1.

Cel

Celem ogólnym programu szczegółowego jest zapewnienie ukierunkowanego na użytkownika wsparcia naukowego i technicznego na rzecz polityki Unii w dziedzinie energii jądrowej oraz wypełnienie zobowiązań wynikających z Traktatu. Osiągnięcie tego celu wymaga ciągłej aktualizacji wiedzy, umiejętności i kompetencji w celu zapewnienia wymaganej niezbędnej specjalistycznej wiedzy fachowej w dziedzinie bezpieczeństwa reaktorów jądrowych i zabezpieczeń w sektorze jądrowym oraz ochrony materiałów i instalacji jądrowych.

2.

Podejście

Działania JRC należące do obszaru badań jądrowych mają na celu wypełnienie wynikających z Traktatu zobowiązań w zakresie badań i rozwoju oraz wspieranie zarówno Komisji, jak i państw członkowskich w zakresie zabezpieczeń w sektorze jądrowym, nierozprzestrzeniania broni jądrowej, gospodarowania odpadami, bezpieczeństwa instalacji jądrowych i cyklu paliwowego, radioaktywności w środowisku oraz ochrony radiologicznej. W związku ze zwiększonym naciskiem na bezpieczeństwo jądrowe, co przekłada się na reorientację badań jądrowych, obszar nierozprzestrzeniania stanie się przedmiotem jak najwyższej uwagi.

W odniesieniu do programu ramowego działania w zakresie badań i wsparcia będą w dalszym ciągu koncentrować się na:

a) gospodarowaniu odpadami promieniotwórczymi, wpływie na środowisko oraz wiedzy podstawowej;

b) bezpieczeństwie jądrowym systemów reaktorów mających znaczenie dla Europy;

c) ochronie materiałów i instalacji jądrowych (w tym zabezpieczenia w sektorze jądrowym, nierozprzestrzenianie, zwalczanie nielegalnego handlu oraz wiedza kryminalistyczna w dziedzinie jądrowej).

JRC będzie ponadto zwiększać swoją rolę jako europejskiego ośrodka referencyjnego w zakresie upowszechniania informacji, szkoleń i możliwości kształcenia dla młodych naukowców.

3.

Działania

3.1.

Gospodarowanie odpadami promieniotwórczymi, wpływ na środowisko oraz wiedza podstawowa

3.1.1.

Klasyfikacja i składowanie wypalonego paliwa jądrowego i wysokoaktywnych odpadów promieniotwórczych

Gospodarowanie wypalonym paliwem jądrowym oraz wysokoaktywnymi odpadami promieniotwórczymi obejmuje ich obróbkę, przerób, transport, składowanie tymczasowe oraz składowanie geologiczne. Ostatecznym celem jest zapobieganie uwalnianiu radionuklidów do biosfery na każdym etapie ich bardzo długiego okresu rozpadu. Projektowanie, ocena i funkcjonowanie systemów sztucznych i naturalnych barier ochronnych w odnośnym okresie mają kluczowe znaczenie dla osiągnięcia tych celów i są zależne między innymi od zachowania paliw lub odpadów w środowisku geologicznym. Niniejszy program szczegółowy obejmuje takie badania.

3.1.2.

Podział i transmutacja

Główna strategia rozważana w odniesieniu do systemów energii jądrowej przewiduje zamknięcie cyklu paliwowego w celu ograniczenia długoterminowej radiotoksyczności odpadów promieniotwórczych i zapewnienia bezpiecznego i wydajnego wykorzystania zasobów. Głównymi wyzwaniami w przypadku tej koncepcji pozostają zarówno optymalizacja technik podziału paliwa w celu oddzielenia wybranych długożyciowych radionuklidów z wypalonego paliwa jądrowego, jak i produkcja i kwalifikacja bezpiecznych i niezawodnych paliw dla transmutacji aktynowców. Prace doświadczalne w zakresie podziału prowadzone w JRC obejmują badania zarówno nad rozpuszczaniem w wodzie, jak i procesem pirometalurgicznym (w medium solnym).

3.1.3.

Badania podstawowe w zakresie aktynowców

Aby utrzymać kompetencje i wiodącą pozycję w dziedzinie technologii jądrowej do zastosowań cywilnych, istotne jest wspieranie interdyscyplinarnych badań podstawowych w zakresie materiałów jądrowych jako zasobów, z których mogą wywodzić się innowacje technologiczne. To z kolei wymaga wiedzy na temat reakcji tzw. pierwiastków 5f (aktynowców) i ich związków na (zazwyczaj ekstremalne) parametry termodynamiczne. Ze względu na niewielką dostępność danych doświadczalnych oraz złożoność modelowania aktualny stan wiedzy na temat tych mechanizmów jest ograniczony. Podstawowe badania dotyczące tych kwestii są niezbędne w celu zrozumienia zachowania tych pierwiastków oraz utrzymania się w czołówce w dziedzinie współczesnej fizyki fazy skondensowanej. Aby zwiększyć wpływ programów doświadczalnych, wykorzystane zostaną osiągnięcia w zaawansowanym modelowaniu i symulacji.

Program badań podstawowych JRC w zakresie aktynowców pozostanie na pierwszym planie w dziedzinie fizyki i chemii aktynowców, a głównym celem będzie zapewnienie światowej klasy obiektów doświadczalnych naukowcom ze szkół wyższych i ośrodków badawczych. Pozwoli to im na badanie właściwości aktynowców, dzięki czemu zdobędą kolejny poziom wykształcenia i przyczynią się do osiągnięć w dziedzinie nauk jądrowych.

3.1.4.

Dane z dziedziny jądrowej

Przedstawione projekty specjalnych spalarni aktynowców mniejszościowych oraz zaawansowane koncepcje produkcji energii jądrowej prowadzą do nowego zapotrzebowania na o wiele dokładniejsze dane z dziedziny jądrowej. Jakość danych doświadczalnych ma kluczowe znaczenie dla podwyższenia norm bezpieczeństwa i ograniczenia marginesu błędu, a co za tym idzie, zwiększenia efektywności pod względem kosztów projektowania i budowy nowych systemów reaktorów. Zbiory danych, w tym dane Agencji Energii Jądrowej OECD, wykorzystywane w przemyśle i laboratoriach badawczych muszą być kompletne, dokładne i zweryfikowane w drodze dobrze zdefiniowanych procedur zapewniania jakości.

JRC będzie uzyskiwać dane oczekiwane na całym świecie, a także kontynuować bezpieczną obsługę akceleratorów liniowych Van de Graaff i GELINA.

3.1.5.

Medyczne zastosowania wyników badań w dziedzinie jądrowej

Nowa terapia onkologiczna, zwana ukierunkowaną terapią alfa (TAT), wykorzystuje unikalne właściwości fizyczne naświetlania cząsteczkami alfa (w szczególności ich wysoką energię i płytką penetrację tkanki ludzkiej) do selektywnego nakierowania na chore komórki i niszczenia ich bez naruszania otaczającej zdrowej tkanki. Techniki te mogą być wykorzystywane w leczeniu raka i chorób zakaźnych.

JRC w dalszym ciągu będzie wspierać rozwój terapii TAT w ścisłej współpracy z organizacjami krajowymi ze szczególnym naciskiem na alternatywne procesy produkcji emiterów alfa i testowanie radiobiologiczne znakowanych izotopowo biomolekuł, ocenę ich skuteczności i wykonalności, a także udostępnianie tych nowych zastosowań do wdrożenia przez szpitale i przemysł farmaceutyczny.

3.1.6.

Monitorowanie radioaktywności w środowisku

W tytule II rozdział 3 Traktatu przewiduje się ustanowienie podstawowych norm ochrony zdrowia pracowników i ludności przed zagrożeniami wynikającymi z promieniowania jonizującego. Art. 31–38 Traktatu zawierają przepisy dotyczące roli państw członkowskich i Komisji w odniesieniu do ochrony zdrowia ludzkiego, kontroli poziomów promieniowania w środowisku, uwalniania do środowiska oraz gospodarowania odpadami promieniotwórczymi. Będzie to również dotyczyło kluczowych aspektów związanych z postępowaniem w razie wypadku. Zgodnie z art. 39 Traktatu JRC wspiera Komisję w realizacji tego zadania.

Mając na uwadze nowe wartości graniczne dla radionuklidów w wodzie pitnej i składnikach żywności, JRC opracuje techniki analityczne oraz wyprodukuje odpowiednie materiały referencyjne. Przy udziale laboratoriów kontrolnych państw członkowskich zostaną zorganizowane porównania międzylaboratoryjne w celu oceny porównywalności zgłoszonych danych kontrolnych zgodnie z art. 35 i 36 Traktatu oraz w celu wsparcia harmonizacji systemów monitorowania radioaktywności za pomocą materiałów do testów referencyjnych.

3.1.7.

Zarządzanie wiedzą, szkolenia i edukacja

Ważne jest utrzymanie i pogłębianie wiedzy nowych pokoleń naukowców i inżynierów jądrowych poprzez upowszechnianie eksperymentów, wyników, interpretacji i umiejętności nabytych w programach badawczych i stosowanych.

JRC będzie się przyczyniać do udostępniania tej wiedzy w formie należycie uporządkowanej i dobrze udokumentowanej oraz do wspierania działań na szczeblu wyższej edukacji w Europie zarówno w odniesieniu do reaktorów już funkcjonujących, jak i innowacyjnych reaktorów czwartej generacji. Ponadto JRC ustanowi europejskie obserwatorium zasobów ludzkich w dziedzinie jądrowej w celu analizy tendencji w Europie i zapewniania wsparcia naukowego w procesie formułowania polityki Unii. JRC będzie się też w dalszym ciągu przyczyniać do poprawy komunikacji w kwestiach jądrowych, w szczególności w zakresie akceptacji społecznej, oraz do rozwoju strategii ogólnego uwrażliwienia w kwestiach energii. Wieloletnie doświadczenie i wyjątkowe ośrodki do pomiaru danych jądrowych dają także znakomitą możliwość kształcenia i szkolenia naukowców i inżynierów jądrowych, uzupełniającego wykształcenie uniwersyteckie poprzez zapewnienie rzeczywistego dostępu do instalacji jądrowych.

3.2.

Bezpieczeństwo jądrowe

3.2.1.

Bezpieczeństwo reaktorów jądrowych

W celu utrzymania i poprawy poziomu bezpieczeństwa elektrowni jądrowych musi nastąpić rozbudowa i zatwierdzenie zaawansowanych i ulepszonych metod oceny bezpieczeństwa oraz odpowiadających im narzędzi analitycznych. W JRC prowadzone są ukierunkowane badania doświadczalne służące lepszemu zrozumieniu leżących u ich podstaw zjawisk i procesów fizycznych, aby możliwe były zatwierdzenie i weryfikacja deterministycznych i probabilistycznych ocen bezpieczeństwa, w oparciu o zaawansowane modelowanie procesów zachodzących w elektrowni (reaktywności i termohydrauliki), składników w obciążeniu operacyjnym/procesie starzenia, a także czynników ludzkich i organizacyjnych. JRC będzie również w dalszym ciągu odgrywać centralną rolę w ustanowieniu i funkcjonowaniu europejskiego repozytorium informacji zwrotnych na temat doświadczeń operacyjnych, z korzyścią dla wszystkich państw członkowskich. Będzie ono sporządzać sprawozdania na temat konkretnych kwestii dotyczących elektrowni oraz ułatwiać skuteczną wymianę i wdrażanie doświadczeń operacyjnych w celu zwiększenia bezpieczeństwa elektrowni jądrowych, z korzyścią dla wszystkich europejskich organów regulacyjnych oraz w celu zminimalizowania prawdopodobieństwa wypadków jądrowych. JRC będzie prowadziło programy badawcze wspierające rozwój wymogów w zakresie bezpieczeństwa i zaawansowane metody oceny systemów reaktorów mające znaczenie dla bezpieczeństwa jądrowego. Badania będą też dotyczyły kluczowych aspektów likwidacji reaktorów i ich infrastruktury (metody, szkolenia, podstawy naukowe).

3.2.2.

Bezpieczeństwo paliwa jądrowego w reaktorach jądrowych eksploatowanych w Unii

W XXI w. prawdopodobnie funkcjonować będą reaktory lekkowodne drugiej i trzeciej generacji. W celu maksymalizacji ich bezpieczeństwa musi zostać zapewnione lepsze zrozumienie zachowania systemów prętów paliwowych wewnątrz reaktora (paliwo i okładzina), zwłaszcza w odniesieniu do rozszerzonych programów operacyjnych, obejmujących warunki normalne, wyjątkowe i awaryjne. Dwa najważniejsze aspekty tego badania obejmują integralność mechaniczną prętów paliwowych w trakcie całego okresu funkcjonowania reaktora oraz zachowanie paliwa w stanach przejściowych (w tym w przypadkach poważnych awarii reaktora, łącznie ze stopieniem jądra).

Docelowo wyniki doświadczeń i wiedza teoretyczna na temat dobrze opisanych mechanizmów fizycznych i chemicznych muszą zostać uwzględnione w modelach wielowymiarowych, a następnie również w kodach efektywności paliwa.

Badania prowadzone przez JRC będą również poświęcone poprawie wzorca doświadczalnego zachowania paliwa UO₂ i MOX przy wysokim współczynniku wypalenia.

3.2.3.

Bezpieczna eksploatacja zaawansowanych systemów energii jądrowej

Na całym świecie, w szczególności w ramach Międzynarodowego Forum IV Generacji (GIF), za nowe przedmioty badań uznaje się nowe koncepcje reaktorów na rzecz większego bezpieczeństwa, zabezpieczeń i zrównoważonego rozwoju. JRC zostało upoważnione przez państwa członkowskie do występowania w charakterze przedstawiciela Wspólnoty na GIF. W związku z tym JRC będzie w dalszym ciągu koordynować działania europejskie (w postaci działań bezpośrednich lub pośrednich lub też działań państw członkowskich) w ramach różnych projektów GIF.

Badania przeprowadzane w laboratoriach JRC obejmują przede wszystkim kwestie bezpieczeństwa nowych innowacyjnych modeli i innowacyjnych cyklów paliwowych, w szczególności charakterystykę, badania dotyczące napromieniowania oraz badanie nowych rodzajów paliwa po napromieniowaniu, jak również charakterystykę i klasyfikację innowacyjnych materiałów strukturalnych i okładzinowych. Ponadto prowadzone są badania nad wymogami bezpieczeństwa reaktorów nowej generacji oraz zaawansowaną oceną odnośnych systemów jądrowych. Ich celem jest pomoc w ustanowieniu wspólnego europejskiego podejścia do oceny bezpieczeństwa nowych innowacyjnych modeli. W tym względzie w stosownych przypadkach dążyć się będzie do synergii z SNETP.

3.3.

Ochrona materiałów i instalacji jądrowych

3.3.1.

Zabezpieczenia w sektorze jądrowym

Ze względu na coraz większą rolę, jaką energia jądrowa odgrywa w wytwarzaniu energii elektrycznej w Europie i na świecie, nieustannie rośnie skala postępowania z materiałami jądrowymi w cyklu paliwowym. Aby uniknąć wykorzystywania tych materiałów w sposób inny niż zamierzony, zasadnicze znaczenie ma solidny i niezawodny system zabezpieczeń w sektorze jądrowym i nierozprzestrzeniania. Do celów realizacji rozwijającej się polityki w zakresie systemów zabezpieczeń konieczne są dalsze innowacje i udoskonalenia techniczne. Aktualnym wyzwaniem jest wprowadzenie zwiększonej automatyzacji i lepszych narzędzi analizy informacji, aby ograniczyć zarówno obciążenie pracą inspektorów, jak i obciążenie dla przemysłu jądrowego. Nowe i innowacyjne podejście do kwestii zabezpieczeń będzie również stosowane w stosunku do systemów reaktorów mających znaczenie dla Europy i związanych z nimi cykli paliwowych.

3.3.2.

Protokół dodatkowy

Celem protokołu dodatkowego jest zapobieganie niezadeklarowanym działaniom jądrowym. Jego wdrożenie wymaga szeregu technik innych (lub lepiej rozwiniętych) niż te, które są stosowane przy weryfikacji ewidencji materiałów jądrowych. Przewiduje się, że sprawdzanie kompletności zgłoszeń będzie wymagało zwiększonego nakładu pracy, co będzie wymagało większej liczby działań badawczo-rozwojowych w zakresie sposobów wykrywania tajnych programów, w niektórych przypadkach przy użyciu tych samych technik co w kryminalistycznych ekspertyzach jądrowych. Udoskonalenie metod analizy cząsteczek śladowych w celu weryfikacji zadeklarowanych działań lub wykrywania działań niezadeklarowanych będzie wymagało znacznych wysiłków.

3.3.3.

Gromadzenie informacji z publicznie dostępnych źródeł na temat nierozprzestrzeniania broni jądrowej

W celu wspierania służb Komisji oraz współpracy z MAEA i organami państw członkowskich, JRC będzie w dalszym ciągu systematycznie gromadzić i analizować informacje z wielu różnych źródeł (Internet, literatura fachowa, bazy danych) dotyczące kwestii nierozprzestrzeniania broni jądrowej. Informacje te będą wykorzystywane do sporządzania raportów poświęconych poszczególnym państwom w celu dokładnego monitorowania rozwoju działań w dziedzinie jądrowej oraz importu lub eksportu sprzętu i technologii wyłącznie o przeznaczeniu jądrowym lub mających podwójne zastosowanie, w wybranych państwach. Ponadto JRC będzie obserwować rozwój techniczny systemów kontroli eksportu i zapewni wsparcie techniczne odnośnym służbom Komisji.

3.3.4.

Zwalczanie nielegalnego handlu materiałami jądrowymi, w tym analiza kryminalistyczna w dziedzinie jądrowej

Obawy wynikające z nielegalnego handlu materiałami jądrowymi lub promieniotwórczymi, związane z nim ryzyko rozprzestrzeniania i zagrożenie terroryzmem jądrowym wymagają wprowadzenia zestawu środków w zakresie zapobiegania tym zjawiskom, wykrywania ich i reagowania na nie. Ochrona materiałów i instalacji jądrowych zyskuje coraz większą uwagę na wszystkich szczeblach, od inicjatyw międzynarodowych (globalna inicjatywa zwalczania terroryzmu jądrowego, inicjatywa przeciwko rozprzestrzenianiu broni masowego rażenia, rezolucja Rady Bezpieczeństwa ONZ 1540 i inne) po współpracę wielostronną i postępy technologiczne. Szkolenia pracowników mają kluczowe znaczenie dla wdrażania środków ochrony materiałów i instalacji jądrowych. JRC dzieli się z państwami członkowskimi i organizacjami międzynarodowymi swoim doświadczeniem i wiedzą specjalistyczną w dziedzinie jądrowej ogólnie, a w szczególności w dziedzinie ochrony materiałów i instalacji jądrowych.

W tym celu konieczne jest opracowanie lub udoskonalenie różnych programów szkoleniowych oraz stworzenie lub aktualizacja powiązanych modułów szkoleniowych. JRC ustanowi Europejski Ośrodek Szkoleń w zakresie Bezpieczeństwa, który początkowo skupi się na ochronie materiałów i instalacji jądrowych oraz na ochronie radiologicznej.

4.

Kwestie etyczne

W ramach realizacji niniejszego programu szczegółowego oraz wynikających z niego działań badawczych należy przestrzegać podstawowych zasad etycznych. Obejmują one zasady zapisane w Karcie praw podstawowych Unii Europejskiej.

Zgodnie z zasadą pomocniczości i z uwzględnieniem różnorodności koncepcji istniejących w Europie osoby zaangażowane w projekty badawcze muszą spełniać wymogi stawiane przez ustawodawstwo, regulacje i zasady etyczne obowiązujące w krajach, w których badania będą prowadzone. W każdym przypadku przepisy krajowe mają zastosowanie, a badania, które są zakazane w którymkolwiek państwie członkowskim lub w innym państwie, nie mogą być w tym państwie członkowskim lub państwie wspierane ze środków Euratom.

W stosownych przypadkach przed rozpoczęciem działań podmioty prowadzące projekty badawcze muszą uzyskać zezwolenie odpowiednich krajowych lub lokalnych komitetów etycznych. W przypadku wniosków dotyczących kwestii wrażliwych z etycznego punktu widzenia lub gdy kwestie etyczne nie zostały odpowiednio uwzględnione, Komisja będzie systematycznie dokonywać oceny etycznej. W szczególnych przypadkach oceny etycznej można dokonać w trakcie realizacji projektu.

Art. 13 Traktatu o funkcjonowaniu Unii Europejskiej wymaga, aby Unia i państwa członkowskie w pełni uwzględniały wymagania w zakresie dobrostanu zwierząt przy formułowaniu i wykonywaniu polityk Unii, w tym badań.