A Nukleáris Technikai Intézet és az atomenergetikai képzések

Átírás

1 A Nukleáris Technikai Intézet és az atomenergetikai képzések Prof. Dr. Aszódi Attila egyetemi tanár, BME Nukleáris Technikai Intézet A Atomtörvény adta országos oktatási feladatok Az intézet két tanszékből áll: Nukleáris Technika Tanszék Atomenergetika Tanszék nagy értékű oktatóreaktor a kísérletes oktatáshoz oktatási és kutatási célú reaktor (100 kw), 1971 óta üzemel Prof. Dr. Aszódi Attila 2

2 Oktatás: Fizikus BSc & MSc A Energetikai mérnök BSc & MSc (atomenergetika specializáció) Átoktatás: BME vegyész-, villamos-, gépész-, építőkar + más egyetemek Külföldi diákok, NAÜ ösztöndíjasok Látogatócsoportok: évente ~ fő Prof. Dr. Aszódi Attila 3 Fizikus MSc Orvosi fizika szakirány Célcsoport Kórházi radiológiai terápiás központok Kórházi radio-diagnosztikai központok Orvosi műszer fejlesztő és forgalmazó cégek Prof. Dr. Aszódi Attila 4

3 A Gépészmérnöki Kar energetikai mérnök BSc képzésében oktatott tárgyaink Mag- és neutronfizika Atomenergetikai alapismeretek Reaktorfizika mérnököknek Atomerőművek termohidraulikája Atomerőművek Nukleáris méréstechnika és sugárvédelem Laboratóriumi mérések 1. Laboratóriumi mérések 2. Speciális laboratórium AE Radioanalitika Radioaktívhulladék-gazdálkodás Nukleáris üzemanyagciklus Üzemi mérések: atomreaktorok műszerezése és diagnosztikája Atomenergia és fenntartható fejlődés Monte Carlo módszerek Prof. Dr. Aszódi Attila 5 A Gépészmérnöki Kar energetikai mérnök MSc képzésében oktatott tárgyaink (2019 szeptemberétől) Közös/specializáción kötelező: Atomerőművek üzemtana Korszerű nukleáris energiatermelés Atomenergetikai projektfeladat (csoportfeladat) Nukleáris tervezési feladat (egyéni feladat) Közös kötelezően választható: Energia, kockázat, kommunikáció Specializáción kötelező: Atomerőművi üzemzavar-elemzések CFD módszerek és alkalmazások Neutron- és gammatranszport számítási módszerek Specializáción kötelezően választható: Radioaktív anyagok terjedése Fúziós nagyberendezések Atomerőművi kémia Reaktorfizikai számítások Röntgen- és gamma-spektrometria Atomerőművi szimulációs gyakorlatok Radioaktív hulladékok biztonsága Reaktorszabályozás és műszerezés Nagyobb hangsúly a csapatmunkán Az atomenergia specializáción a hallgatók továbbra is rugalmasan, a saját elképzeléseik szerint válogathatják össze a kötvál (+szabvál) tárgyakat. [A többi specializáción ez a rugalmasság megszűnt.] Prof. Dr. Aszódi Attila 6

4 Termohidraulikai, biztonsági elemzések 1D rendszerelemzések VVER-440 APROS modell (részletes technológiai és irányítástechnikai modell); súlyos baleseti számítások ASTEC súlyos baleseti kód Biztonsági elemzések módszertana Prof. Dr. Aszódi Attila 7 Termohidraulikai rendszerkódok alkalmazása VVER-440 primerkörének APROS modellje Prof. Dr. Aszódi Attila 8

5 Atomerőművi üzemanyag kazetta 3D termohidraulikai elemzése Prof. Dr. Aszódi Attila 9 Atomerőművi reaktortartály 3D termohidraulikai elemzése Prof. Dr. Aszódi Attila 10

6 Termohidraulikai, biztonsági elemzések Prof. Dr. Aszódi Attila 11 Sóolvadékos reaktor kísérleti termohidraulikai vizsgálata PIV labor Prof. Dr. Aszódi Attila 12

7 Üzemanyag pálca kísérlet Prof. Dr. Aszódi Attila Negyedik generációs reaktorok termohidraulikai vizsgálata Szuperkritikus nyomású vízzel hűtött reaktorok SCWR - helikális távtartó termohidraulikai vizsgálata Áramvonalak az SCWR-FQT belépő szakaszában Prof. Dr. Aszódi Attila 14

8 Research at Training Reactor, Hungary Monte-Carlo Analysis védőcsőblokk felső rácslemez melegági csonkok hajtások védőcsövei védőcsőblokk felső rácslemez akna melegági csonkok hidegági csonkok hajtások védőcsövei bóros száraz keverék szerpentines nehézbeton szerpentines könnyűbeton védőcsőblokk alsó rácslemez bóros száraz keverék szerpentines nehézbeton hidegági csonkok akna reaktortartály akna zónakosár hővédelem szerpentines könnyűbeton reaktortartály védőcsőblokk alsó rácslemez vasbeton kosár alsó rácslemez fékezőcsőblokk felső rácslemez fékezőcsövek és védőcsövek fékezőcsőblokk alsó rácslemez akna zónakosár hengerpalástja kavicsbeton fékezőcsőblokk felső rácslemez fékezőcsövek/ védőcsövek fékezőcsőblokk hengerpalástja fékezőcsőblokk alsó rácslemez perforált elliptikus fenék perforált elliptikus fenék Prof. Dr. Aszódi Attila 15 Felaktiválódás számítás, radioaktív hulladék becslés Prof. Dr. Aszódi Attila 16

9 XRF X-Ray Fluorescence Analysis Szaloki I, Osan J, Van Grieken RE, X-ray spectrometry, Analytical Chemistry, 78, , Prof. Dr. Aszódi Attila 17 Szuperkritikus nyomású vízhűtésű reaktorok Supercritical-Water-Cooled Reactor -- SCWR Hűtőközeg: könnyűvíz. Üzemanyag: Hasonló a PWR üzemanyaghoz. Hőmérséklet és nyomás a kritikus pont felett: >374 C, >22 MPa, nincsen forráskrízis; gőzleválasztók, gőzszárítók, gőzfejlesztők feleslegesek. Termikus és gyors reaktor is. Jó hatásfok: 44% Prof. Dr. Aszódi Attila 18

10 Gázhűtésű gyorsreaktor ALLEGRO projekt a régióban 19 Prof. Dr. Aszódi Attila Molten Salt Reactor -- MSR Hűtőközeg és üzemanyag: U/Pufluorid tartalmú sóolvadék, Th fertilis anyaggal, zárt üzemanyagciklus! Elektromos teljesítmény: 1000 MW Hűtőközeg hőmérséklet: C Sóolvadék gőze nagyon alacsony nyomású. Elektromos áram és hidrogéntermelés egyaránt. Jó konverziós tényező. Alkalmas aktinidák átalakítására, transzmutációra. Sóolvadékos reaktorok Prof. Dr. Aszódi Attila 20

11 Negyedik generációs reaktorok neutronfizikai vizsgálata ALLEGRO demonstrációs GFR modell ALFRED demonstrációs LFR modell GFR2400 zónamodell (SCALE KENO-VI) Prof. Dr. Aszódi Attila 21 Nukleáris üzemanyagciklus vizsgálatok Prof. Dr. Aszódi Attila 22

12 Monte Carlo módszeren alapuló neutrontranszport számítások OPAL kutatóreaktor kazettamodellje (SERPENT) VVER-1200 reaktor kazettamodellje (SCALE KENO-VI) VVER-440 kazetta pálcateljesítmény-eloszlás (MCNP) Prof. Dr. Aszódi Attila 23 Neutronzaj módszerek alkalmazása, gyorsítóval hajtott szubkritikus rendszerek A VENUS-F szubkritikus reaktor modellje (MCNP) Prof. Dr. Aszódi Attila 24

13 Végeselem módszeren alapuló reaktorfizikai kódfejlesztés Homogén üzemanyag-modell termikus fluxuseloszlás NAÜ benchmark zónamodell termikus fluxuseloszlás OPAL kutatóreaktor végeselem háló (GMSH) Prof. Dr. Aszódi Attila 25 Szimulációs programok fejlesztése Nagy tapasztalatok PC alapú szimulációs programok fejlesztésében Prof. Dr. Aszódi Attila 26

14 Fúziós erőmű fejlesztési lépései Az ITER több mint 100 millió Celsius fokos hidrogén plazmával fog üzemelni. Arra van tervezve, hogy közelítőleg 500 MW fúziós teljesítménnyel üzemeljen több mint 500 másodpercig. Az ITER még nem fog villamos energiát termelni. Prof. Dr. Aszódi Attila 27 Héliummal hűtött kavicságyas teszt köpeny elem (TBM) Cap Grid MF2 Első fal Köpenyelemek Szaporító elem MF3 MF1 Trícium szaporítása lítium-neutron kölcsönhatásból Neutronok fűtése Hőelvitel, teljesítmény kicsatolása Első fal hűtése Felső, alsó lapok (CAP) hűtése A szaporító elemek hűtése a rács (GRID) segítségével Prof. Dr. Aszódi Attila 28

15 Az ITER első fal hűtésének szimulációja és a mérések előkészítése Első fal szerepe: - elhatárolja a teszt köpeny modult (TBM) a plazmától - a TBM hőmérsékletét a megengedhető maximális érték alatt tartja A hűtőközeg: 80 bar nyomású, 300 o C hőmérsékletű hélium Plazma Prof. Dr. Aszódi Attila 29 Paksi együttműködés Üzemidő-hosszabbítás, új blokk építés: a szakember utánpótlás, a szakmai kompetencia folyamatos fenntartásának biztosítása. Az atomenergetikához kapcsolódó intézményrendszer (oktatás, kutatás, hatóság stb.) hosszú távú fenntartása. Jó kapcsolatunk van az atomerőművel, a nukleáris hatósággal és a háttériparral Alapítványi ösztöndíj támogatás az atomenergetikai szakirányon. Prof. Dr. Aszódi Attila 30