Výuka na reaktoru

Reaktor je zejména využíván pro výuku studentů technických vysokých škol v oblasti reaktorové a neutronové fyziky, dozimetrie, jaderné bezpečnosti a systémů řízení jaderných zařízení. Pro studenty z přírodovědných a pedagogických zaměření jsou připraveny zejména výukové bloky zaměřené na ochranu životního prostředí. Reaktor jako specializované výukové zařízení v působnosti Ministerstva školství, mládeže a tělovýchovy, je kromě studentům Fakulty jaderné a fyzikálně inženýrské otevřený i posluchačům ostatních vysokých škol v České republice.

V závislosti na studijních plánech a zaměřeních jednotlivých fakult probíhá výuka v pravidelném týdenním rozvrhu nebo turnusovou formou jednorázových dvou až pětidenních kurzů. Podle požadavků učitelů z jednotlivých fakult jsou pak sestavovány konkrétní náplně kurzů nebo pravidelné výuky.

Výuka studentů Katedry jaderných reaktorů FJFI ČVUT na reaktoru

V současnosti je na reaktoru připraveno více než 25 experimentálních úloh, z nichž se ve výuce nejčastěji využívají:

základy detekce neutronů s plynovými detektory,
stanovení mrtvé doby plynových detektorů neutronů,
studium vlastností detektorů neutronů pro řízení jaderného reaktoru,
měření zpožděných neutronů,
měření rozložení hustoty toku neutronů malými plynovými detektory neutronů,
měření rozložení hustoty toku neutronů aktivačními detektory (Au fólie, Cu drát),
měření reaktivity (např. metodou Rod Drop, Source Jerk, kladná perioda),
kalibrace řídících tyčí reaktoru (např. metodou inversní četnosti),
studium vlivu různých materiálů na reaktivitu reaktoru,
přibližování ke kritickému stavu a základní kritický experiment,
dosahování kritického stavu v energetických reaktorech,
studium dynamiky jaderného reaktoru,
spouštění, řízení a provoz jaderného reaktoru,
studium vlivu simulovaného bublinkového varu na reaktivitu,
krátkodobá instrumentální neutronová aktivační analýza.

Mezi méně časté, specializované experimentální úlohy zaměřené na vybrané analytické metody pro ochranu životního prostředí, urychlovačem řízené systémy či rozšířené experimentální výuky číslicových řídících systémů patří:

měření reaktivity metodou násobení zdroje,
kalibrace řídících tyčí reaktoru metodou vzájemná kalibrace,
studium podkritické násobící soustavy s vnějším neutronovým zdrojem,
měření hustoty toku neutronů Campbellovou metodou,
měření hustoty toku neutronů kompenzovanou ionizační komorou,
studium nelinearity odezvy neutronových detekčních systémů,
biomonitoring životního prostředí,
měření jódu a bromu ve velkoobjemových vzorcích štítné žlázy,
stanovení štěpitelných izotopů pomocí zpožděných neutronů,
identifikace štěpných produktů v životním prostředí,
polovodičová gamaspektrometrie s vysokým rozlišením,
příprava a studium neutronových zdrojů (gama, n),
nácvik dekontaminace povrchů.

Většina úloh je k dispozici ve třech úrovních: demonstrační, standardní a rozšířené. Demonstrační úroveň je určená k základnímu pochopení fyzikálního jevu, který je v metodice aplikován a studenti jsou zde spíše pasivními pozorovateli. Ve standardní úrovni se studenti již aktivně zúčastňují experimentu a samostatně vyhodnocují naměřená data. Rozšířená úroveň je určena k podrobnému studiu dané problematiky, vyžaduje hlubší teoretické znalosti studentů a jejich aktivní účast při přípravě měření, jeho průběhu i vyhodnocení a interpretaci získaných hodnot. Studovaný jev nebo proces se často sleduje z několika různých přístupů nebo podmínek. Například měření zpožděných neutronů se standardně provádí pomocí vzorku palivového proutku EK-10 při přesně definovaných ozařovacích a měřících podmínkách. V rozšířené úrovni, zejména pro studenty FJFI, se měření zpožděných neutronů provádí navíc i se vzorkem uranové rudy (smolince) a folií z ochuzeného uranu. Ukazuje se tak možnost identifikace štěpitelných produktů v „přírodních vzorcích“. Pro všechny často používané experimentální úlohy jsou zpracovány a publikovány učební texty (skripta), metodické návody k úlohám, funkční schémata, protokoly pro zaznamenávání naměřených hodnot apod.

Rozšiřování učebních osnov se zachováním stávajícího celkového počtu výukových hodin na většině vysokých škol v ČR v devadesátých letech vytvořilo na pracovníky reaktoru tlak na snížení celkové doby měření při zachování počtu experimentu. Proto došlo v posledních letech k sdružování příbuzných resp. provozně navazujících experimentů do 2,5 - 3 hodinových výukových bloků. Z těchto bloků jsou pak sestavovány i ucelené výukové kurzy.