Stáž v rámci Dalton Nuclear Institute v Manchesteru

Pokud nepatříte mezi zběhlé chemiky, může se Vám při experimentu stát, že necháte zreagovat Vámi zvolené výchozí látky, případně to všechno ozáříte / hodíte do toho něco ‚svítícího‘ (přesně jak to máme na katedře jaderné chemie rádi), ale místo očekávaného produktu dostanete něco úplně jiného. Ze začátku jste výsledkem zklamaní, pak rozpačití, ale nakonec dojdete k závěru, že pokus nejspíš dopadl nejlépe, jak mohl. Takhle nějak by se z jaderně-chemického pohledu dal shrnout můj výjezd do zahraničí.
K volbě studia na Jaderce mě vedly pro někoho bizarní okolnosti. Pocházím z vesnice na dohled od jaderné elektrárny v Dukovanech a chtěla jsem jít na školu, která nebude masokombinát, a to hlavně proto, abych zvýšila svoje šance na studijní pobyt v zahraničí. Před bakalářskými státnicemi už jsem měla v hledáčku pár univerzit, kam jsem se chtěla podívat. „Konečná“ volba padla na The University of Manchester, se kterou na katedře jaderné chemie existovaly nějaké styky, ale ne bilaterární erasmácká smlouva. Snaha tuto smlouvu dodatečně sjednat roztočila nekonečný kolotoč nezodpovězených emailů, zoufalých telefonátů a velkých otazníků. Ve zkratce – poučení: Nesnažte se vyjet studovat na školu, se kterou FJFI nemá uzavřenou smlouvu, i kdyby se ta smlouva začala domlouvat rok dopředu :)

Konečným produktem mojí reakční směsi tak nebyl studijní pobyt, ale tříměsíční (září – prosinec 2015) pracovní stáž v rámci programu Erasmus+, na kterou není potřeba žádná bilaterární smlouva. Náplní mojí stáže měla být práce na výzkumném úkolu, tj. experimenty v laboratoři, jejich následné vyhodnocení a sepsání samotné práce. Cílová destinace – Manchester – zůstala stejná. Před výjezdem jsem měla trochu obavy, co to bude obnášet. Nejsem typ člověka, co se zavře v laborce před okolním světem a je tak spokojený. V Manchesteru jsem neměla navštěvovat žádné přednášky a ani jsem neměla statut studenta, takže jsem očekávala, že budu vídat tak tři stejné tváře pořád dokola. Stáž jsem tedy brala jako takovou znouzectnost.
Určitá část mých představ se vyplnila. Na začátku stáže jsem studovala literaturu týkající se mého tématu a také jsem připravila tzv. COSHH forms, což jsou dokumenty detailně popisující experimenty, které zamýšlíte provádět, včetně rizik z nich plynoucích. Tahle první fáze trvala asi dva týdny, pak jsem začala pracovat v laborce na School of Environmental, Atmospheric and Earth Sciences pod dohledem doktoranda Joshe. Pracovala jsem na části jeho PhD. projektu, konkrétně na zkoumání vlivů stárnutí a přítomnosti aniontů na složení a transformaci vloček hydratovaného oxidu železnatého v Enhanced Actinide Removal Plant (EARP) v Sellafieldu. EARP je zařízení na nakládání s nízkoaktivními odpady mj. z přepracování ozářeného jaderného paliva. Princip procesu probíhajícího v EARPu je následující: k odpadu, což je silně kyselý roztok bohatý na železité anionty, je dávkován roztok hydroxidu sodného a to až do dosažení pH 9. Během toho dochází k „vyvločkování“, tj. tvorbě hnědého amorfního oxyhydroxidu trojmocného železa (mineralogicky se mu říká ferrihydrit), který váže radionuklidy. Výsledkem procesu jsou tedy aktivní vločky a „čistý“ matečný roztok. Než jsou vločky odfiltrovány, systém se nechává cca 4 týdny zrát. Pak se pevný podíl klasicky cementuje. Doba zrání je důležitá z toho důvodu, že při ní může a nemusí dojít k přeměně kineticky preferovaného, ale termodynamicky nestabilního ferrihydritu na jiné, stabilnější železité sloučeniny. V Sellafieldu vypozorovali, že tato přeměna vede na červený hematit a je velmi žádoucí, protože hematit zaujímá menší objem než ferrihydrit a také ve své struktuře obsahuje méně vody, na jejíž obsah se musí brát ohled při cementaci. Pokud tedy během zrání dojde k transformaci na hematit, znamená to finanční úspory. Háček byl v tom, že k transformaci jednou došlo, jednou ne, a mým a Joshovým úkolem bylo zjistit, kde je problém.
K tomuto účelu jsme celý proces vyvločkování simulovali v laboratorním měřítku, ale bez radionuklidů (zaprvé to nebylo potřeba a za druhé by to stejně nebylo možné, leda bych si na povolení pro práci s radionuklidy počkala tak rok – v tomhle byl velký rozdíl oproti jaderce). Jako náhražka kapalného radioaktivního roztoku nám sloužil roztok 1M HNO3 s 400 ppm Fe, do kterého jsme případně přidali další specie, které byly v odpadech zastoupeny nejvíc, tj. sírany, fosforečnany a kyselinu boritou / boritany, tak, abychom mohli zkoumat jejich případný inhibiční vliv na přeměnu ferrihydritu na hematit. Abych mohli sledovat i vliv doby zrání, byl produkt vyvločkování ponechán v klidu po dobu 1, 4 nebo 8 týdnů. Po uplynutí této doby jsme buď ještě mokrou pastu, nebo již usušený železitý prášek zanalyzovali s použitím rentgenové difrakce, BET analýzy povrchů, infračervené spektroskopie a transmisní elektronové mikroskopie. To nám umožnilo zjistit, u kterých vzorků došlo k přeměně a u kterých ne, a tím pádem i identifikovat, co je příčinou (ne)přeměny.
Výsledkem mojí stáže tedy byla velká tabulka plná experimentálních údajů o mých prášcích, první nástřel výzkumáku a .ppt dokument, který jsem před odjezdem prezentovala zástupci National Nuclear Laboratory, což je instituce, která se mj. točí i kolem aktivit probíhajících v Sellafieldu.
Teď to může vypadat, že se moje noční můra spojená s okupováním laborky 24/7 vyplnila, ale není to pravda. Program jsem měla nakonec velmi pestrý. Většina lidí, se kterými jsem přišla do kontaktu, byli britští doktorandi, tj. rodilí mluvčí. To mi přišlo jako velká výhoda oproti klasickému studijnímu Erasmu, kde se stýkáte s dalšími erasmáky, takže si sice angličtinu procvičíte, ale určitě se to nemůže rovnat (často velmi frustrující) zkušenosti komunikace s člověkem mluvícím s manchesterským / liverpoolským / norwichským (!!!) přízvukem, kdy se divíte sami sobě, co jste se to od čtvrté třídy učili za jazyk. Britové jsou přátelští, i když zpočátku ten svůj pověstný stiff upper lip nezapřou. Nakonec bylo ale běžné, že jsme se v pátek po práci někde sešli, případně i o víkendu, když se třeba hrálo rugby. Jinak jsou ale v UK doktorandi vedeni jako regulérní zaměstnanci školy (tedy ne jak u nás), takže se Erasmus v podobě, v jaké ho můžeme vidět třeba na Strahově, nekonal :) I přesto, že jsem měla standardní pracovní dobu od 9 do 17 hodin každý den, měla jsem možnost podívat se do dalších částí Velké Británie (Edinburgh, Glasgow, Liverpool, Oxford, synchrotron Diamond Light Beam Facility v Didscotu) i do Dublinu, kam se dá z Manchesteru velmi levně letět.
Moje zahraniční zkušenost se tedy neliší od zkušeností naprosté většiny studentů, kteří někam vyjeli a plyne z ní úplně stejný závěr – máte-li příležitost, jeďte. Možné počáteční nepříjemnosti jsou mnohonásobně převáženy zážitky a kontakty, které v zahraničí získáte, otevřou se Vám úplně jiné obzory a možná získáte nadhled a zjistíte, že to nikde není úplně ideální, ani u nás, ani u nich. Velmi kladně hodnotím fakt, že jsem se měla možnost podílet na projektu přímo vzešlého z potřeb jaderného průmyslu. Jediný zádrhel u sebe vidím v tom, že od doby, co jsem se vrátila, už hledám příležitosti, kam bych zase vyjela. Nutno říct, že katedra mě v tomto stále podporuje a tak se letos v létě, pokud to dobře dopadne, opět někam podívám. I když už to nebude můj milovaný Manchester (kde vůbec neprší tak často, jak se tvrdí!). 

Markéta Florianová
4. ročník JCH

Galerie

Související studijní obory na Jaderce

Jaderná chemie Bc. Chemie

Bakalářské studium s důrazem na seznámení se se základy jaderné chemie pro navazující studium.

Jaderná chemie – specializace v biologii a medicíně Ing. Chemie

Magisterské studium s důrazem na aplikaci v oblastech biomedicínského výzkumu a praxe.

Jaderná chemie - specializace chemie životního prostředí Ing. Chemie

Magisterské studium s důrazem na aplikaci v oblastech životního prostředí.

Jaderná chemie - specializace v aplikované jaderné chemii Ing. Chemie

Magisterské studium s aplikací jaderných metod, radionuklidů a ionizující záření ve vědě a technice.

Zaujal vás tento článek? Podělte se o něj s ostatními!