Magyarország és az atomenergetika

Tudós magyarok

Gyakorlatilag mindent a magyarok találtak ki

– az idézet Alvin Martin Weinbergtől, az atomenergetika kiemelkedő tudósától származik, aki nem sokat túlzott ezzel a kijelentéssel, amikor az atomerőművek születésének időszakáról nyilatkozott.

Az amerikai tudós társszerzője volt a reaktorok alapművének számító „Neutronok láncreakciójának fizikai elmélete” című könyvnek is. A másik szerzőt Wigner Jenőnek hívták. A XX. század közepén sok magyar tudós járult hozzá a világszerte zajló legkülönbözőbb kutatási programok sikereihez. A programok közül kiemelt helyen szerepel az atomenergia hasznosításának az Amerikai Egyesült Államok által végzett kutatása, amely kapcsán mindannyiunk számára ismerősen cseng Wigner Jenő mellett Szilárd Leó, Teller Ede vagy Neumann János neve is, hogy csak a legismertebbeket említsük.

Ők is azok közé az amerikaiak számára érthetetlen, különös nyelven, magyarul beszélő, és a fizikai ismereteik alapjait Budapesten elsajátító szakemberek közé tartoztak, akiket csak „marslakóknak” hívott kinti környezetük.

Habár a közbeszédben sokszor az atom- vagy a hidrogénbomba megalkotásával kapcsolatban merülnek fel magyar tudósaink nevei, az atomenergia békés célú felhasználásában is úttörő munkát végeztek a tengerentúlon.

Persze a múlt század tudományos eredményeit vizsgálva, szép számban akadnak itthon elért eredmények is. Lévai András volt a hazai atomenergia-program elindítója, ő készítette elő a Paksi Atomerőmű megépítését. Az ő nevét viselte az a program is, amely már az atomerőmű kapacitás-fenntartásának megalapozását szolgálta.

Kitűnik tehát, hogy a művészet és a sport mellett a tudomány is olyan terület, ahol a magyarság lélekszámához képest bőven felülteljesített a nemzetek sorában, és fontos eredményeket ért el.

Akikre a legbüszkébbek lehetünk:

Wigner Jenő Nobel-díjas fizikus
Szilárd Leó fizikus
Teller Ede fizikus
Neumann János matematikus
Lévai András energetikai tudós professzor
Hevesy György Nobel-díjas vegyész
Kemény János matematikus, számítástechnikus
Telegdi Bálint Wolf-díjas kísérleti részecskefizikus

Az atomenergia itthon

Hogyan szerezhettek a paksi szakemberek 120 reaktorévnyi tapasztalatot 30 év alatt? Igen, a szakmában így számolják az éveket egy atomerőmű esetében, az üzemeltetés éveit beszorozzák az erőműben található reaktorok számával. A mi esetünkben ez azt jelenti, hogy a Magyarországon található egyetlen atomerőműben, a Paksi Atomerőműben felhalmozott három évtizednyi tapasztalat, az ott található négy blokknak köszönhetően 120 reaktorévnyi tudást eredményez. A világon mindenhol így kalkulálnak, de nézzük meg, hogy ez alatt az idő alatt mennyi újítást vittek véghez csak az erőműben a hazai nukleáris szakértelem segítségével.

A Paksi Atomerőmű négy, egyenként eredetileg 440 megawattos reaktorblokkja 1982 és 1987 között kezdte meg működését. Az elmúlt években elvégzett fejlesztéseknek köszönhetően a reaktorok teljesítménye elérte az 500 megawattot.

Az atomerőmű összteljesítménye így 2000 megawatt lett, amivel a Magyarországon megtermelt villamos energia felét biztosítja.

Meddig tudnak Magyarország számára biztonságos és klímabarát módon olcsó áramot termelni a meglévő paksi blokkok? Az erőmű 2000-ben – a nemzetközi tendenciákat követve – megvalósíthatósági tanulmányt készíttetett az üzemidő 20 éves meghosszabbításáról. Az üzemidő-hosszabbítási projekt során lezajlott vizsgálat arra az eredményre jutott, hogy nincs olyan műszaki akadály, biztonsági határ, amely az üzemidő összesen 50 évre szóló kiterjesztését akadályozná. Az elmúlt évek során az Országos Atomenergia Hivatal (OAH) a szakszerű karbantartásoknak, biztonságnövelő programoknak és a kiváló műszaki megoldásoknak köszönhetően már mind a négy blokk esetében kiadta az engedélyt a 2030-as évekig történő üzemeléshez, és 2022-ben döntés született arról is, hogy megvizsgálják a további üzemidő-hosszabbítás lehetőségét.

Miután megnövelték a blokkok teljesítményét, meghosszabbították az élettartamukat, a nemzetközileg is elismert paksi szakemberek arra is választ akartak kapni, miként lehetne még hatékonyabban, még nagyobb kihasználtsággal üzemeltetni a blokkokat, természetesen a magas fokú biztonság megtartása mellett.

Fotó: MVM Paksi Atomerőmű Zrt.

Az atomerőművekben használt fűtőelemek egy idő után kimerülnek, hasadóanyag-tartalmuk lecsökken, ezért meghatározott időnként ki kell venni a kiégett üzemanyagot, és friss fűtőelemmel kell feltölteni a reaktorokat. Az üzemanyag módosításával, magasabb dúsítású fűtőelem alkalmazásával növelhető az üzemeltetési ciklus hossza. A nemzetközi példák tapasztalatait felhasználva a Paksi Atomerőmű az oroszországi gyártóval, valamint a magyar és orosz kutatóintézetekkel karöltve saját üzemanyag kifejlesztése mellett döntött. Ennek az újgenerációs üzemanyag-kazettának köszönhetően 12 hónap helyett 15 hónaponként kell üzemanyagot cserélni, így tovább növekedett az atomerőmű kapacitás-kihasználtsága is.

Ezekből a fejlesztésekből is jogosan következtethetünk arra, hogy az ország villamosenergia-igényének egyharmadát fedező Paks Atomerőműben is folyamatosak a biztonságot és a hatékonyságot növelő újítások, a híres magyar atomtudósok „utódai” itt is megtalálhatóak.

Többek közt ennek is köszönhető, hogy az atomerőmű biztonsági mutatói is évről évre kitűnőek.

Világszínvonalú kutatómunka Magyarországon

Ha valaki azt mondja, hogy van egy magyar szakemberek által tervezett, hazai kivitelezésű, működő atomreaktor Budapest szívében, sokan hitetlenkednek, pedig ennek az állításnak minden eleme igaz.

A Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem (BME) oktatóreaktora 1971 óta működik. Ez az első teljes egészében hazai tervezésű, kivitelezésű atomreaktor, amelynek berendezései is – az üzemanyagon kívül – magyar gyártmányok.

Itt működik a BME Nukleáris Technikai Intézete, a magyar nukleáris oktatás központja. Az intézet oktatói által tartott előadások és gyakorlatok az atomerőművekhez, sugárzásokhoz, fúziós és orvosi berendezésekhez kapcsolódó ismeretek teljes skáláját lefedik, de igen komoly kutatás-fejlesztési programok is zajlanak a létesítményben.

Az itt található atomreaktor 100 kilowatt (kW) teljesítményű, viszonyításképpen egy paksi blokk 500 000 kW-os, azaz mintegy ötezerszer nagyobb teljesítménnyel bír, de Budapest közepén nem is a villamosenergia-termelés a cél, hanem a nemzetközi hírű oktatási és kutatási tevékenység.
Aki azt gondolja, hogy ezek után Paksig kell utazni egy újabb atomreaktor megtekintéséig, téved. Elég ugyanis csak a szomszédos budai kerületbe ellátogatni, ahol a külföldi kutatók által is jól ismert MTA Energiatudományi Kutatóközpont működik. Ezen a csillebérci telephelyen üzemeltetik a 10 000 kilowattos Budapesti Kutatóreaktort, amely hosszú évek óta fogadja az európai szakembereket neutronfizikai alap- és alkalmazott kutatások végzése céljából. A reaktor látja el Magyarországot olyan radioaktív izotópokkal is, amelyeket elsősorban a gyógyászat területén használnak fel.

Az itt dolgozók sok minden más mellett az atomerőművek hatásfokának és biztonságának növelése, az élettartam-hosszabbítás, és a negyedik generációs atomerőművek fejlesztésére létrejött nemzetközi együttműködésekben is részt vesznek.

Fontos megemlíteni, hogy más városok is kiveszik részüket az atomenergiával és az atomokkal kapcsolatos tudományos szintű hazai vizsgálatokból. A debreceni Atommagkutató Intézet például szintén a Magyar Tudományos Akadémia kutatóintézeti hálózatának tagja, tevékenységi körébe olyan mikrofizikai kutatások tartoznak, amelyekkel a világban folyó tudományos kutatások eredményeihez és a hazai tudományos kultúra erősítéséhez is hozzájárul.

Erősségünk, amire alapozhatunk

Korunk sürgető kérdése, hogy milyen energiaforrások használata felé kell fordulnia az emberiségnek annak érdekében, hogy minél környezetkímélőbb módon, minél gazdaságosabban tudjon gondoskodni - az energiahatékonyság terjedése ellenére is - növekvő áramigény kielégítéséről.
A 2015-ös párizsi klímaegyezmény értelmében a kormányok megállapodtak abban, hogy az iparosodást megelőző szinthez képest jóval 2 °C alatt kell tartani a globális éves átlaghőmérséklet emelkedését. Ez jelentős erőfeszítéseket igényel a villamosenergia-termelés szén-dioxid-mentesítése terén is, kiemelt szerephez juttatva az alacsony vagy zéró szén-dioxid-kibocsátású technológiákat, különösen az atomenergiát és a megújuló energiaforrásokat.

Minden ország maga választja meg energiakosarát, vagyis azt, milyen módon állítja elő a szükséges áramot.

Ez szükségszerű, hiszen mindenhol mások az adottságok. Nézzünk pár példát! Norvégia villamosenergia-rendszerében a felhasznált villanyáram közel 100 százalékát szén-dioxid-kibocsátásmentesen üzemelő vízerőművekben állítják elő. Ez természetes, hiszen a hegyvidéki ország számtalan nagy esésű folyóval rendelkezik, ami a vízerőművekkel történő áram-előállítás alapja. Svédország ugyancsak jelentős potenciállal rendelkezik a szél- és vízenergia fejlesztésére, Finnország ugyanakkor kevésbé építhet ezekre a megújuló forrásokra, ezért ott a nukleáris energia hosszú távú felhasználása mellett döntöttek. Az egyik leginkább klímabarát villamosenergia-rendszere Franciaországnak van, ahol az áram csaknem 80 százalékát atomerőművekben állítják elő. A szomszédos Ausztria 60 százalékban a vízenergiára épít, ám hazánk földrajzi adottságait tekintve ez nem lehetséges megoldás.

Magyarországnak azonban van egy olyan adottsága, amire érdemes építeni, ez pedig a komoly nukleáris szakértelem és tapasztalat.

Érdemes a jövőben is erre az erősségünkre alapozni.