelül 800 millió forintot tesznek ki, ezenfelül még az épület földrengésbiztonsági megerősítésére és állagmegóvására kell költeni 300-400 millió forintot. További kiadás lesz a tudományos műszerek felújítása, és tervben vannak olyan fejlesztések is, amelyek a tudományos kutatás színvonalát emelik. A meghosszabbított üzemidő alatt szükség lesz újabb üzemanyag-beszerzésre, amelynek költsége további ötmilliárd forintra tehető.

Nem merült fel, hogy a régi helyett érdemesebb lenne új reaktort építeni?

Egy új atomreaktor engedélyeztetése meglehetősen nehéz vagy lehetetlen lenne a jelenlegi telephelyen, a beruházás költsége pedig biztosan meghaladná a berendezés felújításának költségeit. Mindent összevetve nem tűnik előnyösebbnek új kutatóreaktort építeni Magyarországon.

Mennyibe kerülne nemzetközi példák alapján egy új kutatóreaktor?

Attól függ, hogy milyen típusú és felhasználású lenne az új neutronforrás, hova telepítik…, de 50-100 milliárd forint. Jordániában például épült egy koreai tervezésű, öt megawattos reaktor 130 millió dollárért.

Milyen kihasználtsággal működik az EK kutatóreaktora?

A reaktor felhasználói között van izotópgyártó cég, atomerőművet üzemeltető vállalat és olyan kutatói közösség is, amely a neutronsugárzást felhasználva anyagvizsgálatokat végez. Az egyes felhasználási arányok az elmúlt évtizedekben változtak. Volt, amikor az izotópgyártás és a technológia megismerése volt a legfontosabb cél. Fontos és nem helyettesíthető vizsgálatot végeztek a kutatóreaktorban a Paksi Atomerőmű reaktortartályának anyagán, amikor a 30-ról 50 évre meghosszabbított üzemidő biztonsági számításait el kellett végezni. Az utóbbi 15 évben leginkább a neutronsugárzást használó anyagvizsgálatok, oktatás és kutatás céljaira használjuk a reaktort. 

Az utóbbi évek egyik sikeres programja volt a kulturális örökség tárgyainak vizsgálata, amelyet részben hazai együttműködésben a (Nemzeti Múzeummal vagy a Szépművészeti Múzeummal), részben európai programok keretében (például a párizsi Louvre Múzeummal) végeztünk el, és segítettük a művészettörténészek munkáját. A felhasználóknak pályázniuk kell a műszeridőre, így igyekszünk jobban kihasználni a kapacitásokat.

Mikor kell fűtőelemet cserélni?

A fűtőkötegeket 13-15 havonta cseréljük.

Ugyanolyan üzemanyagot használ a reaktor, mint induláskor? A paksi üzemanyagot ugyanis fejlesztették.

Nem. A második rendszerfejlesztést követően (1992 után) VVR-SzM, majd napjainkban már VVR-M2 LEU kötegeket használunk, 2013 óta. A legutóbbi változtatás oka a hasadóképes urán-235 izotóp koncentrációjának csökkentése volt, a csökkentést politikai döntés eredményeként kellett végrehajtani. A 2013 előtti fűtőelemekben 36 százalékos dúsítású uránt használtak, ezt követően 20 százalék alá kellett csökkenteni a hasadóképes izotóp mennyiségét a fűtőelemekben. Ez új fűtőelemtípus bevezetését és a zóna áttervezését vonta maga után.

Jelenleg milyen tudományos célú vizsgálatok folynak?

A Budapesti Neutron Centrum szervezi a tudományos kísérleteket. A reaktor kapacitását részben külföldi vendégkutatók használják ki, akik pályázat útján nyerik el a lehetőséget, és a saját témájukat hozzák. Az Energiatudományi Kutatóközpont három kutatócsoportot és mintegy 45 kutatót foglalkoztat a 16 berendezés körül. A vizsgálatok között megtalálhatók a Megújuló Energiák Nemzeti Laboratóriumban indított tüzelőanyag-cellás kísérletek, akkumulátorelektródák vizsgálata, biológiai folyamatok, vékonyrétegek vizsgálata, régészeti tárgyak tanulmányozása, reaktorszerkezeti anyagok öregedésének vizsgálata is. A neutronok különösen alkalmasak mágneses anyagok vizsgálatára vagy hidrogén- (víz) tartalmú szerkezetekben a víz vagy a hidrogén beépülésének tanulmányozására, kémiai analízisre.

Milyen üzleti célú munka folyik a kutatóreaktor használatával?

Az ipari szereplők számára végzünk izotópgyártást, illetve neutronvezető tükrök minősítését, diagnosztikai vizsgálatát. Neutronokkal átvilágíthatók vastag falú edények, berendezések, és akár működés közben tanulmányozhatók motorok, hűtőgépek vagy más, kisebb berendezések.

Mekkora bevétele keletkezik a BNI-nek évente e munkákból?

Nagyságrendileg százmillió forint, de ez változó mértékű.

Milyen nemzetközi együttműködésekben vesz részt a BNI?

A kutatóreaktor BNC néven ismert a nemzetközi tudományos közösség számára. A BNC 2000 óta európai nagyberendezés, és mint ilyen, sok EU-támogatású kutatási programban vett részt. A BNC tagja a neutronforrásokat tömörítő LENS együttműködésnek és a közép-európai nagyberendezések CERIC nevű hálózatának. Ezenkívül egyre fontosabb a kulturálisörökség-kutatások számára létrehozott programok és hálózat, amelynek a tagja vagyunk. Az együttműködéseket a bnc.hu honlapon is meg lehet nézni.

Melyek a kutatóreaktor igénybevételével elért legkiemelkedőbb, illetve legnagyobb visszhangot kiváltó eredmények?

A korábbi évtizedekben jelentős eredményeket értek el a neutrondetektorok és neutronvezető anyagok fejlesztése területén, ezek közül sok hasznosult az épülő Európai Neutronkutató Központban (ESS), amely a neutronkutatások következő generációja lesz, és amelynek fejlesztésében Mezei Ferenc akadémikus munkája meghatározó jelentőségű volt. Mezei Ferencet a Göteborgi Egyetem Lise Meitner-díjjal tüntette ki 2021-ben.

Az ipari alkalmazások között említésre méltó az a mérési sorozat, amellyel a Magyar Honvédség helikoptereinek üzemidő-hosszabbításához járult hozzá a reaktor a forgószárnylapátok vizsgálata keretében, erről a Repüléstudomány számolt be.

A Paksi Atomerőmű 30 évet meghaladó üzemidejének biztonsági megalapozásához is végeztek kísérleteket, amellyel vizsgálták a reaktortartály neutronsugárzás általi öregedését. A vizsgálatok eredményeképpen sikerült elkerülni a költséges és vitatott kimenetelű hőkezelést, és a négy tartály megkapta a további üzemelési engedélyt (2012).

A korábbi eredményekről Rosta László írt egy jó áttekintést 2019-ben a Fizikai Szemlében.

Mekkora a BNI éves költségkerete? A 2023-as keretét nem kellett megnyirbálni az ország gazdasági nehézségei miatt?

Az éves működési költség körülbelül 800 millió forint, amelyre az Eötvös Loránd Kutatási Hálózat biztosít forrást, míg az eseti javításokra, felújításokra a reaktor és az üzemeltető Energiatudományi Kutatóközpont bevételei. 2023-ban a Kutatóközpont támogatása nem csökkent, és a külső bevételei sem. A radikálisan megnövekedett közüzemi költségeinket részben az ELKH által biztosított eseti források, a bevételeink és a takarékossági intézkedések kompenzálták.

Mik a BNI idei munkatervének fő elemei?

A kutatóreaktor üzemeltetője az épület felújításán és a cserélendő berendezések beszerzésén és beszerelésén fog dolgozni. Ezenkívül tervezzük a reaktor hűtőkörére egy hőszivattyú tervezését és engedélyeztetését, amellyel a hulladékhő egy részét fűtésre lehet hasznosítani. A műszercsarnok átépítését és bővítését is tervezzük, hogy a következő tíz évben tervezett fejlesztéseknek helyet tudjunk biztosítani. A tudományos programot illetően a BNC kiépít egy új akkumulátor-vizsgáló állomást a Megújuló Energiák Nemzeti Laboratórium keretében, anyagvizsgálatokat végeznek a Paksi Atomerőmű tartályfelügyeleti programja számára, és folytatódnak a régészeti vizsgálatok.