Už po tretíkrát sa vybraní študenti mohli zúčastniť niekoľkých prednášok a zaujímavých exkurzií po pracoviskách Ústavu jadrového a fyzikálneho inžinierstva FEI STU a zahraničných exkurzií do fyzikálnych laboratórií DESY (Deutsches Elektronen-Synchrotron) a XFEL (X-ray Free Electron Lasers) v Hamburgu, ktoré patria medzi popredné urýchľovačové centrá sveta. V Českej republike sme navštívili ÚJV Řež.

 

Tento projekt sa mohol uskutočniť hlavne vďaka finančnej podpore od Slovenskej elektrizačnej prenosovej sústavy, a.s. (SEPS, a.s.) a Slovenskej fyzikálnej spoločnosti (SFS).

 

Všetko začalo v nedeľu 25.5.2014 o 17:30 na Fakulte elektrotechniky a informatiky STU v Bratislave kde sa všetci účastníci stretli za účelom spoznania a nadviazania nových kontaktov medzi študentmi stredných škôl z celého Slovenska a študentmi fakulty.

 

V pondelok 26.5.2014 sa uskutočnila séria popularizačných prednášok pod názvom PHYSICS: THE DARK WORLD, kde odzneli prednášky na témy: AKO HIGSON KU SVOJEJ HMOTNOSTI PRIŠIEL (prof. Krempaský), FYZIKA MEDZI ZEMOU A NEBOM (doc. Valko), URÝCHĽOVAČE ELEKTRÓNOV NA SLOVENSKU A ICH VYUŽITIE (doc. Šagátová).  Poobede sa študenti mohli dozvedieť viac o možnostiach štúdia fyzikálneho inžinierstva a jadrovej energetiky na Ústave jadrového a fyzikálneho inžinierstva a následne absolvovali exkurziu po laboratóriách. Neskoro v noci sme vyrazili na dlhú cestu do Hamburgu.

 

28.5.2014 sme navštívili centrum urýchľovačov DESY v Hamburgu. DESY je skratka pre Deutsches Elektronen-Synchrotron a výskum v tejto inštitúcii je naozaj rozsiahly. Vedci, ktorí tu pracujú, hľadajú najmenšie častice, na ktorých je postavený náš svet, takisto sa tu vyvíjajú nové materiály a hľadajú sa tu nové mechanizmy k liečbe pacientov. DESY je jedno z najväčších výskumných centier v Nemecku a jeho hlavnou úlohou je vykonávať základný výskum, ktorý môže pomôcť k získaniu nových znalostí a nových prístupov v rôznych oblastiach. Po úvodnej prednáške, ktorá nám ozrejmila základnú víziu tohto centra sme si mohli pozrieť niekoľko častí areálu. Mohli sme uvidieť najväčší prevádzkovaný „storage-ring“ produkujúci röntgenovské (RTG) žiarenie - PETRA III, resp. jeho časť, nakoľko jeho celková dĺžka je 2,3 km a len experimentálna hala mala 300 metrov. V tejto hale sa uskutočňujú všetky experimenty. K dispozícii je 14 „beamlines“ s 30 meracími stanicami. PETRA III generuje RTG žiarenie, ktoré sa využíva na vyšetrovanie veľmi malých vzoriek od medicínskeho výskumu po nanotechnológie. Po prehliadke experimentálnej haly PETRA III nás zaviedli už k odstavenému urýchľovaču HERA, ktorý bol svojho času rekordne veľkým „storage-ring“-om v DESY a v Nemecku vôbec a jediný na svete, ktorý urýchľoval dva rôzne typy častíc, protóny a elektróny, ktoré sa po urýchlení zrážali. Veľkou výhodou pre našu exkurziu bolo, že zariadenie už nie je v prevádzke a to nám umožnilo vidieť jednotlivé časti urýchľovača a doslova sa ich dotknúť. Celková dĺžka tunela je 6,3 km a je umiestnený hlboko pod zemou. Činnosť zariadenia bola ukončená v roku 2007 po 15 ročnej prevádzke, pričom dáta získane počas prevádzky sa ešte stále vyhodnocujú.

 

V druhej polovici dňa sme sa presunuli na stavenisko kde sa buduje zariadenie XFEL. Na tomto projekte participuje, prostredníctvom Ministerstva školstva, vedy, výskumu a športu Slovenskej republiky participuje, aj Slovensko. XFEL je konštruovaný ako supravodivý lineárny urýchľovač, s celkovou dĺžkou 3,4 km. Za prvou 2,1 km časťou urýchľovača bude nasledovať undulátor s dĺžkou 1,2 km a zvyšok bude tvoriť experimentálna hala s desiatimi stanovišťami na piatich fotónových vetvách a celkovou plochou približne 4500 m2. Celý urýchľovač bude uložený v hĺbke 6 až 38 m pod úrovňou zeme. My sme sa mohli pozrieť priamo do tunelov a experimentálnej haly.

 

Posledný deň, 30.5.2014, sme mali v pláne exkurziu v Centre výskumu Řež pri Prahe, kde sa začala písať história jadrovej energetiky v Československu. Pri vstupe bolo nutné prejsť osobnou kontrolou, ktorá sa vyžaduje v objektoch, v ktorých sa manipuluje s jadrovými materiálmi. Po krátkom úvode v prednáškovej sále o výskumnom centre Řež, sme sa rozdelili do troch skupín s cieľom navštíviť tri najzaujímavejšie miesta v areáli – výskumné reaktory LR-0, LVR-15 a experimentálne slučky. Naša prehliadka sa začala výskumným reaktorom nulového výkonu LR-0, ktorý slúži hlavne ako experimentálny reaktor na meranie neutrónovo-fyzikálnych charakteristík ľahkovodných reaktorov. Pôvodný reaktor bol postavený v 60-rokoch na báze ťažkej vody. Výskum na tomto reaktore bol potrebný v súvislosti s prvým energetickým reaktorom KS-150, ktorý bol v tej dobe vo výstavbe v Jaslovských Bohuniciach. V 80-tych rokoch bol prestavaný do súčasnej, ľahkovodnej podoby pre potreby reaktorov typu VVER-440 a VVER-1000. Náš sprievodca na LR-0 nám nadšene ukázal a s radosťou vysvetlil všetky zaujímavosti, či už vo velíne alebo v reaktorovej hale. Taktiež nás oboznámil s funkciou reaktora, spôsobmi jeho regulácie, ako aj s rôznymi experimentami, ktoré sa tu realizujú. Študenti mohli na vlastné oči vidieť ako detektor zaznamenáva prirodzenú radiáciu z rudy smolinca a ako málo stačí na jej odtienenie. Po prezretí reaktora LR-0 sme sa presunuli do experimentálnej haly, v ktorej sa nachádzali systémy slučiek. Tieto boli usporiadané slučiek boli umiestnené paralelne. Jeden zo systémov slúžil na cirkuláciu superkritickej vody (SCWL – SuperCritical Water Loop) a druhý na vysokoteplotné hélium (HTHL – High Temperature Helium Loop). Nasledovalo podrobné vysvetlenie, ako tieto slučky fungujú a aké experimenty sa na nich robia a pripravujú. Obidva systémy sme si mohli obhliadnuť zblízka pri prechode ich spoločným velínom. Obe slučky nadväzujú na výskum reaktorov 4. generácie, v ktorých sa plánuje využitie hélia (ALLEGRO, HTR) alebo superkritickej vody ako chladiva. Dozvedeli sme sa, že slučky prekonávajú tzv. „obdobie detských chorôb“ a výskum na nich je vlastne len na začiatku. Posledná exkurzia bola na výskumný reaktor LVR-15, čo bol vôbec prvý výskumný reaktor v Československu. Spustený bol ako reaktor VVR-S v roku 1957 s výkonom 2 MW a takto úspešne pracoval až do roku 1987, kedy bol prestavaný na LVR-15 s maximálnym tepelným výkonom 15 MW. Reaktor slúži na materiálový výskum, výrobu rádiofarmák a na iné účely. Vstup na tento reaktor už nebol taký jednoduchý ako v prípade LR-0, kde nám stačil plášť a návleky. Pri vstupne na LVR-15 sme museli prejsť cez detektor kovov a každý z nás musel mať oblečený plášť, helmu, návleky a pripevnený osobný dozimeter. Takto vybavení sme už mohli vstúpiť do kontrolovaného pásma. Navštívili sme reaktorovú dozorňu, kde sme dostali podrobné vysvetlenie funkcií riadiaceho panela a následne sme sa presunuli do reaktorovej haly. Prešli sme sa po palube reaktora, videli sme rôzne experimenty, prebiehajúce v kanáloch vyvedených z reaktora, využívajúce neutrónové žiarenie. Najväčším zážitkom pre študentov bola možnosť po prvýkrát na vlastné oči uzrieť Čerenkovovo žiarenie v bazéne s vyhoreným palivom. Na konci prehliadky každý absolvoval výstupnú kontrolu na celotelovom detektore.

 

Po tejto poslednej exkurzii sme sa vydali na cestu domov do Bratislavy. Veľká vďaka patrí podporovateľom a sponzorom bez, ktorých by nebolo možné tento ročník uskutočniť. Veríme, že účastníci projektu Fyziky na kolesách získali, počas jedného týždňa, nové informácie a že ich to motivovalo k štúdiu technického smeru v budúcnosti so zameraním na jadrovú energetiku, či fyzikálne inžinierstvo.
 
Patrik Novák, Stanislav Pecko, Amine Bouhaddane