Po ubiegłotygodniowej wizycie w Isprze czas na kolejne przystanki na mapie JRC. Dziś przyjrzymy się trzem wyspecjalizowanym ośrodkom: Geel, Karlsruhe i Petten. To właśnie tutaj prowadzone są badania, które wspierają bezpieczeństwo energetyczne Europy, napędzają rozwój nowoczesnych technologii oraz wyznaczają najwyższe standardy jakości i precyzji pomiarów naukowych. 

Geel – miejsce, gdzie nauka spotyka społeczeństwo

Siedziba JRC w Geel znajduje się w spokojnej i zielonej części Belgii, pomiędzy miastami Geel i Mol. To miejsce łączy nowoczesną infrastrukturę naukową z wysoką jakością życia, oferując mieszkańcom i odwiedzającym bogatą ofertę kulturalną, sportową i rekreacyjną. Co ciekawe, miasto Geel od wieków słynie z niezwykłego modelu opieki nad osobami z zaburzeniami psychicznymi. Zamiast izolacji, priorytetyzowana jest integracja ze społecznością lokalną, a mieszkańcy miasta od pokoleń przyjmują pacjentów pod swój dach. To właśnie dlatego Geel jest często postrzegane jako europejski symbol otwartości i humanitarnego podejścia do zdrowia psychicznego. 

Jednym z najnowszych przedsięwzięć realizowanych w ośrodku JRC w Geel jest The Citizens’ Forum, czyli kompleksowa modernizacja i rozbudowa budynku konferencyjnego funkcjonującego na terenie kampusu od blisko 50 lat. Projekt jest realizowany jako pilotażowa inicjatywa New European Bauhaus. Szczególny nacisk w procesie odnowy budynku położono na:

• ponowne wykorzystanie istniejącej konstrukcji i materiałów budowlanych,
• zastosowanie materiałów biopochodnych i pochodzących z recyklingu,
• zastosowanie zielonych dachów, naturalnej wentylacji oraz energooszczędnych rozwiązań.  

Dzięki tym rozwiązaniom modernizacja pozwoli znacząco ograniczyć ślad węglowy budynku (szacunkowo nawet 690 000 kg CO₂). Po zakończeniu prac obiekt stanie się nowoczesną, wielofunkcyjną przestrzenią przeznaczoną do organizacji konferencji, szkoleń, warsztatów, wydarzeń naukowych i spotkań społeczności.  

W służbie precyzyjnych pomiarów

Reference Material Production Laboratory (RMPL) to jedno z flagowych laboratoriów JRC w Geel. Opracowywane tutaj certyfikowane materiały referencyjne (ang. certified reference materials, CRM) udostępniane są laboratoriom analitycznym na całym świecie w celu wspierania kontroli jakości, kalibracji pomiarów oraz wdrażania przepisów Unii Europejskiej.

Można powiedzieć, że materiały referencyjne opracowywane w JRC w Geel są swego rodzaju „wzorcem z Sèvres” dla laboratoriów. Dzięki nim wyniki badań wykonanych w różnych miejscach Europy można ze sobą porównywać i mieć pewność, że opierają się na tych samych, wysokich standardach jakości.

RMPL składa się z dwóch głównych części. Pierwsza z nich, stanowiąca zakład przetwarzania materiałów, obejmuje zaawansowane zaplecze, w którym naukowcy szczegółowo badają właściwości materiałów i potwierdzają ich parametry. W drugiej części, złożonej z wyspecjalizowanych laboratoriów analitycznych, dochodzi do przetwarzania i przygotowywania materiałów odniesienia, gdzie surowce są homogenizowane, mieszane, porcjowane i pakowane w ściśle kontrolowanych warunkach. 

Technologie dla bezpieczniejszej Europy

Jedną z najbardziej unikatowych infrastruktur badawczych JRC w Geel jest GELINA (GEel LINear Accelerator), czyli liniowy akcelerator elektronów wykorzystywany do generowania impulsowych wiązek neutronów. Instalacja ta należy do najważniejszych europejskich źródeł danych wykorzystywanych w badaniach jądrowych i od dziesięcioleci dostarcza naukowcom niezwykle precyzyjnych informacji o oddziaływaniu neutronów z materią.

Sercem instalacji jest liniowy akcelerator elektronów, który wytwarza neutrony wykorzystywane następnie do badań właściwości materiałów i reakcji jądrowych. Wykorzystanie tuneli pomiarowych o imponującej długości sięgającej 400 metrów pozwala naukowcom uzyskiwać bardzo wysoką precyzję pomiarów parametrów jądrowych. Wykorzystanie GELINA dostarcza danych wykorzystywanych przy projektowaniu reaktorów, ocenie bezpieczeństwa jądrowego oraz rozwoju nowoczesnych technologii energetycznych.

Znaczenie GELINA wykracza jednak daleko poza energetykę. Wyniki badań uzyskane z jej wykorzystaniem wspierają również ochronę radiologiczną, gospodarkę odpadami promieniotwórczymi, medycynę nuklearną oraz działania związane z nierozprzestrzenianiem materiałów jądrowych. Dzięki temu GELINA odgrywa istotną rolę w budowaniu bezpieczeństwa energetycznego i technologicznego Europy. 

W ośrodku JRC w Geel działa także Border Security Research Infrastructure (BSRI), infrastruktura badawcza wspierająca rozwój i ocenę technologii wykorzystywanych w ochronie granic, bezpieczeństwie lotniczym oraz działaniach służb odpowiedzialnych za bezpieczeństwo publiczne. Stanowi ona unikalne środowisko do testowania urządzeń służących wykrywaniu materiałów niebezpiecznych, wybuchowych i nielegalnych substancji.

BSRI obejmuje Aviation Security Laboratory oraz Explosives Trace Detection Laboratory, wyposażone w technologie powszechnie stosowane na europejskich lotniskach. Należą do nich skanery rentgenowskie bagażu, skanery ciała wykorzystujące fale milimetrowe, urządzenia do kontroli płynów oraz systemy wykrywania śladowych ilości materiałów wybuchowych.

Badania prowadzone w BSRI pomagają oceniać skuteczność i niezawodność urządzeń wykorzystywanych nie tylko w lotnictwie, lecz także przez służby graniczne, celne oraz organy ścigania. Infrastruktura wspiera państwa członkowskie UE we wdrażaniu europejskich regulacji bezpieczeństwa, wypracowywaniu dobrych praktyk oraz weryfikacji nowych technologii wykrywania zagrożeń.  

Karlsruhe: europejska nauka spotyka technologie przyszłości

Położone w południowo-zachodnich Niemczech Karlsruhe należy do najważniejszych ośrodków naukowych i technologicznych w kraju. Miasto jest siedzibą licznych instytutów badawczych, uczelni oraz organizacji działających na styku nauki i przemysłu.

Choć dziś Karlsruhe kojarzone jest przede wszystkim z nauką i nowoczesnymi technologiami, jego najbardziej charakterystyczną cechą pozostaje nietypowy układ ulic. Miasto zostało zaprojektowane wokół pałacu, od którego promieniście rozchodzi się kilkadziesiąt alei, tworząc układ przypominający wachlarz. To właśnie stąd pochodzi jego przydomek „miasto-wachlarz”.

Pod skrzydłami innowacji: Wing M

Jedną z najważniejszych inwestycji realizowanych obecnie w JRC w Karlsruhe jest Wing M – nowoczesny kompleks laboratoryjny, który stanie się nowym centrum badań jądrowych Wspólnego Centrum Badawczego Komisji Europejskiej. Obiekt powstaje w celu modernizacji infrastruktury badawczej oraz zastąpienia starszych laboratoriów, zapewniając najwyższe standardy bezpieczeństwa i możliwości prowadzenia zaawansowanych badań w obszarze energetyki jądrowej.

Wing M jest największym projektem infrastrukturalnym realizowanym dotychczas przez JRC. Budynek został zaprojektowany z myślą o pracy z materiałami jądrowymi i wyposażony w zaawansowane systemy ochrony. Jego ściany mają miejscami nawet 1,8 metra grubości, a specjalne pomieszczenia bezpieczeństwa zapewniają ochronę personelu w przypadku awarii lub zdarzeń nadzwyczajnych. Co istotne, Wing M będzie również udostępniany naukowcom z państw członkowskich UE w ramach programu otwartego dostępu do infrastruktury badawczej JRC.  

Jak bada się materiały, których nie można dotknąć?

Jedną z najważniejszych infrastruktur badawczych JRC w Karlsruhe jest Hot Cells Laboratory – unikatowy kompleks 24 specjalistycznych komór badawczych przeznaczonych do pracy z materiałami promieniotwórczymi. W Hot Cells Laboratory naukowcy badają napromienione paliwo jądrowe, materiały reaktorowe oraz odpady promieniotwórcze, dostarczając wiedzy niezbędnej do zwiększania bezpieczeństwa obecnych i przyszłych technologii jądrowych.

„Hot cells” to specjalnie zaprojektowane pomieszczenia wyposażone w grube osłony ochronne, zaawansowane systemy wentylacji oraz zdalnie sterowane manipulatory. Dzięki nim badacze mogą bezpiecznie wykonywać skomplikowane eksperymenty bez bezpośredniego kontaktu z materiałem promieniotwórczym. Wszystkie operacje wykonywane są zdalnie, za pomocą specjalnych manipulatorów obserwowanych przez grube, ołowiane okna ochronne. 

Petten – europejskie centrum badań nad energią

Położone nad brzegiem Morza Północnego Petten to niewielka, spokojna miejscowość położona nad holenderskim wybrzeżem w pobliżu rezerwatu przyrody De Schoorlse Duinen, słynącego z najwyższych i najszerszych wydm w kraju.

Bezpieczna energia w praktyce: Battery Test Laboratory

W JRC w Petten działa jedno z najbardziej zaawansowanych europejskich laboratoriów badań baterii. W Battery Test Laboratory (BESTEST) naukowcy analizują wydajność, trwałość i bezpieczeństwo systemów magazynowania energii, które znajdują zastosowanie m.in. w pojazdach elektrycznych i nowoczesnej energetyce.  

Laboratorium umożliwia badanie pakietów bateryjnych o pojemności nawet 150 kWh, wykorzystujących różne technologie, m.in. baterie litowo-jonowe, litowo-siarkowe czy kwasowo-ołowiowe. W specjalnej komorze środowiskowej możliwe jest odtwarzanie szerokiego zakresu warunków eksploatacyjnych, co pozwala ocenić zarówno bieżącą wydajność baterii, jak i proces ich starzenia podczas wieloletniego użytkowania.

Szczególnie imponującym elementem infrastruktury jest unikatowy system X-ray CT, który umożliwia trójwymiarowe obrazowanie wnętrza modułów i pakietów bateryjnych podczas ich pracy. Dzięki temu badacze mogą obserwować zachodzące wewnątrz baterii procesy w czasie rzeczywistym i analizować zmiany strukturalne pojawiające się wraz z eksploatacją urządzenia.

W laboratorium prowadzone są również tzw. abuse tests, czyli testy bezpieczeństwa wykraczające poza normalne warunki pracy. Obejmują one m.in. zwarcia, przeładowanie, nadmierne rozładowanie, zgniatanie czy przebijanie ogniw. Badania te pozwalają lepiej zrozumieć zjawisko niekontrolowanego wzrostu temperatury, które może prowadzić do pożaru lub uszkodzenia baterii.

Dzięki takim badaniom JRC w Petten wspiera rozwój bezpieczniejszych, bardziej wydajnych i trwalszych technologii magazynowania energii, które są kluczowe dla elektromobilności i europejskiej transformacji energetycznej.

Pod ciśnieniem innowacji: High Pressure Gas Testing Facility

W ośrodku Petten znajduje się High Pressure Gas Testing Facility (GASTEF), jedno z nielicznych laboratoriów w Europie specjalizujących się w badaniach wysokociśnieniowych systemów magazynowania i transportu wodoru. W laboratorium testowane są zbiorniki, rurociągi oraz komponenty pracujące pod bardzo wysokim ciśnieniem.

Szczególną uwagę poświęca się systemom wykorzystywanym w pojazdach wodorowych, gdzie wodór magazynowany jest pod ciśnieniem sięgającym 700 barów. Badacze analizują ich trwałość, zachowanie podczas wieloletniej eksploatacji oraz poziom bezpieczeństwa.

Jednym z najważniejszych obszarów badań w laboratorium są testy tankowania wodoru. Naukowcy odtwarzają rzeczywiste warunki pracy stacji paliw wodorowych, badając m.in. wpływ szybkości tankowania, temperatury otoczenia i parametrów dostarczanego gazu na bezpieczeństwo oraz wydajność całego systemu. W laboratorium można odtworzyć tysiące cykli tankowania i opróżniania zbiornika, aby sprawdzić, jak będzie on zachowywał się po wielu latach eksploatacji. Dzięki temu technologie wodorowe trafiające na rynek są nie tylko bardziej wydajne, ale przede wszystkim bezpieczniejsze. 

Artykuł powstał na podstawie:

• strony JRC,
• stron poszczególnych laboratoriów, do których odnośniki znajdują się w treści artykułu,
• artykułu The Guardian.