A tudomány az atomenergiában, az atomenergia Magyarországon

A 2. világháború után

A tudomány az atomenergiában, az atomenergia Magyarországon Dr. Aszódi Attila igazgató, BME Nukleáris Technikai Intézet elnök, MTA Energetikai Bizottság

Atomenergiáról – mindenkinek Magyar Tudományos Akadémia 2009. november 24. OAH - TIT, MTA, 2009.11.24.

Dr. Aszódi Attila, BME NTI

1

MTA Központi Fizikai Kutató Intézet


OAH - TIT, MTA, 2009.11.24.


2

Szalay Sándor és a mecseki urán • 1949-ben kezdeményezte Szalay Sándor professzor Magyarországon az urán kutatást. • Az urándúsulás mechanizmusát 195051-ben meg is magyarázta, és ennek köszönhetıen a Mecsekben hamarosan a kitermelhetı uránt is megtalálják • Szalay Sándor sikeres kutatási eredményeinek köszönhetıen 1954-ben kutató intézetet alapíthat, mely késıbb MTA Atommagkutató Intézete néven lesz ismert • Ebbıl az idıbıl származik az egyik legismertebb debreceni felfedezés: a neutrínó visszalökı hatásának publikációja

• Az MTA KFKI 1950. szeptember 1-én kezdte meg hivatalos mőködését • Célja: A magyar fizikának a többi tudományágéhoz képest is nagyobb elmaradottságból való kiemelése volt. • Elsı igazgatója: Kovács István atomfizikus • Magyarországon nem folyt atomfegyver-kutatás

OAH - TIT, MTA, 2009.11.24.

• Hirosima 1945. augusztus 6. • A második világháború után, az atombomba és a radar megjelenésének hatására a politikusok felismerték a fizika fontosságát. • A 3. világháborútól való félelem – sürgıs intézkedések • Az 1949 elsı ötéves terv: 177,5 millió Ft beruházást irányzott elı tudományos kutatóintézetek létesítésére és bıvítésére • A teljes keret 40 százalékát a KFKI felépítésére és felszerelésére szánták.

3

OAH - TIT, MTA, 2009.11.24.


4

Simonyi Károly és az elsı gyorsító

KFKI Kutatóreaktor építése

• 1951. december 22: Magyarországon elıször végeztek mesterségesen gyorsított elemi részecskékkel atommag-átalakítást • A gyorsító a Mőegyetem soproni Bánya-, Kohó- és Erdımérnöki Karának elektrotechnika tanszékén épült • Simonyi Károly professzor irányította az építést • 1952-ben megalakult a KFKI atomfizikai osztálya Simonyi Károly vezetésével, a berendezés a KFKI-ba került, ahol átépítés után elektrongyorsítóként 1962-ig mőködött. • Jelenleg az ELTE TTK épületében van kiállítva. OAH - TIT, MTA, 2009.11.24.


• 1956 után a KFKI-ban az alapkutatások mellett elıtérbe kerültek az alkalmazott kutatások, sıt a nyugati embargó hatásainak csökkentése céljából a technológiai fejlesztések és a gyártás is. • Az alapkutatások azonban mindig jelentıs súllyal szerepeltek a részecskefizika, magfizika, optika, szilárdtestfizika, anyagtudomány, őrkutatás stb. területén. • 1956-ban kormánydöntés alapján Pál Lénárd vezetésével kezdték építeni a kísérleti reaktort

5

KFKI Kutatóreaktor



6

Atomerımő és oktatóreaktor gondolata

• 1959 március 29-én helyezték üzembe a KFKI reaktorát • Szovjet tervek szerint, a Szovjetunió szállította, és szovjet szakemberek vezetésével építették fel • A BKR, úgynevezett tartály típusú, könnyő vízzel moderált és hőtött kutatóreaktor. Eredeti hıteljesítménye 2 MW volt. • 1959-ben az MTA és az OAB elnöksége jóváhagyta a KFKI feladatának új megfogalmazását: „Alap- és alkalmazott kutatások folytatása általában a kísérleti fizika és különösen az atomenergia békés felhasználásával kapcsolatos fizikai, kémiai és mőszaki tudományok területén.”

OAH - TIT, MTA, 2009.11.24.

OAH - TIT, MTA, 2009.11.24.

• Hazánk energiahordozó-szegénységi problémáját felismerve számos mérnök, energetikus kezdett foglalkozni egy lehetséges atomerımő gondolatával • 1961-ben megkezdıdött az energetikai szakemberek atomenergia szakirányú továbbképzése 2 éves tanfolyamok keretében, a KFKI közremőködésével a BME Hıerımővek Tanszéken Lévai András prof. vezetésével. • Felmerül az igény egy oktatóreaktorra • KFKI munkatársai 1961-ben készítették el a terveket, de 61-tıl 64/65-ig Magyarországon az az irányelv érvényesült, hogy a hazai energiafogyasztást a fosszilis hordozókra kell inkább alapozni. Nincs szükség atomerımőre. Ez néhány évre visszavettette az atomenergiai kutatásokat. • 1962-ben Dr. Lévai András professzor lesz az energetikáért felelıs nehézipari miniszter-helyettes, neki köszönhetıen újra pozitív a politika hozzáállása az atomerımővekhez. • Késıbb az 1973-as olajválság adja meg az újabb lendületet az atomerımő felépítésének. 7

OAH - TIT, MTA, 2009.11.24.


8

Lézerkutatások

MTA ATOMKI, Debrecen • 1971: MTA ATOMKI új gyorsítója:

• 1963. december 6-án a KFKI Fizikai-optikai Laboratóriumban mőködni kezdett az elsı lézer Magyarországon • Infravörös fényt sugárzó hélium-neon gázlézer.

OAH - TIT, MTA, 2009.11.24.


5 MV-os Van de Graaff részecskegyorsító Ionválaszték: H+, 3He+, 4He+, C+, N+, O+ Berendezések: macroPIXE, pásztázó nukleáris mikroszonda, elektronspektrométer, magfizikai mérıhely

9

OAH - TIT, MTA, 2009.11.24.

1971 – BME oktatóreaktor avatása •

•

•

•

• Dr. Aszódi Attila, BME NTI

10

KFKI ZR-6 kísérletek •

OAH - TIT, MTA, 2009.11.24.


11

7 KGST ország 1971-ben Ideiglenes Nemzetközi Kutató Kollektíva alapításáról döntött, a kollektíva a KFKI-ban dolgozik, itt építik fel a ZR-6 modellrektort. A kollektíva feladata, hogy pontos reaktorfizikai adatokat ("benchmark") szolgáltasson az erımővi VVER reaktorok tervezéséhez és üzemeltetéséhez és segítsen a VVER- 1000 reaktorra jellemzı jelenségek megértésében. 1972. november 28-án volt az elsı kritikussági kísérlet. A mérési programban Szatmáry Zoltán és Gadó János játszották a legfontosabb szerepet. 1990. november 27-én a ZR-6 kritikus rendszer tudományos tanácsa befejezettnek nyilvánította a programot, a reaktort 1991-ben leszerelték. 1972. és 1990. között 335 különbözı zónakonfiguráción kb. 8000 nukleáris üzemórán keresztül 15 féle méréstípuson közel 60 külföldi és magyar kutató dolgozott a reaktoron. A kutatói közösség AER néven ma is mőködik.

OAH - TIT, MTA, 2009.11.24.


12

Magyar doziméter az őrben • KFKI:1978-ban Fehér István vezetésével érzékeny, széles méréshatárú termolumineszcens dózismérıt és fedélzeti mérésre alkalmas kismérető, kompakt termolumineszcens dózismérı kiértékelıt fejlesztettek, a Pille volt az elsı, a fedélzeten kiolvasható doziméter. • A 90-es évektıl a Pille újabb változatát sikeresen használják a NASA és az ESA őrhajósai a MIR őrállomáson is. • A PILLE földi, telepes változatát a paksi atomerımőben standard mőszerként használják.

Fúziós kutatások kezdete • 1979 kismérető TOKAMAK-ot telepítettek a KFKI-ba is egy kismérető TOKAMAK, elsısorban plazmadiagnosztikai célokra, a mérési módszerek kipróbálására és fejlesztésére. • A TOKAMAK berendezést a Kurcsatov Intézet szállította, és üzembe helyezte. • 1997-ben szerelték le.

Farkas Bertalan a magyar fejlesztéső Pille ’79 sugárdóziskiolvasó készülékkel a Szaljut-6 őrállomás fedélzetén

A Pille ma OAH - TIT, MTA, 2009.11.24.


13

OAH - TIT, MTA, 2009.11.24.

Paksi Atomerımő


14

A 80-as évek • 1985-ben átadták a KFKI AEKI-ben kidolgozott VERONA reaktormonitorozó rendszert a paksi atomerımő 1. és 2. blokkjánál. Hasonló, továbbfejlesztett rendszerek mőködnek 1986-tól a 3. és 1987-tıl a 4. blokknál. • 1985 óta mőködik a KFKI AEKI-ben a Paksi Modellkísérlet (PMK) kísérleti berendezés, a paksi atomerımő primerkörének termohidraulikai modellje. • 1989. márciusában átadták a paksi atomerımő teljes léptékő tréning szimulátorát.

• 1982. december 14-én 21 óra 45 perckor életre kelt hazánk elsı energiatermelı reaktorblokkja, mely két héttel késıbb már az országos hálózatra csatlakoztatva termelte az áramot • A 4. blokk 1987-ben kezdi meg a termelést

OAH - TIT, MTA, 2009.11.24.


15

OAH - TIT, MTA, 2009.11.24.


16

A 90-es évek

Napjainkban

• 1992. január 1-én az MTA Központi Fizikai Kutató Intézet (KFKI) átalakul és belıle jogilag önálló, pénzügyileg független intézetek válnak ki:

•

•

• •

– KFKI Anyagtudományi Kutató Intézet (ATKI), – KFKI Atomenergia Kutató Intézet (AEKI), – KFKI Mérés- és Számítástechnikai Kutató Intézet (MSZKI), – KFKI Részecske- és Magfizikai Kutató Intézet (RMKI), – KFKI Szilárdtestfizikai Kutató Intézet (SZFKI). Az AEKI legnagyobb feladata a paksi atomerımő biztonságának újraértékelésére szolgáló AGNES projekt. Az 1991-94 között zajlott országos fontosságú projektben, amelyet az OAH kezdeményezett, az AEKI a VEIKI és az ERİTERV, valamint a Paksi Atomerımő Rt. munkatársainak a közremőködésével és jelentıs nyugati cégek bevonásával hajtotta végre. A KFKI felújított, immár10 MW-os reaktora 1993 novemberében kapta meg az üzemeltetési engedélyt.

OAH - TIT, MTA, 2009.11.24.


• • • •

17



18

– Fizikus BSc & MSc – Energetikai mérnök BSc & MSc (atomenergetika szakirány) – Átoktatás: vegyészkar, ELTE – Külföldi diákok, NAÜ ösztöndíjasok – Látogatócsoportok: évente ~2000-3000 fı (fıként középiskolások) – Kutatás rendkívül fontos – eredmények közvetlenül hasznosulnak az oktatásban

Országos oktatási feladatok a nukleáris tudományban Nagy értékő oktatóreaktor a kísérletes oktatáshoz Medence típusú reaktor, könnyővíz hőtéső és moderálású 10% dúsítású üzemanyag 100 kW névleges teljesítmény 1971 óta üzemel

OAH - TIT, MTA, 2009.11.24.

OAH - TIT, MTA, 2009.11.24.

BME NTI Oktatás

BME Nukleáris Technikai Intézet • • • • • •

A KFKI Kutatóreaktor és a BME Oktatóreaktor eredményesen mőködik. Magyarország az atomenergiát alkalmazó 30 ország egyike. Folyamatos munka a meglévı reaktorok biztonságnövelésén. Aktív közremőködés a fúziós energiatermelés nemzetközi fejlesztésében (ITER). Magyar részétel a 4. generációs atomerımővek fejlesztésében. Magyar részvétel több Európai Uniós kutatási programban. Kutatási nagyberendezés az elmúlt 2 évtizedben hazánkban nem épült.

19

OAH - TIT, MTA, 2009.11.24.


20

Pozitron-emissziós tomográfia (PET)

Modern számítógépi technológiák (GPU)

• Részecskegyorsító (tipikusan ciklotron) szükséges a pozitron-sugárzó izotópok elıállításához • Itthon Debrecenben, Kecskeméten, Budapesten mőködik PET berendezés

OAH - TIT, MTA, 2009.11.24.


21

OAH - TIT, MTA, 2009.11.24.


22

3D Monte Carlo PET rekonstrukció GPU-n

A fizikatanítás eredményessége a közoktatásban

Forrás: BME, SE, Mediso (jelenleg futó NKTH kutatási projekt) OAH - TIT, MTA, 2009.11.24.


23

OAH - TIT, MTA, 2009.11.24.


24

Energetikai mérnök elsı beiskolázott évfolyam hallgatói

A fizikatanítás eredményessége a közoktatásban

Összes felvett hallgató a 2005/2006-os félévben 66 fı volt, ebbıl elbocsátott 31 fı (jellemzıen a 2. félév után).

• Mérnöki szakokon alapvetı követelmény a fizika alkalmazásszintő, jó ismerete • Természettudományos képzési területen dolgozó egyetemi oktatók benyomása az elmúlt években: a hallgatók fizika és matematika tudása lényegesen elmarad a korábban megszokott szinttıl.

AA2005/2006 tanévben felvettek 2005/2006 tavévben felvettek (azon 35 fı sorsa, akik nem buktak ki) 3; 9%

8; 23%

24; 68%

Aktív OAH - TIT, MTA, 2009.11.24.


25

OAH - TIT, MTA, 2009.11.24.

Diplomát szerzett Dr. Aszódi Attila, BME NTI

Passzív 26

Eredmények

A felmérı dolgozat • Elsısorban a középiskolai tudásanyag meglétét vizsgálta (nem PISA-szemlélető felmérés) • Különbözı szintő és jellegő feladatok (teszt, indoklás, vizsgálati módszer, számítás) • Elérhetı maximális pontszám: 50 • 6 oktatási intézményben 1324 beiratkozó diák írta meg a dolgozatot 2008 szeptemberében a regisztrációs héten • • • • • •

BME Természettudományi Kar BME Villamosmérnöki és Informatikai Kar Debreceni Egyetem Mőszaki Kar Eötvös Loránd Tudományegyetem Természettudományi Kar Kecskeméti Fıiskola GAMF Kar Nyíregyházi Fıiskola Mőszaki és Mezıgazdasági Fıiskolai Kar

• Ebbıl 142 fı a BME TTK és az ELTE TTK fizika BSc szakjaira jelentkezett (közülük került ki a tanulmányi versenyeken résztvevık zöme) Forrás: Radnóti K., ELTE, Pipek J., BME, 2008

OAH - TIT, MTA, 2009.11.24.


27

• Gyengén sikerült (teljesítési átlag: 30%). • A hallgatók 83%-a (!) nem érte el az 50%-ot várható, hogy ık nem tudják teljesíteni az elsı félévet sem. OAH - TIT, MTA, 2009.11.24.


Forrás: Radnóti K., ELTE, Pipek J., BME, 2008 28

Az érettségi szintjének összefüggése a teljesítési aránnyal A fizikából érettségizettek aránya az 1324 fıbıl

OAH - TIT, MTA, 2009.11.24.

Az érettségi szintjének összefüggése a teljesítési aránnyal

Az érettségi és a dolgozatok teljesítési szintje közötti összefüggés



OAH - TIT, MTA, 2009.11.24.

A dolgozatok eredményei a felvételi pontszámok tükrében



A legfontosabb ajánlások

• Alacsony felvételi pontszámú hallgatónak nincs esélye elfogadható szintő dolgozatot írni. • Megmutatkoznak a felvételi rendszer visszásságai: – a pontszámok kialakításának minden résztvevıje egy irányban érdekelt, – tarthatatlan a minimális ponthatár alacsony szintje. OAH - TIT, MTA, 2009.11.24.



• A természettudományos tárgyak óraszámának növelése a középiskolában, reálosztályok bevezetése. Több kísérlet, gyakorlati oktatás. • A matematika mellett még egy természettudományos tárgyból (biológia, fizika, földrajz vagy kémia) érettségi vizsga elıírása. • Az emeltszintő érettségi megkövetelése az egyetemi felvételhez. • A biológia, fizika, földrajz, kémia tanári pályák népszerősítése, ösztöndíjak bevezetése. OAH - TIT, MTA, 2009.11.24.


32

Új diplomások iránti igény

Tessék természettudományokat és mőszaki tudományokat tanulni!!!!!!!!

• A modern társadalom jólétét az ipar tudja megteremteni! • Rengeteg fejlesztés, sok megoldandó kérdés (klímaváltozás, ellátásbiztonság, importfüggıség, gazdaságosság) az energetikában. • Nagy nemzetközi energetikai cégek, pl. a francia AREVA és EdF, a belga Suez, az amerikai GE és Westinghouse cégek egyenként körülbelül évi 500500 új mérnököt terveznek felvenni a következı 10 évben, ami összesen 2025.000 fı fiatal mőszaki szakembert igényel egy évtized alatt! • Felméréseink szerint a hazai energetikában 10 év alatt kb. 1200 mőszaki diplomás (BSc+MSc) szakemberre lesz szükség. • Finnországban az új blokk építésrıl szóló döntés óta kb. megtízszerezıdött a nukleáris energetikát tanuló egyetemi hallgatók száma! • Az új magyar atomerımővi blokkok építése és a meglévık üzemidıhosszabbítása további hazai szakemberigény-növekedést okoz!

www.reak.bme.hu/aszodi

Köszönöm a figyelmet! OAH - TIT, MTA, 2009.11.24.


33

OAH - TIT, MTA, 2009.11.24.


34

A tudomány az atomenergiában, az atomenergia Magyarországon

Recommend Documents