O Marii zrobiło się głośno na wiosnę tego roku za sprawą przeciągającej się procedury uzyskania zezwolenia na eksploatację. Ostatecznie, po trwającej kilka miesięcy przerwie, reaktor wznowił działanie dwa tygodnie temu, 5 sierpnia br. Po raz pierwszy w historii, otrzymał bezterminowe zezwolenie na pracę.

Od razu też musimy zastrzec, że Maria nie jest elektrownią jądrową, wytwarzającą energię elektryczną czy energię cieplną, to reaktor badawczy, który odgrywa kluczową rolę w medycynie, nauce i przemyśle.

Pierwsza była EWA, czyli początki polskiej energetyki jądrowej

Polska przygoda z energią jądrową rozpoczęła się w 1958 roku, kiedy to w Świerku koło Otwocka uruchomiono pierwszy reaktor badawczy – EWA (Eksperymentalny, Wodny, Atomowy). Był to dostarczony Polsce przez Związek Radziecki reaktor basenowy, czyli zanurzony w zbiorniku z wodą, o mocy zaledwie 2 MW, zwiększonej z czasem do 10 MW. EWA bezawaryjnie przez niemal trzy dekady służyła do badań w fizyce, produkcji izotopów oraz szkolenia kadr. Jej rola była nie do przecenienia, jednak wraz z postępem technologicznym i rosnącymi wymaganiami polskiej nauki stało się jasne, że potrzebne jest nowocześniejsze i wydajniejsze urządzenie.

Maria w służbie nauki i medycyny

Decyzja o budowie reaktora Maria zapadła już w 1964 roku. Jego konstrukcja, w odróżnieniu od konstrukcji reaktora EWA, była całkowicie polskim projektem, opartym na polskich technologiach i rozwiązaniach. Wybór padł na reaktor typu basenowego, chłodzony wodą i moderowany berylem, co zapewniało wysoką wydajność i elastyczność w zastosowaniach badawczych. Budowa trwała 11 lat, w grudniu 1974 roku Maria uruchomiła samopodtrzymującą się reakcję łańcuchową, osiągając stan krytyczny i rozpoczynając trwającą do dziś misję badawczą. 

Nazwany na cześć Marii Skłodowskiej-Curie, reaktor Maria jest jednym z najpotężniejszych i najbardziej wszechstronnych reaktorów badawczych w Europie. Jego moc cieplna wynosi 30 MW, co stawia go w czołówce tego typu urządzeń na świecie. Choć nie służy do produkcji energii elektrycznej, jego rola jest nieoceniona i obejmuje wiele obszarów: 

Produkcja radiofarmaceutyków. Reaktor jest ważnym światowym wytwórcą jodu-131 stosowanego w diagnozowaniu i leczeniu chorób tarczycy. Praca reaktora pokrywa 100 proc. polskiego zapotrzebowania na tę substancję. Maria zaspokaja też około 10–20 proc. globalnego zapotrzebowania na molibden-99, który jest stosowany w diagnostyce obrazowej (PET, SPECT) do wykrywania nowotworów, chorób serca czy schorzeń neurologicznych. 

Badania materiałowe. Strumienie neutronów generowane w rdzeniu reaktora są wykorzystywane do modyfikacji i badania właściwości materiałów. Proces domieszkowania krzemu neutronami (tzw. NTD, ang. Neutron Transmutation Doping) pozwala uzyskać krzem o idealnie jednorodnej oporności, niezbędny do produkcji zaawansowanych półprzewodników, m.in. tranzystorów dużej mocy.

Naukowe eksperymenty. Reaktor jest platformą dla fizyków, chemików i inżynierów, którzy prowadzą badania w takich dziedzinach jak fizyka ciała stałego, dyfrakcja neutronów, radiochemia czy ochrona środowiska.

Sterylizacja radiacyjna. Promieniowanie gamma, będące produktem ubocznym działania reaktora, może być wykorzystywane do sterylizacji narzędzi medycznych i sprzętu chirurgicznego.

Bezpieczeństwo przede wszystkim

Reaktor Maria, podobnie jak każdy obiekt jądrowy, działa w rygorystycznym reżimie bezpieczeństwa. Mieści się w tzw. basenie, a jego rdzeń jest zanurzony w wodzie, która pełni funkcję chłodziwa i osłony biologicznej. Cała konstrukcja jest otoczona grubymi ścianami z betonu barytowego, które pochłaniają promieniowanie. Personel, złożony z wysoko wykwalifikowanych specjalistów, przechodzi regularne szkolenia, a praca reaktora jest monitorowana przez całą dobę przez zaawansowane systemy kontroli. Wejście na halę główną odbywa się przez specjalną śluzę, z uwagi na utrzymywane niewielkie podciśnienie wywoływane systemem filtrującym powietrze. 

Europejskie reaktory badawcze

Maria jest wyjątkowa, ale nie jedyna – na naszym kontynencie działają podobne reaktory badawcze. 

Jules Horowitz Reactor (JHR) – Cadarache, Francja. Jest to jeden z najnowszych i najpotężniejszych reaktorów badawczych na świecie. Uruchomiony w 2024 roku, ma moc 100 MW. Służy do badań nad nowymi materiałami dla reaktorów przyszłości, a także do produkcji izotopów medycznych.

High Flux Reactor (HFR) – Petten, Holandia. Działający od 1961 roku reaktor o mocy 45 MW. Jest kluczowym ośrodkiem w Europie w zakresie produkcji izotopów medycznych i przemysłowych.

BR-2 (Belgian Reactor 2) – Mol, Belgia. Uruchomiony w 1961 roku, z mocą 100 MW. Służy do testowania materiałów jądrowych, a także do produkcji izotopów medycznych i radiofarmaceutyków.

Przyszłość energetyki jądrowej w Polsce

Polski Program Energetyki Jądrowej (PPEJ) zakłada powstanie dwóch elektrowni, z których pierwsza ma być zlokalizowana w Lubiatowie-Kopalino w gminie Choczewo na Pomorzu. Zostanie w niej wykorzystany reaktor typu AP1000 od amerykańskiej firmy Westinghouse. To zaawansowany technologicznie reaktor wodny ciśnieniowy (PWR) o mocy 1250 MW, znany z wysokiego poziomu bezpieczeństwa i pasywnych systemów ochronnych. Docelowo elektrownia będzie posiadać trzy bloki o łącznej mocy około 3750 MW. Pierwszy blok ma zostać oddany do użytku do 2033 roku.

Plany te mają na celu nie tylko zapewnienie stabilnych dostaw energii, ale także uniezależnienie się od paliw kopalnych i zmniejszenie emisji dwutlenku węgla.

Energetyka jądrowa ma duży potencjał, by się stać ważnym elementem polskiego systemu grzewczego, zapewniając czyste i stabilne źródło ciepła dla miast, zwłaszcza w połączeniu z kogeneracją (produkcja ciepła i prądu jednocześnie), a także przez wykorzystanie w systemach ciepłowniczych ciepła odpadowego z reaktorów. 

Warunkiem jest jednak określenie charakteru takiego ciepła np. przez zrównanie w prawodawstwie unijnym energetyki jądrowej z odnawialnymi źródłami energii – biorąc pod uwagę, że od 2050 roku za efektywny system ciepłowniczy będzie uznawany jedynie system w całości oparty na OZE lub cieple odpadowym. Innym rozwiązaniem jest traktowanie ciepła z atomu jako ciepła odpadowego z procesu energetycznego, jakim jest produkcja energii elektrycznej w elektrowni jądrowej.