Instytut Podstawowych Problemów Techniki

IPPT PAN był liderem konsorcjum realizującego projekt badawczy-rozwojowy o akronimie Atomshield (http://atomshield.ippt.pan.pl), finansowany przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju w ramach Programu Badań Stosowanych w latach 2014-2017. Konsorcjum tworzyły trzy jednostki naukowe i jedno przedsiębiorstwo. Zespół lidera reprezentowali: prof. M.A. Glinicki (kierownik projektu), prof. A.M. Brandt, dr hab. D. Jóźwiak-Niedźwiedzka, dr hab. Z. Ranachowski, prof. IPPT, dr M. Dąbrowski, mgr K. Gibas, mgr A. Antolik, M. Sobczak, T. Dębowski oraz dwóch „post-doców” dr R. Jaskulski i dr W. Kubissa.

Konsorcjum Atomshield:

Jednym z owoców prac rozwojowych w ramach Projektu jest nowy produkt na rynku betonu towarowego: R-Shield 4000, produkowany przez przedsiębiorstwo Hydrobudowa-1. Jest to beton towarowy – beton ciężki, zapewniający ochronę przeciwradiacyjną najwyższego stopnia i jednocześnie ponad 70-letnią trwałość w warunkach eksploatacyjnych. W czerwcu 2019 r. został wyróżniony Polskim Godłem Promocyjnym TERAZ POLSKA (XXIX Edycja Konkursu na najlepsze produkty i usługi).

Materiał może być wykorzystany do budowy obiektów takich, jak składowiska materiałów radioaktywnych, pomieszczenia w ośrodkach terapeutycznych, laboratoriach fizyki jądrowej oraz innych miejsca powstawania, stosowania lub przechowywania materiałów wytwarzających promieniowanie jonizujące. Zasadniczym przeznaczeniem materiału są konstrukcje osłonowe w elektrowniach jądrowych, zapowiedzianych w Programie Polskiej Energetyki Jądrowej (PPEJ).

Opracowaną technologię betonu specjalnego osłonowego wykorzystano już przy budowie bunkrów akceleratorów w Ośrodku Radioterapii z Oddziałem Onkologicznym Centralnego Szpitala MSW w Warszawie. Opracowaną metodykę oceny diagnostycznej na podstawie przepuszczalności gazu oraz charakteryzacji mikrostruktury zastosowano praktycznie w przypadku betonowej osłony biologicznej reaktora EWA oraz reaktora Maria. O ile pierwszy z reaktorów jest nieczynny, eksploatacja drugiego reaktora jest przewidziana jeszcze na wiele lat i dlatego wymagana jest okresowa ocena stanu technicznego konstrukcji osłonowych. Przeprowadzone także badania diagnostyczne betonu w obiektach niedokończonej elektrowni jądrowej w Żarnowcu pozwoliły na ustalenie poziomu odniesienia do technologii z lat 80. XX wieku.

Fot.: Budowa betonowych bunkrów do teleradioterapii z zastosowaniem akceleratorów wysokoenergetycznych (energia promieniowania X max. 20 MV, energia elektronów do 22 MeV)

Po upływie dwóch lat od zakończenia realizacji Projektu przyszedł czas na podsumowanie dotychczasowych rezultatów wykorzystania wyników badań. Oprócz wspomnianych powyżej wdrożeń warto wymienić następujące najważniejsze osiągnięcia:

1. Opublikowano wytyczne techniczne dla projektantów, producentów materiałów osłonowych oraz instytucji nadzorujących budowę i stan obiektów energetyki jądrowej.
2. W formie monografii opublikowano syntezę zagadnień trwałości osłon przeciwradiacyjnych, a w formie artykułów naukowych w renomowanych czasopismach światowych i krajowych przedstawiono metodykę charakteryzowania i selekcji składników oraz podstawy technologii cementów specjalnych i betonu osłonowego o podwyższonej funkcjonalności.
3. We wniosku patentowym przedstawiono innowacyjne rozwiązanie materiałowe do budowy osłon biologicznych w polu promieniowania mieszanego.
4. Opracowano niezbędne procedury i instrukcje dotyczące zachowania bezpieczeństwa i ochrony radiologicznej podczas prowadzenia badań doświadczalnych.
5. Podczas dedykowanych sesji konferencyjnych przedstawiono referaty objaśniające kluczowe rezultaty badań, również podczas licznych seminariów i spotkań z interesariuszami (łącznie kilkadziesiąt referatów).

Liczbowe zestawienie rozpowszechnienia wyników:

*) sumaryczny impact factor 30,557

Z uwagi na spowolnienie postępu PPEJ¹ rezultaty wdrożenia wyników nie są bezpośrednio widoczne w dziedzinie energetyki jądrowej. Wyniki badań i wytyczne techniczne opracowane w ramach projektu Atomshield zostały przekazane do Departamentu Energii Jądrowej Ministerstwa Energii oraz do Państwowej Agencji Atomistyki i innych kluczowych instytucji. Przedstawiciele wykonawców Projektu uczestniczą na zaproszenie Ministerstwa Energii w spotkaniach tematycznych, m.in. z przedsiębiorcami francuskimi, japońskimi, koreańskimi. Prof. M.A. Glinicki został zaproszonym członkiem Nuclear Energy Agency - Working Group on Integrity and Ageing of Components and Structures (WGIAGE), tj. zespołu ekspertów w zakresie zagadnień starzenia i integralności konstrukcji w elektrowniach jądrowych.

Komplet dotychczasowych prac opublikowanych w ramach Projektu Atomshield jest dostępny na stronie internetowej: (http://atomshield.ippt.pan.pl).

¹Opóźnienie PPEJ: „Program Polskiej Energetyki Jądrowej” jest wieloletnim programem strategicznym, przyjętym uchwałą Rady Ministrów w dniu 28 stycznia 2014 r., który stanowi podstawę do przygotowania inwestycji oraz budowy pierwszej polskiej elektrowni jądrowej. Zgodnie z proponowaną aktualizacją harmonogramu uruchomienie pierwszego bloku elektrowni o mocy 1-1,5 GW planowane jest w roku 2033, natomiast do roku 2043 ma powstać 6 bloków jądrowych o mocy całkowitej 6-9 GW. Źródło: W.Łagoda, The Polish long term Energy Policy, Polish MoE- JICC Joint Seminar in Economic Aspects of Electricity Generation from Various Sources, including role of nuclear power, Warsaw 23.07.2019.