A Nukleáris Technikai Intézet és az atomenergetikai képzések Budapest, 2012. április 24. A BME NTI Atomtörvény adta országos oktatási feladatok Az intézet két tanszékből áll: Nukleáris Technika Tanszék (~25 fő) Atomenergetika Tanszék (~45 fő) nagy értékű oktatóreaktor a kísérletes oktatáshoz oktatási és kutatási célú reaktor (100 kw), 1971 óta üzemel Dr. Aszódi Attila igazgató, BME Nukleáris Technikai Intézet Dr. Aszódi Attila, BME NTI 2 Oktatás: Fizikus BSc & MSc A BME NTI Energetikai mérnök BSc & MSc (atomenergetika szakirány) Átoktatás: vegyész, ELTE Külföldi diákok, NAÜ ösztöndíjasok Látogatócsoportok: évente ~1000-3000 fő Fizikus MSc Orvosi fizika szakirány Célcsoport Kórházi radiológiai terápiás központok Kórházi radio-diagnosztikai központok Orvosi műszer fejlesztő és forgalmazó cégek Dr. Aszódi Attila, BME NTI 3 Dr. Aszódi Attila, BME NTI 4
A Gépészmérnöki Kar energetikai mérnök BSc képzésében oktatott tárgyaink Mag- és neutronfizika Atomenergetikai alapismeretek Reaktorfizika mérnököknek Atomerőművek termohidraulikája Reaktortechnika Atomerőművek Nukleáris méréstechnika Környezeti sugárvédelem Atomreaktorok üzemtana Laboratóriumi mérések 1. Laboratóriumi mérések 2. Radioanalitika Radioaktívhulladék-gazdálkodás Nukleáris elektronika Atomerőművi anyagvizsgálatok Nukleáris biztonság Atomenergia-rendszerek Üzemi mérések és diagnosztika Speciális laboratórium AE Dr. Aszódi Attila, BME NTI 5 Termohidraulikai, biztonsági elemzések 1D rendszerelemzések VVER-440 APROS modell részletes technológiai és irányítástechnikai modell); súlyos baleseti kódfejlesztés zajlik a finn VTT és az NTI együttműködésében EU-6 SARNET projekt, súlyos baleseti kódfejlesztés (ASTEC) Biztonsági elemzések módszertani vizsgálata A Gépészmérnöki Kar energetikai mérnök MSc képzésében oktatott tárgyaink Atomerőművi üzemzavar-elemzések Radioaktív hulladékok biztonsága Reaktorszabályozás és műszerezés Reaktortechnika Nukleáris mérések Tervezési feladat Korszerű nukleáris energiatermelés Radioaktív anyagok terjedése Környezeti sugárvédelem Modern műszaki diagnosztikai módszerek Atomerőművi m kémia CFD módszerek és alkalmazások Fúziós energiatermelés Nukleáris elektronika Atomerőművek üzemtana Dr. Aszódi Attila, BME NTI 6 Atomerőművi üzemanyag kazetta 3D termohidraulikai elemzése Dr. Aszódi Attila, BME NTI 7 Dr. Aszódi Attila, BME NTI 8
Atomerőművi reaktortartály 3D termohidraulikai elemzése Termohidraulikai, biztonsági elemzések Dr. Aszódi Attila, BME NTI 9 Dr. Aszódi Attila, BME NTI 10 Termohidraulika hőmérsékleti rétegződések Üzemanyag pálca kísérlet Dr. Aszódi Attila, BME NTI 11 Dr. Aszódi Attila, BME NTI 12 12
Research at Training Reactor, Hungary Monte-Carlo Analysis PGET Passive Gamma Emission Tomography Exploided view of the prototype Spent Fuel Measurement Detector Head The spent fuel assembly to be measured is inside the hole. melegági csonkok hajtások védőcsövei melegági csonkok hidegági csonkok hajtások védőcsövei bóros száraz keverék nehézbeton könnyűbeton bóros száraz keverék nehézbeton hidegági csonkok reaktortartály hővédelem könnyűbeton zónakosár reaktortartály vasbeton kosár alsó rácslemez fékezőcsövek és védőcsövek zónakosár hengerpalástja kavicsbeton fékezőcsövek/ védőcsövek hengerpalástja perforált elliptikus fenék perforált elliptikus fenék Dr. Aszódi Attila, BME NTI 13 Dr. Aszódi Attila, BME NTI 14 XRF X-Ray Fluorescence Analysis Szaloki I, Osan J, Van Grieken RE, X-ray spectrometry, Analytical Chemistry, 78, 4069-4096, 2006. 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% Dr. Aszódi Attila, BME NTI 15 Dr. Aszódi Attila, BME NTI 16
Gázhűtésű gyorsreaktor ALLEGRO projekt a régióban! 17 Dr. Aszódi Attila, BME NTI Szimulációs programok fejlesztése Olvadt sós reaktorok Molten Salt Reactor -- MSR Hűtőközeg és üzemanyag: U/Pufluorid tartalmú sóolvadék, Th fertilis anyaggal, zárt üzemanyagciklus! Elektromos teljesítmény: 1000 MW Hűtőközeg hőmérséklet: 565-850 C Sóolvadék gőze nagyon alacsony nyomású. Elektromos áram és hidrogéntermelés egyaránt. Jó konverziós tényező. Alkalmas aktinidák átalakítására, transzmutációra. Dr. Aszódi Attila, BME NTI 18 Fúziós erőmű fejlesztési lépései Nagy tapasztalatok PC alapú szimulációs programok fejlesztésében Közreműködőket keresünk új atomerőművi szimulációs rendszerek és egy oktatóreaktor szimulátor fejlesztéséhez. 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. Dr. Aszódi Attila, BME NTI 19 Dr. Aszódi Attila, BME NTI 20
Héliummal hűtött kavicságyas teszt köpeny elem (TBM) MF2 Grid Cap Első fal 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 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 Plazma Dr. Aszódi Attila, BME NTI 21 Dr. Aszódi Attila, BME NTI 22 HETRA kísérlet HETRA: HEat TRAnsfer A kísérlet célja: szimulációval kapott hőátadási tényezők validálása, az első falban kialakuló hőmérsékletmező meghatározása CFD számításokkal kapott eredmények Hőmérséklet-eloszlás a HETRA egy keresztmetszetében valamint a termoelemek furatainak hőmérsékleteloszlásra gyakorolt hatása. A mérések megkezdése előtt 3D-s modell építése és CFD szimulációk elvégzése szükséges. kerámiahevítő első fal réz A hűtőcsatornában kialakuló áramlás jól szemléltethető az áramvonalakkal. szigetelés
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. Dr. Aszódi Attila, BME NTI 25 3. generációs atomerőmű építése Pakson AP1000, 1000 MW EPR, 1600 MW? AES-92/AES-2006, 1150 MW ATMEA1, 1000 MW Dr. Aszódi Attila, BME NTI 26 Paksi bővítés Dr. Aszódi Attila, BME NTI 27