Dr. Luka Snoj: Reaktor TRIGA v Podgorici pri Ljubljani – svetovno vozlišče jedrskih raziskav

Intervju: dr. Luka Snoj, strokovnjak za reaktorsko fiziko

Živimo v času neverjetnih energetskih in geopolitičnih nasprotij ter bliskovitega napredka digitalnih tehnologij in tehnologije nasploh. Na eni strani umetna inteligenca in tehnološki giganti mrzlično iščejo nove vire in zahtevajo neslutene količine električne energije za svoje potratne storitve. Na drugi strani pa Evropa bije plat zvona ob pomanjkanju zanesljivih energentov in tveganju propadanja lastne industrije. Opazujemo trk dveh popolnoma različnih svetov: od francoske jedrske renesanse v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja do nemškega ugašanja reaktorjev in zanašanja na tako imenovane bolj umazane derivate.

Dr. Luka Snoj, imate izjemno odgovoren in fascinanten poklic. Kje in kdaj se je porodila vaša ljubezen do atoma in jedrske energije?

Že v osnovni šoli sem zelo veliko bral. Ob koncu osnovne šole sem prebiral knjige o začetkih jedrskih odkritij v 20. stoletju in to me je popolnoma fasciniralo. Ta izjemno hiter napredek znanosti, od prvih odkritij do projekta Manhattan in jedrskih elektrarn, predstavlja resnično revolucijo v razvoju človeštva. Pri jedrski energiji imamo opravka z absolutno največjo gostoto energije. To me je pritegnilo, in ker sem bil dober v fiziki – odlični učitelji v osnovni in srednji šoli so to spodbujali – je bil študij fizike popolnoma naravna pot.

Slovenija ima na področju jedrske znanosti vrhunske strokovnjake, tudi v CERN-u. Od kod to izvira?

Res je, naše znanje je v svetovnem vrhu, kar dokazujejo tuji študenti, ki prihajajo k nam, naši domači strokovnjaki pa so v svetu zelo iskana 'roba' in zlahka najdejo zaposlitev. Začetki te odličnosti segajo v obdobje po drugi svetovni vojni, ko je Jugoslavija želela razviti lasten jedrski program. Ustanovljeni so bili trije inštituti: Vinča v Srbiji, Ruđer Bošković na Hrvaškem in Inštitut Jožef Stefan (IJS) v Sloveniji. Mi smo leta 1966 dobili ameriški reaktor TRIGA. To so bile osnove raziskav, desetletje kasneje, leta 1974, pa smo sprejeli odločitev o gradnji jedrske elektrarne v Krškem, ki je bila leta 1981 prvič priklopljena na omrežje, leta 1983 pa je sledil komercialni zagon. Američani so sicer dali specifikacije in pomagali, a slovensko znanje in naše ekipe so bili izjemno aktivno vpleteni v gradnjo, zagon in obratovanje elektrarne.

Reaktor TRIGA v Podgorici pri Ljubljani letos praznuje 60 let. Kako pomemben je v svetovnem merilu in kdo vse prihaja v Slovenijo po znanje? Se Slovenci njegovega pomena premalo zavedamo?

Morda bi bili Slovenci res lahko nekoliko bolj ponosni na dosežke, ki jih imamo. V današnjem svetu, polnem slabih novic, Slovenija na področju znanosti premore ogromno pozitivnih zgodb. TRIGA praznuje 31. maja. Že od začetka je osrednja točka razvoja, saj so se vsi slovenski jedrski strokovnjaki šolali in raziskovali v njem. S tem reaktorjem je Slovenija postala ena izmed približno 30 držav na svetu, ki popolnoma obvladujejo jedrsko tehnologijo in imajo lastno znanje. Danes je to pravo evropsko in celo svetovno vozlišče jedrskih raziskav. K nam prihajajo raziskovalci z vsega sveta – ogromno je Francozov, prihajajo Američani, Japonci, Britanci, strokovnjaki iz Švedske, Italije. Izjemno zanimivo je, da prihajajo celo študenti iz naftno bogate Savdske Arabije.

K nam prihajajo raziskovalci z vsega sveta – Francozi, Američani, Japonci, Britanci, strokovnjaki iz Švedske, Italije. Celo študenti iz naftno bogate Savdske Arabije.

Reaktor torej služi tudi za usposabljanje operaterjev. Je res težje postati operater v Nuklearni elektrarni Krško kot pilot Airbusa A320?

Izobraževanje je izjemno zahtevno. Pri nas na reaktorju izvajamo eksperimente, saj se ljudje danes preveč zanašajo samo na računalniške simulatorje. Ni ga čez pravo izkušnjo! Tako kot pilot ne gre iz simulatorja naravnost v veliko potniško letalo, ampak mora najprej leteti na manjšem pravem letalu, je tudi naš reaktor poligon, kjer se bodoči strokovnjaki učijo v živo. Usposabljanje za operaterja v Krškem traja dve leti. Pol leta preživijo pri nas na IJS, kjer se učijo reaktorske in radiološke fizike ter kemije, nato sledi pol leta praktičnega dela in še leto dni na simulatorju v Krškem. Testi in izpiti so vsak teden. Karkoli je pod 80 odstotkov, je negativno, med 80 in 90 odstotkov je komaj zadostno, od vseh se pričakuje znanje nad 90 odstotkov. Preden dobijo licenco, morajo opraviti še izjemno strog večdnevni ustni, pisni in praktični izpit pred republiško izpitno komisijo, katere član sem tudi sam. Psihološki testi, varnostno preverjanje glede terorizma in celo kreditne zadolženosti – to je izjemno strogo sito.

Usposabljanje operaterjev: testi in izpiti so vsak teden. Pod 80 odstotkov je negativno, med 80 in 90 odstotkov je komaj zadostno, od vseh se pričakuje znanje nad 90 odstotkov.

Pogosto se mešata pojma fisija in fuzija. Nam lahko pojma predstavite bolj podrobno? Kakšno prihodnost nam obeta fuzija?

V osnovi gre pri obeh za sproščanje najmočnejše znane sile v vesolju – močne jedrske sile, ki veže protone in nevtrone v jedru atoma. Fisija je proces, kjer zelo težka jedra, kot je uran, cepimo oziroma razbijamo z nevtroni, pri čemer se sprosti velika količina energije. To je tehnologija, ki jo danes uporabljamo v vseh jedrskih elektrarnah, vključno s Krškim. Fuzija pa je ravno nasproten proces – to je zlivanje lahkih jeder, na primer izotopov vodika (devterija in tritija), v težja jedra. To je natanko tisti fizikalni proces, ki daje energijo zvezdam in našemu Soncu v vesolju. Zato fuzijskim reaktorjem pravimo 'umetno sonce', saj poskušamo te ekstremne razmere iz vesolja poustvariti v laboratoriju na Zemlji in s tem pridobivati čisto energijo.

Na tokamaku JET (Joint European Torus) v Angliji, kjer sem bil na podoktorskem usposabljanju, smo v laboratorijskih sistemih že dokazali, da je proces fuzije mogoč; ustvarili smo 11 megavatov (MW) moči za pet sekund. Da bi šli na višje moči in daljši čas, najbolj razvite države sveta na jugu Francije trenutno skupaj gradijo projekt ITER, ki ima cilj ustvariti 500 MW moči za več minut.

Kaj je vaša misija?

Moja misija je kreiranje novega znanja in zagotavljanje virov energije za naše zanamce, ki jim bodo omogočali trajnostno in čisto življenje. Razvoj človeštva je tesno povezan z razpoložljivo energijo. Fuzija ima izjemen potencial, saj je gorivo praktično neomejeno – devterij je v navadni morski vodi! Bova to doživela midva? Močno upam in si želim, da bom pred smrtjo doživel vsaj delujočo prototipno elektrarno. Je pa to absolutno energija naših vnukov. Brez jedrske energije – fisije na začetku in kasneje fuzije – naš svet preprosto ne bo zmogel preživeti prehoda v nizkoogljično družbo. To bi bila revolucija, ki bi velikemu delu prebivalstva omogočila dostop do poceni, čiste in praktično neomejene energije.

Osupljiv je podatek, kako majhne količine urana zadostujejo za delovanje jedrske elektrarne v primerjavi s premogom. O kakšnih razlikah govorimo?

Energijska gostota urana je za laika nepredstavljiva. Naj vam dam neposredno primerjavo: naša Termoelektrarna Šoštanj pri polni moči na dan porabi od 10.000 do 15.000 ton premoga. To je volumen ene ogromne stavbe, ki ga morate izkopati in pripeljati vsak dan. Jedrska elektrarna Krško pa za podobno moč na dan cepi samo dva kilograma urana. Dva kilograma! Po volumnu sta to dva decilitra snovi. Zato goriva v Krškem ne dovajamo dnevno po tekočih trakovih, temveč ga zamenjamo zgolj vsakih 18 mesecev. Takrat se pripelje en samcat tovornjak, ki ima nekaj več kot 50 gorivnih elementov; to je dovolj za leto in pol nemotene proizvodnje. To je neverjetno ekološko. Brez težav bi lahko zalogo goriva za pet let vnaprej shranili kjerkoli v Sloveniji, dobesedno na enem povprečnem parkirišču, če bi se odločili za to. To zagotavlja neverjetno strateško varnost.

TEŠ pri polni moči na dan porabi od 10.000 do 15.000 ton premoga. JEK pa za podobno moč na dan cepi samo dva kilograma urana.

Kako poteka nakup jedrskega goriva in kako stabilna je cena jedrske energije v primerjavi z nafto in drugimi viri?

Urana ne morete kupiti kar tako na borzi kot pšenico ali nafto. Trg je izjemno strogo reguliran. Lahko ga kupijo le podjetja in države, ki imajo posebne licence. Trenutno elektrarna v Krškem kupuje gorivo od ameriškega podjetja Westinghouse, ki je originalni graditelj in izjemno zanesljiv dobavitelj, v preteklosti pa smo uporabljali tudi nemško gorivo proizvajalca Siemens.

Cene urana na svetovnih trgih se seveda spreminjajo, a tukaj tiči še ena velika prednost. Začetna investicija v gradnjo nuklearke je velika, a njeni obratovalni stroški so zelo nizki. Cena samega goriva (urana) predstavlja zgolj približno 15 do 16 odstotkov končne cene električne energije. Za primerjavo: pri plinskih ali premogovnih elektrarnah gorivo predstavlja 60, celo 70 odstotkov cene. To pomeni, da tudi če se cena urana na svetovnih trgih močno zviša ali podvoji, se to na položnici za elektriko praktično ne bo poznalo. Zato pravim, da je jedrska energija 'ubijalec' tržnih špekulacij. Daje izjemno stabilno, predvidljivo količino elektrike po stabilni ceni, in to 24 ur na dan, ne glede na vreme. To trgovcem in špekulantom, ki kujejo dobičke ravno na teh divjih nihanjih in negativnih cenah nestanovitnih virov, seveda ne ustreza, za stabilnost industrije pa je ključno.

Koliko energije danes zagotavlja Nuklearna elektrarna Krško? Kako se to povezuje z razpravami o drugem bloku, NEK 2, ki ga ocenjujejo na 10–15 milijard evrov?

Jedrska elektrarna Krško danes proizvede okoli 40 odstotkov vse električne energije, ki je proizvedena v Sloveniji. Ker si to energijo delimo s Hrvati, ki so polovični lastniki, Sloveniji za lastne potrebe ostane okoli 20 odstotkov elektrike iz Krškega. Največji porabniki so zgodovinsko seveda velika industrija – od jeklarne SIJ na Jesenicah in Koroškem do tovarne aluminija Talum v Kidričevem (ki je močno zmanjšala proizvodnjo) ter naše izjemno močne kemijske in farmacevtske industrije. Sledijo gospodinjstva. Gre za en sam objekt z izjemno majhnim odtisom v prostoru (nekaj hektarjev), ki napaja petino države.

Kar zadeva NEK 2, gre za nujnost. Krškemu se leta 2043 izteče podaljšana življenjska doba. Termoelektrarno Šoštanj želimo in moramo zapreti zaradi zavez o nizkem ogljičnem odtisu. S tem bomo izgubili bazno energijo dveh velikih elektrarn. Ob tem bi radi elektrificirali celoten promet ter prešli na ogrevanje s toplotnimi črpalkami, kar pomeni ogromne dodatne potrebe po elektriki. Moja ocena je, da bi za popolno slovensko samozadostnost dejansko potrebovali ekvivalent kar štirih takšnih nukleark, kot jo imamo danes, ali pa vsaj eno veliko novo in nekaj manjših. Gradnja NEK 2 je torej ključna za to, da ostanemo vsaj deloma energetsko neodvisni od tujih trgov in muhavosti uvoza.

Jedrska energija je 'ubijalec' tržnih špekulacij. Daje izjemno stabilno, predvidljivo količino elektrike po stabilni ceni.

So mali modularni reaktorji (SMR) res prihodnost energetike? Kako se na tem področju primerjamo s Kitajsko in Rusijo?

Umetna inteligenca (UI) in masovni podatkovni centri so izjemno potratni; zahtevajo ogromne in predvsem stabilne količine moči 24 ur na dan. Obnovljivi vremenski viri sami po sebi tu niso primerni brez ogromnih hranilnikov, zato so jedrske elektrarne zelo smiselna in naravna kombinacija za te strežnike. V ZDA se takšni centri že gradijo neposredno ob jedrskih elektrarnah.

Mali modularni reaktorji (SMR) ponujajo zanimivo in cenejšo kapitalsko opcijo gradnje. Koncept izhaja iz vojaške industrije (pogon jedrskih podmornic) in predvideva serijsko proizvodnjo reaktorjev v tovarni, ki se nato kot modul pripeljejo na ciljno lokacijo. Na Zahodu, kljub več kot stotim zagonskim podjetjem in ogromnim vlaganjem, trenutno še nimamo delujočega civilnega prototipa. Rusija in Kitajska pa sta nas prehiteli. Rusi že imajo delujočo ladjo Akademik Lomonosov z dvema reaktorjema SMR, ki lahko oskrbuje celotno sibirsko mesto z elektriko, toplotno energijo in pitno vodo preko razsoljevanja. Kitajci so na podlagi nemškega znanja ravno tako že zgradili visokotemperaturni mali reaktor.

Za Slovenijo bi bili SMR izjemno primerni, morda za daljinsko ogrevanje posameznih občin. Finska na primer intenzivno razvija tehnologijo SMR prav z namenom, da bi ogrevali svoja naselja s 50.000 do 100.000 prebivalci in s tem opustili fosilna goriva. Vendar pa bi gradnja več manjših reaktorjev namesto enega velikega (NEK 2) prinesla nove izzive glede fizičnega varovanja in inšpekcijskega nadzora večjega števila ločenih lokacij.

Kakšno je trenutno stanje novih jedrskih gradenj v Evropi in svetu?

Francija se je po krizi v 70. letih odločila končati odvisnost od uvožene nafte. Z neverjetno ambicioznim načrtom so v dveh desetletjih zgradili ogromno floto 58 jedrskih elektrarn. Zaradi tega ima Francija še danes enega najnižjih ogljičnih odtisov na svetu in kot velik izvoznik stabilne elektrike dobesedno rešuje omrežja okoliških držav, vključno z Nemčijo, Švico in Italijo.

Danes se svet ponovno obrača k atomu. Kitajci gradijo z nesluteno hitrostjo – zgradijo osem do deset reaktorjev na leto, termoelektrarne na premog pa postavljajo celo po eno na teden! V Evropi se je Francija zavezala h gradnji najmanj šestih novih reaktorjev EPR. Nizozemska, Poljska, Švedska, Češka, Romunija in Slovaška intenzivno načrtujejo nove bloke. Celo v Italiji in Švici resno razmišljajo o obuditvi jedrskega programa. Ne smemo pozabiti niti na Bližnji vzhod – Združeni arabski emirati so, čeprav sedijo na nafti, pravkar uspešno in v roku zagnali štiri velike reaktorje. Savdska Arabija zaganja svoj raziskovalni program. Zavedanje o nujnosti stabilnih virov se je globalno vrnilo.

Francozi so v dveh desetletjih zgradili floto 58 jedrskih elektrarn. Zaradi tega ima Francija še danes enega najnižjih ogljičnih odtisov na svetu.

T. i. rožnati vodik se omenja kot gorivo prihodnosti v prometu. Kaj to pomeni za razvoj alternativnih goriv v času geopolitičnih kriz?

Vodik je brezbarven plin, ki so ga politiki obarvali glede na način proizvodnje. Danes več kot 90 odstotkov vodika pridobivamo iz fosilnega metana, kar ni nizkoogljično in se imenuje 'sivi vodik'. Ker moramo zmanjšati izpuste ogljikovega dioksida, iščemo rešitve. 'Rožnati vodik' je vodik, ki se pridobiva z elektrolizo vode, kjer potrebno veliko količino električne energije in toplote zagotavlja jedrska elektrarna. To je izjemno smiselno, saj jedrska elektrarna ponuja ogromno poceni in stabilne energije. Z rožnatim vodikom bi lahko kasneje proizvajali sintetična goriva za letalstvo in ladijski promet, kar bi nas lahko povsem osvobodilo odvisnosti od fosilnih virov. Japonci na tem zelo intenzivno delajo že 30 let.

V Švici nastaja projekt FlexBase – ogromna vanadijeva baterija z močjo, primerljivo Krškemu, a z zelo omejeno kapaciteto shranjevanja. Kje je poslovna logika takšnega sistema?

Švicarji so pri tem dokazali izjemno poslovno genialnost in nastavljajo ogledalo evropskemu energetskemu trgu. Zgraditi baterijo z močjo okoli 700 MW (in kapaciteto 2 GWh), ki lahko nadomesti Krško, zveni odlično. Vendar pa je količina shranjene energije dovolj le za tri ure. Zakaj se to izplača?

Nemčija ima ob zelo sončnih dneh zaradi pretiranih naložb v vremensko odvisne vire v določenih obdobjih tolikšne presežke energije v omrežju, da bi se jim to sesulo. Cene elektrike takrat padejo v negativo – Nemci dejansko plačajo Švicarjem, da prevzamejo in 'umaknejo' to energijo. Švicarji jo nato shranijo v tej vanadijevi bateriji ali pa jo s prečrpavanjem spravijo v svoja visokogorska jezera. Ponoči, ko sonce zaide ali jakost vetra pade, cena na borzi poskoči v nebo. Takrat Švicarji to isto energijo iz baterije Nemcem drago prodajo nazaj. Vrhunski in donosen poslovni model, a hkrati dokaz, da baterije in zeleni prehod na takšen način ne morejo nadomestiti dolgoročnih baznih elektrarn. Baterije so zgolj drag finančni blažilec in orodje za špekulante.

Nafta naj bi povzročila bistveno več smrti na teravatno uro kot jedrska energija, ki je statistično precej varnejša. Zakaj kljub temu jedrska energija še vedno vzbuja tolikšen odpor v javnosti?

Gola dejstva in statistika dokazujejo, da je jedrska energija absolutno najvarnejši vir pridobivanja energije, varnejši tudi od hidroelektrarn, kjer beležimo katastrofalne porušitve jezov z ogromno žrtvami. Odpor v javnosti je povsem psihološki in evolucijski. Ogenj uporabljamo že 100.000 let, naučili smo se ga tolerirati; če nekdo izgubi življenje v požaru ali rudniku premoga, se nam zdi to normalno. Sevanje pa je sila, ki je ne vidimo in ne vohamo, obvladujemo pa jo komaj 80 let. Na začetku se je javnost z jedrsko močjo na žalost seznanila prek uničenja v Hirošimi in Nagasakiju, strah pa je okrepila tudi nesreča v Černobilu, ki je bila posledica slabe zasnove in sovjetskega prikrivanja. A jedrska industrija danes je najbolj nadzorovana in strogo regulirana veja gospodarstva na svetu. Jedrske elektrarne so fizično najbolj varovani civilni objekti s praktično nično možnostjo obsežne naravne katastrofe. Življenje brez jedrske energije bi ob hkratni opustitvi fosilnih goriv pomenilo drastičen padec civilizacijskega standarda. Mi izbiramo svojo prihodnost.

Življenje brez jedrske energije bi ob hkratni opustitvi fosilnih goriv pomenilo drastičen padec civilizacijskega standarda.

(D255: 32-35)