Prosty radziecki inżynier

Brunet w kufajce na tym zdjęciu to mój przyszły ojciec, montujący zbrojenia w przyszłej komorze reaktora IBR-2 w Dubnie. Rok zdaje się 1971. Zastanawiałam się od dawna (bo fotka wisiała na ścianie w domu rodzinnym), kto do cholery wpuścił inżyniera energetyka na budowę :) Otóż mamy tu tzw. subotnik, czyli pracowników umysłowych oddelegowanych w sobotę do pracy fizycznej, przed udaniem się na tradycyjną w takiej sytuacji wódkę.

W sumie historia zawodowa mego Padre daje do myślenia. Przynudzał się na Bronowicach, pojechał robić prawdziwą energetykę do Dubny. Potem wskoczył w projekt Żarnowiec w ramach IASE/CNPAE, co rokowało bardzo dobrze, ale skończyło się tak, że rozważał całkiem serio pracę na nocki w najbliższej piekarni, żeby mieć jakiś etat. Sensowne pieniądze zarobił pod koniec kariery, jak sprywatyzowali sobie z kolegami kawałek post-CNPAE i robili solidne usługi automatyki pod energetykę - niestety, konwencjonalną.


A tu trochę więcej własnymi słowami głównego bohatera zdjęcia:

W 1967 trafiłem do Dubnej za sprawą profesora Jerzego Janika zainspirowanego przez Irka Natkańca, od lat też profesora. W Laboratorium Fizyki Neutronowej (LNF – matka była
w LTF) pracowałem w Zespole Budowy Reaktora IBR-2. „2” to znaczy drugi, bo
w Laboratorium był już pierwszy, ale on nazywał się IBR-30. A „30” dlatego, że jego moc cieplna była około 30 kW – taka uśredniona: w impulsie i między impulsami. Na marginesie: IBR-2 był projektowany na moc uśrednioną 10 MW, a osiągnął prawdopodobnie 2 MW (nie kW, a MW!). Projektowały dwa biura w Moskwie, współpracowały: MIFI – fizyka reaktora
i MISI – osłony przed promieniowaniem i specjalne konstrukcje budowlane (stąd przyjaciel Pasza czyli Paweł Aleksandrowicz). A my – Zespół: koordynacja i nietypowe uzupełniające zadania. Budowa ruszyła w 1970/1971.

Pora rozszyfrować skrót IBR. Impulsnyj Bystryj Reaktor. Słowo „reaktor” nie wymaga komentarza, ale dwa pozostałe słowa tak.

Impulsnyj, bo w przeciwieństwie do wszystkich pozostałych na świecie reaktorów jądrowych, on nie działał ciągle, a periodycznymi impulsami – taka jego (ich – tych dwóch) światowa unikalność. 5 razy na sekundę, na około 50 msec stawał się wysoce nadkrytyczny na neutronach natychmiastowych (a te żyją około 1 msec) i dzięki temu w takim piku dawał neutronów około 1000 razy więcej niż między pikami. Dygresja. Ten w Czarnobylu, nie impulsowy, tylko raz, w sposób niezamierzony, stał się nadkrytyczny na neutronach natychmiastowych (w 4 sekundy moc wzrosła około 100 razy) i w konsekwencji mieliśmy go na całym świecie. W świecie znane są konstrukcje, w których duże nadkrytyczności na neutronach natychmiastowych powodują dużo szybszy i dużo większy wzrost mocy aż do rozsypania się konstrukcji. Nazywają się bomby.

Bystryj nie dlatego, że reaktor był szybki, ale dlatego, że pracował, czyli, że rozszczepienie szło, na neutronach szybkich, tj. takich o energiach rzędu MeV, tj. o energiach takich jakie mają neutrony w chwili rodzenia się w wyniku rozszczepienia takiego czy innego materiału rozszczepialnego (U233, U235 i Pu239). Powszechnie reaktory pracują na neutronach termicznych, tj. takich o energiach około 100 meV, co się przekłada na prędkości neutronów paru km/sec.

No ale komu i do czego potrzebne są takie krótkotrwałe ale silne, czyli ilościowo obfite, impulsy neutronów? Fizykom „twiordotielszczykam”, którzy mierząc takie czy inne parametry neutronów, wyciągali wnioski co do „struktury i dynamiki ciał stałych i cieczy” (to oficjalna nazwa tej branży). Bazą do tego był niejaki Nelkin (widziałem go w Zakopanem, chyba w 1964, na dwutygodniowej szkole fizyki reaktorowej pod auspicjami MAEA
z Wiednia) ze swoim wzorem na „podwójnie różniczkowy” (energia i kąt) przekrój czynny na rozpraszanie neutronów. Matka, obok fizyki jądra atomowego, też była zamieszana w ciało stałe, ale chyba w zakresie magnetyków na bazie teorii niejakiego Hartree Focka.
W Zakopanem miałem sukces, a nawet dwa: (1) oficer wywiadu kaperował mnie do współpracy, (2) odmówiłem – chociaż co mają zapisane w IPN to tego  nie wiem, nie sprawdzałem.

Już wiemy, że to fizycy w neutronach sobie upodobali, ale nie tych co są w reaktorze, czyli tych co są „solą” reaktora, ale w tych co z niego na zewnątrz uciekają, a które my inżynierowie, dla fizyków w tzw. wiązki formujemy. Prof. Kauts z BNL nazwał tę robotę „Tailored neutron beams” a Wałodia (Władimir Maksymowicz) „Optimizacja nejtronnych puczkow”, natomiast ja, wespół i pod kierunkiem Tadzia Niewiadomskiego (IFJ Kraków), jakoś tam częściowo opisałem w pierwszej w życiu pseudo publikacji.

Musimy sobie jednak przypomnieć jak to z tymi neutronami w reaktorze jest. Rodzą się
w reakcji rozszczepienia w ilości średnio 2,5 na jedno rozszczepienie (pluton trochę więcej,
a uran trochę mniej). Część z nich ginie, bo je coś wrednego w reaktorze, jakieś „żelastwo” konstrukcyjne, pochłonie. Część trafi na jądro materiału rozszczepialnego, spowoduje rozszczepienie i to te są „solą”. Część natomiast ucieka z reaktora na zewnątrz i one są stracone dla rozszczepienia (czyli dla energetyki, której nie neutrony są potrzebne a ciepło każdemu rozszczepieniu towarzyszące w ilości około 200 MeV), ale to właśnie na te neutrony ucieczki łasi są fizycy!!! Potrzebują ich dużo, by zbyt długo nie robić pomiarów, bo elektronika może zawieść, bo azotu zabraknąć, bo zaniknie zasilanie, bo inni też na wiązkę czekają. A jak już się doczekają to spania nie ma, są emocje. Potrzebują je impulsami, bo upodobali sobie mierzyć energię rozproszonych neutronów (Nelkin) poprzez pomiar czasu przelotu od źródła (miejsca rozproszenia) do detektora, tzw. Time of Flight. A żeby pomiar czasu przelotu był dokładny, to impuls powinien być krótki. Czyli: dawaj dużo ale przez króciutki czas! I to jest ten „tailored”.

Jeszcze dwa słowa o cieple. Jak to jest 30 kW to nie ma problemu, ale jak to ma być 10 czy choćby tylko 2 MW towarzyszące rozszczepieniom w rdzeniu reaktora o objętości około ćwierć m³, to mamy problem. Takiego rdzenia nie można zostawić bez wyrafinowanie zorganizowanego chłodzenia. Ciepło nieskutecznie odprowadzane z elementów paliwowych spowoduje rozszczelnienie (stopienie) tychże i mamy wolną drogę do rozprzestrzeniania produktów rozszczepienia, a te są silnie radioaktywne! IBR-2 ma chłodzenie ciekłym sodem (około 500K): rury, pompy, wymienniki ciepła no i strach, bo sód lubi się palić! Tak więc spora kupa nie trywialnej techniki.

Trochę techniki jest też potrzebne by zorganizować impulsowość. Ta technika to odpowiednio napędzana i zsynchronizowana złożona maszyna wirująca, przemieszczająca tuż przy rdzeniu reaktora tzw. „reflektor neutronów”, by periodycznie zmieniać warunki ucieczki neutronów, czyli periodycznie zmieniać reaktywność na neutronach natychmiastowych. Wirować ma szybko i tuż, ale bezpiecznie, by broń Boże nie uszkodzić rdzenia reaktora, bo tam przecież ciekły sód no i radioaktywne produkty rozszczepienia.

Wszystkie te techniki gdzieś trzeba pomieścić. Na poziomie rdzenia reaktora, a więc na poziomie wiązek neutronów, jest hala dla stanowisk pomiarowych fizyków – klientów reaktora. Zbrojenie na zdjęciu to podłoga tej hali. Pod halą cała infrastruktura chłodzenia (sód) i infrastruktura maszyny wirującej, czyli wirujący reflektor neutronów, tzw. „wiertuszka”. Tam także infrastruktury pomniejszych układów z branży Tailored neutron beams, a w tym ciekły wodór (20K) dla mego „źródła zimnych neutronów” (poniżej 5 meV).

Jak budowa to beton, a jeszcze lepiej zbrojony. Mamy wtedy solidną konstrukcję zdolną przenieś duże obciążenia. Żelbet to również bardzo dobra osłona przed promieniowaniem: żelazo radzi sobie z promieniowaniem gamma, a wodór w betonie z neutronami. Inne składniki żelbetu też swoje robią. Znamy lepsze kompozycje osłonowe, ale przecież nie budujemy osłon reaktora dla łodzi podwodnej (jak Paweł w Sewastopolu).

Całość, jak widzisz, bardzo interesująca, łącznie z „leninskim subotnikiem”, który na ten dzień, tych od „źródła zimnych neutronów” i „neutronowodów pełnego odbicia” zaangażował do „zbrojeniowego czynu społecznego”, zwieńczonego grillowaniem na ognisku i czymś tam jeszcze.

Na koniec ciekawostka. Robiłem tailored, ale jako innostraniec „nie wiedziałem”, że źródłem neutronów jest reaktor z paliwem plutonowym. Podobnie chyba na Saławkach „nie wiedzieli”, że ja tam nie mam prawa być.

Wrocław, 21.04.2020.                                                                       Andrzej Nawrocki

Paradoks aborcyjny

Jasne, że nie jestem za zaostrzeniem ustawy antyaborcyjnej.
Jasne, że "kompromis aborcyjny" z 1993 jest mocno fikcyjny, bo aborcje załatwia się za granicą, u lekarzy działających nielegalnie albo metodami domowymi.
A czy przedtem miałyśmy faktycznie wolność wyboru i większe prawa do decydowania? Przed 1993 byłam już na tyle dorosła, żeby wiedzieć, jak to się odbywało. Anecdatycznie: 3 na 5 skrobanek w moim otoczeniu było "na żądanie", tylko że... mężczyzny - najczęściej partnera kobiety albo jej ojca  (jeśli nieletnia); 1 na 5 - "na żądanie" kobiety, która bała się przyznać do ciąży albo wiedziała, że nie ma na kogo liczyć; dopiero ostatnie 1 na 5 to były powody medyczne czy ekonomiczne. 1993 choć minimalnie zmienił w świadomości społecznej podejście do antykoncepcji: że może jednak jest to coś, czym nie wstyd się zająć, bo opcja "załatwić to jakoś" stała się trudniejsza i droższa.
Więc nie łudźmy się, że powrót do stanu sprzed 1993 automatycznie przywróci nam prawa, bo w Polsce ich jeszcze nie miałyśmy. Może kiedyś.