A Nukleáris Technikai Intézet és az atomenergetikai képzések
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
Budapest, 2012. április 24. Dr. Aszódi Attila igazgató, BME Nukleáris Technikai Intézet Budapet, 2012. április 24.
• Oktatás:
Célcsoport
– Fizikus BSc & MSc – Energetikai mérnök BSc & MSc (atomenergetika szakirány) – Átoktatás: vegyész, ELTE – Külföldi diákok, NAÜ ösztöndíjasok – Látogatócsoportok: évente ~1000-3000 fő
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
2
Fizikus MSc Orvosi fizika szakirány
A BME NTI
Budapet, 2012. április 24.
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
– Kórházi radiológiai terápiás központok – Kórházi radio-diagnosztikai központok – Orvosi műszer fejlesztő és forgalmazó cégek
3
Budapet, 2012. április 24.
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 Budapet, 2012. április 24. Dr. Aszódi Attila, BME NTI
A Gépészmérnöki Kar energetikai mérnök MSc képzésében oktatott tárgyaink
5
Termohidraulikai, biztonsági elemzések • 1D rendszerelemzések
• • • • • •
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 kémia CFD módszerek és alkalmazások Fúziós energiatermelés Nukleáris elektronika Atomerőművek üzemtana
Budapet, 2012. április 24.
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
6
Atomerőművi üzemanyag kazetta 3D termohidraulikai elemzése
– 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 Budapet, 2012. április 24.
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
7
Budapet, 2012. április 24.
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
8
Atomerőművi reaktortartály 3D termohidraulikai elemzése
Budapet, 2012. április 24.
Termohidraulikai, biztonsági elemzések
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
9
Budapet, 2012. április 24.
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
10
Üzemanyag pálca kísérlet
Termohidraulika – hőmérsékleti rétegződések
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
Budapet, 2012. április 24.
11
Budapet, 2012. április 24.
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
1212
PGET – Passive Gamma Emission Tomography
Research at Training Reactor, Hungary
Exploided view of the prototype Spent Fuel Measurement Detector Head The spent fuel assembly to be measured is inside the hole.
Monte-Carlo Analysis védőcsőblokk felső rácslemez
melegági csonkok
bóros száraz keverék szerpentines nehézbeton
hajtások védőcsövei
védőcsőblokk felső rácslemez
akna
melegági csonkok
hidegági csonkok
hajtások védőcsövei
bóros száraz keverék
szerpentines könnyűbeton
reaktortartály akna
hidegági csonkok
védőcsőblokk alsó rácslemez
hővédelem
zónakosár kosár alsó rácslemez
szerpentines könnyűbeton
fékezőcsőblokk alsó rácslemez
fékezőcsőblokk felső rácslemez fékezőcsövek/ védőcsövek
fékezőcsövek és védőcsövek vasbeton
védőcsőblokk alsó rácslemez
reaktortartály akna zónakosár hengerpalástja
fékezőcsőblokk felső rácslemez
fékezőcsőblokk hengerpalástja kavicsbeton
perforált elliptikus fenék
Budapet, 2012. április 24.
akna
szerpentines nehézbeton
fékezőcsőblokk alsó rácslemez
perforált elliptikus fenék
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
13
XRF – X-Ray Fluorescence Analysis
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
14
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%
Szaloki I, Osan J, Van Grieken RE , X-ray spectrometry, Analytical Chemistry, 78, 4069-4096, 2006. Budapet, 2012. április 24.
Budapet, 2012. április 24.
15
Budapet, 2012. április 24.
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
16
Gázhűtésű gyorsreaktor
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.
ALLEGRO projekt a régióban! 17 Budapet, 2012. április 24.
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
Budapet, 2012. április 24.
• Nagy tapasztalatok PC alapú szimulációs programok fejlesztésében • Közreműködőket keresünk új atomerőművi szimulációs rendszerek és egy oktatóreaktor szimulátor fejlesztéséhez. Dr. Aszódi Attila, BME NTI
18
Fúziós erőmű fejlesztési lépései
Szimulációs programok fejlesztése
Budapet, 2012. április 24.
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
19
• 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.
Budapet, 2012. április 24.
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
20
Héliummal hűtött kavicságyas teszt köpeny elem (TBM)
Az ITER első fal hűtésének szimulációja és a mérések előkészítése
MF2 Grid
Első fal szerepe: - elhatárolja a teszt köpeny modult (TBM) a plazmától - a TBM hőmérsékletét a megengedhető maximális érték alatt tartja
Cap
A hűtőközeg: 80 bar nyomású, 300 oC hőmérsékletű hélium
Első fal
MF3 Szaporító elem
Köpenyelemek ⇒Trícium szaporítása lítium-neutron kölcsönhatásból ⇒Neutronok fűtése ⇒Hőelvitel, teljesítmény kicsatolása Budapet, 2012. április 24.
MF1
Plazma
⇒Első fal hűtése ⇒Felső, alsó lapok (CAP) hűtése ⇒A szaporító elemek hűtése a rács (GRID) segítségével Dr. Aszódi Attila, BME NTI
21
HETRA kísérlet
Budapet, 2012. április 24.
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
22
CFD számításokkal kapott eredmények
HETRA: HEat TRAnsfer A kísérlet célja: szimulációval kapott hőátadási tényezők validálása, az első falban kialakuló hőmérsékletmező meghatározása
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
A hűtőcsatornában kialakuló áramlás jól szemléltethető az áramvonalakkal.
réz
szigetelés
Paksi együttműködés
3. generációs atomerőmű építése Pakson
• 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. Budapet, 2012. április 24.
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
AP1000, 1000 MW
Dr. Aszódi Attila, BME NTI
AES-92/AES-2006, 1150 MW
EPR, 1600 MW 25
Paksi bővítés
Budapet, 2012. április 24.
?
27
Budapet, 2012. április 24.
ATMEA1, 1000 MW Dr. Aszódi Attila, BME NTI
26