Atomenergetikai alapismeretek

Hasonló dokumentumok
Az atommagtól a konnektorig

Első magreakciók. Targetmag

Atomenergetikai alapismeretek

Atomenergetikai alapismeretek

235 U atommag hasadása

Perturbációk elméleti és kísérleti vizsgálata a BME Oktatóreaktorán

Maghasadás (fisszió)

Sugárvédelem nukleáris létesítményekben. Átfogó [fenntartó] SVK Osváth Szabolcs (OKK-OSSKI-LKSO)

FENNTARTHATÓ FEJLİDÉS ÉS ATOMENERGIA

ALLEGRO Reaktorral Kapcsolatos Reaktorfizikai Kihívások XV. MNT Szimpózium

Maghasadás, atomreaktorok

Atomreaktorok üzemtana. Az üzemelő és leállított reaktor, mint sugárforrás

Magyarországi nukleáris reaktorok

Atomerőmű. Radioaktívhulladék-kezelés

Az Országos Képzési Jegyzékről és az Országos Képzési Jegyzék módosításának eljárásrendjéről szóló 133/2010. (IV. 22.) Korm.

A szabályozott láncreakció PETRÓ MÁTÉ 12.C

Energetikai mérnökasszisztens Mérnökasszisztens

VVER-440 (V213) reaktor (főberendezések és legfontosabb üzemi jellemzők)

Maghasadás Szabályozatlan- és szabályozott láncreakció Atombomba és a hidrogénbomba

REAKTOR ÜZEMELTETÉSI GYAKORLAT

A paksi atomerőmű. Készítette: Szanyi Zoltán RJQ7J0

Az Oktatóreaktor reaktivitástartalékemelésének opciói és ezek biztonsági vonzata

(2) A tényezők jelentése a következő:

Új típusú fűtőelemek bevezetésének megalapozását szolgáló kísérletek, 2015 & 2016

Magfizika tesztek. 1. Melyik részecske nem tartozik a nukleonok közé? a) elektron b) proton c) neutron d) egyik sem

Maghasadás, láncreakció, magfúzió

A Nukleáris Technikai Intézet és az atomenergetikai képzések

Xe- és Sm-mérgezettség üzemviteli vonatkozásai

TOL A MEGYEI SZILÁRD LEÓ FIZIKAVERSE Y Szekszárd, március óra 11. osztály

Egzotikus atomreaktorok

Rea e k a ti t vitá t s á k om o pe p n e z n ál á ás á é s é szabályozás

A Nukleáris Technikai Intézet és az atomenergetikai

Atomenergia. Láncreakció, atomreaktorok, atombomba és ezek rövid története

A teljesítménysűrűség térbeli eloszlása

Mag- és neutronfizika 9. elıadás

Reaktivitás kompenzálás és szabályozás

Készítette: Sánta Kata Budapest, május 1.

Gyorsreaktorok szerepe az atomenergetika fenntarthatóságában

Atomenergetikai alapismeretek

Atomreaktorok. Készítette: Hanusovszky Lívia

Neutronabszorbens minták reaktivitás-értékességének meghatározása

Az uránérc bányászata

A sugárzások és az anyag fizikai kölcsönhatásai

MAGFIZIKA. Egy elem jellemzője, kémiai tulajdonságainak meghatározója a protonok száma, azaz a rendszám.

CFX számítások a BME NTI-ben

ÜZEMLÁTOGATÁS AZ MTA CSILLEBÉRCI TELEPHELYÉN

A xenonkoncentráció változásának vizsgálata homogén reaktor esetében

A természetes radioaktív sugárzás

Aktuális CFD projektek a BME NTI-ben

Aktív zóna: A reaktornak az a térfogata, melyben a láncreakció végbemegy.

Mit értünk a termikus neutronok fogalma alatt? Becsüljük meg a sebességüket 27 o C hőmérsékleten!

Kémia azatomerőművekben. és azuránbányákban, és a hulladéktemetőkben, és...

Nukleáris energetika. Kérdések 2015 tavaszi félév

A természetes uránnak csak 0.71%-a 235-ös izotóp, a többi 238-as, amely termikus neutronokkal nem hasítható

A nagy aktivitású leszerelési és üzemviteli hulladékok végleges elhelyezése

A NUKLEÁRIS ÜZEMANYAGCIKLUS LEZÁRÁSÁNAK LEHETŐSÉGEI

AZ ENERGETIKA AKTUÁLIS KÉRDÉSEI II.

Gamma-röntgen spektrométer és eljárás kifejlesztése anyagok elemi összetétele és izotópszelektív radioaktivitása egyidejű elemzésére

ALLEGRO gázhűtésű gyorsreaktor CATHARE termohidraulikai rendszerkódú számításai

Az atomerőművek technikai fejlődése, és generációik

Harmadik generációs atomerőművek és Paks 2

Atomenergetikai alapismeretek

Paks déli részén a 6-os számú főút és a Duna között. Ennek oka: Az atomerőmű működéséhez nagy mennyiségű víz szükséges, amit a Dunából vesznek.

Reaktorfizikai feladatok

MELLÉKLET. a következőhöz: A Bizottság felhatalmazáson alapuló rendelete

A környezetgazdálkodás alapjai. III. évf. Földrajz BSC. Ballabás Gábor

3. Előadás Molnár Zsuzsa Radanal

SUGÁRVÉDELMI HELYZET 2003-BAN

A leggyakrabban használt nukleáris és technológiai fogalmak. Kisokos

Környezetbarát elektromos energia az atomerőműből. Pécsi Zsolt Paks, november 24.

Magfizikai alapismeretek

Az atomenergiáról egyszerűen: az atomerőművek működése, típusaik és jövőjük

Egyéb reaktortípusok. Atomerőművi technológiák. Boros Ildikó BME NTI

Atomerőművek felépítése, tervezése

Új típusú fűtőelemek vízhűtésű reaktorokhoz

Nukleáris képzés vietnami szakembereknek Magyarországon (HUVINETT)

Atomerőművek. Záróvizsga tételek

Fukusima: mi történt és mi várható? Kulacsy Katalin MTA KFKI Atomenergia Kutatóintézet

Energetika II. (BMEGEENAEE4) házi feladat

Nukleáris energiatermelés

SUGÁRVÉDELMI EREDMÉNYEK 2014-BEN

Atomenergetika Erőművek felépítése

ATOMERÔMÛVI HULLADÉKOK KEZELÉSE 1. RÉSZ Fábián Margit MTA Energiatudományi Kutatóközpont

Detektorfejlesztés a késő neutron kibocsájtás jelenségének szisztematikus vizsgálatához. Kiss Gábor MTA Atomki és RIKEN Nishina Center

Látogatás egy reprocesszáló üzemben. Nagy Péter. Hajdúszoboszló, ELFT Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam,

PÉCSI TUDOMÁNYEGYETEM TERMÉSZETTUDOMÁNYI KAR KÖRNYEZETTUDOMÁNYI INTÉZET

A paksi kapacitás-fenntartási projekt bemutatása

Dél-dunántúli Környezetvédelmi és Természetvédelmi Felügyelőség

Nukleáris energetikus Környezetvédelmi technikus

Mini Atomerőművek. Dr. Rácz Ervin. Óbudai Egyetem, Kandó Kálmán Villamosmérnöki Kar, Villamosenergetikai Intézet

Aktiválódás-számítások a Paksi Atomerőmű leszerelési tervéhez

RADIOKÉMIA. László Krisztina, F ép. I. lh., I. emelet, 135

A legújabb orosz atomerőművi szabályozások alkalmazási lehetőségeinek értékelése. Tóth András

I. Az anyagszerkezetről alkotott kép változása Ókori görög filozófusok régi kérdése: Miből vannak a testek? Meddig osztható az anyag?

ALLEGRO: gázhűtésű gyorsreaktor Közép-Európában. Czifrus Szabolcs BME Nukleáris Technikai Intézet

RADIOAKTÍV HULLADÉK; OSZTÁLYOZÁS, KEZELÉS ÉS ELHELYEZÉS. (Dr. Kanyár Béla, SE Sugárvédelmi Szolgálat)

A Paksi Atomerőműben végrehajtott teljesítménynövelés

Nukleáris üzemanyagciklus. Az urán útja a bányától a reprocesszálásig

Julius Filo, Jan Trnkusz, Vincent Polak Atomerőmüvi Tudományos Kutató Intézet Jaslovske Bohunice, CsSzSzK

Csernobili látogatás 2017

Átírás:

Atomenergetikai alapismeretek 5/2. előadás: Atomreaktorok Prof. Dr. Aszódi Attila Egyetemi tanár, BME Nukleáris Technikai Intézet Budapest, 2019. március 5. Hasadás, láncreakció U-235: termikus neutronok hatására a mag hasadása következhet be Átlagosan hasadásonként 2,4 új gyors neutron keletkezik A neutronokat rugalmas ütközésekkel le lehet lassítani, így kis dúsítás mellett is nagyobb arányban képesek további hasadásokat kiváltani Láncreakció Hasadások sorozata önfenntartóvá válik Sokszorozási tényező: k eff =újabb hasadások száma/elhasadt magok száma Kritikus (k eff =1), szubkritikus (k eff <1), szuperkritikus láncreakció (k eff >1) Forrás: npp.hu, NRC 2

Emlékezzenek a reaktorfizikából tanultakra! 2019.03.05. Prof. Dr. Aszódi Attila 3 Forrás: Dr. Szieberth Máté előadása Emlékezzenek a reaktorfizikából tanultakra! 2019.03.05. Prof. Dr. Aszódi Attila 4 Forrás: Dr. Szieberth Máté előadása

Hasadás, láncreakció Neutronok lehetséges sorsa Rugalmas ütközés (lassulás) Abszorpció (elnyelődés) Kiszökés Új hasadás kiváltása Termikus atomreaktor fő összetevői Üzemanyag (hasadóanyag): általában U vagy Pu (vagy MOX) A természetes urán főbb izotópjai: 99.3 %-a 238-as, 0.7 %-a 235-ös izotóp Dúsítás szükséges (3-5% U-235 arány) Moderátor jó lassítóképességű és kis befogási hatáskeresztmetszetű anyag (H 2 O, D 2 O, C) Reflektor (anyaga sokszor, de nem mindig azonos a moderátoréval) Mérőrendszerek Reaktivitás-szabályozás neutronelnyelő anyag (B, Cd) Hűtés (H 2 O, D 2 O, CO 2, He) Sugárvédelem (beton, víz, bórsav, stb.) reflektor Forrás: Paksi Atomerőmű, NRC 5 Indítsunk reaktort! szabályozó és BV rudak fűtőelemek Neutronfluxus és teljesítmény reaktor_indit_1.avi Kerntechnische Gesellschaft H.-M. Prasser, 2003 (NuclearReactor_1_2.exe -- www.ktg-sachsen.de) reaktor_indit_2.avi 2019.03.05. Prof. Dr. Aszódi Attila 6

A legelső atomreaktorok - Oklo U-235 izotóparánya a természetes uránban: 0,72% Gabon, Oklo uránbánya: U-235 izotóparánya csak 0,717% Ok: 2 milliárd évvel ezelőtt 17 természetes reaktor üzemelt a területen, akár 1 millió éven keresztül! A természetes reaktorok kialakulását az 50-es években Paul Kuroda már felvetette Forrás: Scientific American Magas urántartalmú és megfelelő kiterjedésű, geometriájú érctömeg Megfelelő U-235 tartalom Megfelelő moderátor anyag elérhetősége Ne legyen neutron-abszorbens anyag (ezüst, bór) a reaktor környékén Forrás: extremetech.com 7 A legelső atomreaktorok A hasadások akkor kezdődhettek, amikor a homokkőben az urán koncentrációja elérte a 10%-ot, kb. 3%-os U-235 izotóparány mellett Moderátor: talajvíz, ami beszivárgott a porózus, urántartalmú kőzetbe homogén reaktor A reaktorok több százezer évig működhettek, feltehetően periodikusan (moderátor elforrása miatt), néhány órás periódusokban, megszaladás nélkül automatikus szabályozását a moderátor elforrása valósította meg A reaktorok az U-235 szegényedése miatt álltak le végleg A 17 reaktor közül 16-ot kitermeltek - Oklo 8

Kvázi zéró (2 W) névleges teljesítményű oktatóreaktor, Drezda, Németország Előnyök: elhanyagolható hőteljesítmény, elhanyagolható kiégés, elhanyagolható hőmérsékleti- és teljesítmény-effektus Hátrányok: elhanyagolható hőteljesítmény, kis neutronfluxus, korlátozott felhasználhatóság 9 Forrás: AA saját fotó 2019.03.05. 10 Prof. Dr. Aszódi Attila Forrás: AA saját fotó

Hengeres aktív zóna, 250 mm átmérő, kritikus magasság 275 mm, különböző vastagságú kör alapterületű lemezekből összeállítva. Üzemanyag-lemezek <20% dúsítású UO 2 és polyethylen moderátor homogén keverékéből. Az aktív zónában összesen 794 g U-235. Maximális állandósult teljesítmény 2 Watt. Reaktor szabályozása három kombinált szabályozóés biztonságvédelmi (SZBV) rúd segítségével (anyaguk kadmium). Reaktorindítás Am-Be-neutronforrás (2,2 10 6 s -1 ) segítségével. Zóna körül grafit reflektor. A két zónafél egy-egy alumínium tartályban található. A teljes zóna egy további tartályban, amelyben depressziót tartanak az ellenőrizetlen kibocsátás elkerülése érdekében. Zóna körül 75 cm vastagságú nehézbeton árnyékolás. Zóna két félből, indításkor az alsó zónafelet megemelik. SZBV működéskor az SZBV rudak és az alsó zónafél is gravitációsan leesnek. Forrás: https://tu-dresden.de/ing/maschinenwesen/iet/wket/ausbildungskernreaktor-akr-2/anlagenbeschreibung 11 Forrás: https://tu-dresden.de/ing/maschinenwesen/iet/wket/ausbildungskernreaktor-akr-2/anlagenbeschreibung 12 Forrás: AA saját fotó

13 Forrás: AA saját fotó Moderációs jellemzők Moderátor jellemző 1 H H 2 O D D 2 O Be C 238 U α 0-0,111-0,640 0,716 0,983 µ 0 0,667-0,333-0,074 0,055 0,003 ξ 0 1 1 0,725 0,725 0,209 0,158 0,00838 Ütközések száma 18,2 18,2 25 25 87,1 114 2172 M I =ξ 0 Σ es 0,002 3,27 0,00027 0,256 0,18 0,06 0,042 1/M I 500 0,247 3690 3,91 5,53 16,7 - γ 118 149 10900 7760 146 234 0,16 Forrás: Dr. Csom Gyula: Atomerőművek üzemtana 1. kötet 14 Felhasznált forrás: Babcsány Boglárka korábbi előadásai

Heterogén atomreaktorok felépítése üzemanyag (U, UO 2, MOX, UC) moderátor (H 2 O, D 2 O, grafit) termikus reaktorban, feladata a neutronok lassítása hűtőközeg (H 2 O, D 2 O, CO 2, He, folyékony fém) reflektor reaktivitást kompenzáló, illetve szabályozó elemek in-core mérő- és ellenőrző rendszerek egyéb szerkezeti elemek, tartólemezek, rácsok 15 Felhasznált forrás: Babcsány Boglárka, Aszódi Attila korábbi előadásai Heterogén atomreaktorok felépítése Nyugati PWR üzemanyag távtartók pasztilla burkolat üzemanyag vezetőcső mérőcső 16 Felhasznált forrás: Babcsány Boglárka korábbi előadásai

Heterogén atomreaktorok felépítése VVER üzemanyag 17 Felhasznált forrás: Babcsány Boglárka korábbi előadásai