|
| |
|
|
Experimentální studium pole neutronů v podkritickém urychlovačem řízeném jaderném reaktoru
Zeman, Miroslav ; Janda,, Jiří (oponent) ; Chudoba,, Petr (oponent) ; Katovský, Karel (vedoucí práce)
Tato disertační práce se zabývá ozařováním spalační sestavy složené z více než půl tuny přírodního uranu svazkem protonů o energii 660 MeV ve Spojeném ústavu jaderných výzkumů v Dubně. V obou případech byly napříč celou sestavou v horizontálních a vertikálních pozicích rozloženy prahové aktivační detektory (Al-27, Mn-55, Co-59 a In-nat), které byly aktivovány sekundárními neutrony produkovanými spalační reakcí. Aktivované terčíky byly měřeny a následně vyhodnocovány s pomocí jaderné gama-spektrometrie. V prahových detektorech byly analyzovány různé radionuklidy a byly určeny jejich hodnoty reakčních rychlostí. Z vypočítaných reakčních rychlostí byly určeny poměrné hodnoty pro ozařování sestavy obložené olovem a bez tohoto obložení. Následně bylo v jednotlivých pozicích spalační sestavy dopočítáno rozložení neutronového spektra generovaného uvnitř sestavy s využitím Co-59. Experimentálně získaná data byla porovnána se simulacemi provedenými metodou Monte Carlo pomocí kódu MCNPX 2.7.0.
|
|
|
Monitoring and Simulation of ADS Experimental Target Behaviour, Heat Generation, and Neutron Leakage
Svoboda, Josef ; Kliman,, Ján (oponent) ; Wagner,, Vladimír (oponent) ; Katovský, Karel (vedoucí práce)
Sub-critical Accelerator-Driven Systems (ADS) technology is able to deal spent nuclear fuel of present nuclear reactors, by using the transmutation technique of long-lived radioactive isotopes. As well, the ADS technology is solving the potential problem with the lack of U-235 by possible utilisation of U-238 or abundant Th-232. This doctoral thesis deals with research on the topic of spallation reaction and heat generation of various experimental targets in the frame of base ADS research. All thermal experiments, in total 13, have been performed at Joint Institute for Nuclear Research (JINR) in Dubna, Russian Federation, during the years 2015-2019. Various targets were irradiated as 512 kg of natural uranium target QUINTA, elongated cylindrical lead target and carbon target, or lead bricks target by 660 MeV protons at the irradiation facility Phasotron at JINR. A special experiment was performed with irradiation of two small uranium cylinders the QUINTA consist of. The author investigates the heat generation by proton reactions (inelastic scattering, and ionisation losses) which are part of spallation reaction including Coulomb scattering (or Rutherford scattering, which represents elastic scattering of charged particles); neutron reaction (mostly contributed by fission); pion reaction; and finally gamma heating, the heat generated by photon capturing. The temperature was experimentally measured by highly accurate and specially calibrated thermocouples. The temperature was measured on the surface, and also inside of the target. Additional research was aimed at neutron leakage monitoring T measurement of tiny volume probes by accurate thermocouples. The first probe contains a small amount of fissile material and the second one of non-fissile material with similar material characteristics. Leaking neutrons (neutron flux outside of the target) were detected due to direct heating by fission reactions. This work deals with accurate temperature measurement by thermocouples. It uses the LabView software for data acquisition, the National Instrument hardware for measuring, and Python 3.7. for data manipulation, analysing and visualisation (with employing several libraries). The particle transportation is simulated by MCNPX 2.7.0. and finally, the heat transfer and surface temperature estimation are simulated by ANSYS Fluent (or ANSYS Transient Thermal for simpler problems).
|
|
|
Palivo jaderných elektráren a jeho chování v průběhu vyhořívání
Matocha, Vítězslav ; Foral, Štěpán (oponent) ; Katovský, Karel (vedoucí práce)
Cílem této bakalářské práce je charakterizovat typy jaderných paliv a jejich vlastnosti, uvést základní typy jaderných reaktorů, jejich historii a různé druhy jaderných paliv, která používají. Dále se práce věnuje vnitřním palivových cyklům. Ovšem hlavní náplní a základem práce je vyhořívání paliva a děje probíhající v jaderném palivu jako je napuchání, praskání a tvorba plynných produktů štěpení. Výnamná část je věnována jednoduchému modelu vyhořívání paliva v reaktoru, který s využitím programu Maple modeluje vývoj koncentrace izotopů uranu a plutonia v závislosti na čase. Umožňuje tak teoreticky sledovat vyhořívání paliva v tepelném reaktoru po dobu simulace, tedy po dobu 3 let.
|
|
|
Fúzní systémy a problematika jejich stínění
Roubal, Michal ; Katovský, Karel (oponent) ; Král, Dušan (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá problematikou spojenou s jadernou fúzi v souvislosti se snahou o její využití jako zdroje energie pro lidstvo. V první části práce uvádím stručný náhled do historie jejího výzkumu. Dále řeším problematiku možných přístupů jejího dosažení a udržení v technologickém zařízení. Krátce pojednávám o důležitosti jejího ovládnutí. V další části se zabývám existujícími a předpokládanými problémy souvisejícími s radiačním poškozením při jaderné fúzi v technologickém zařízení. V neposlední řadě pojednávám o principu Tritiové hospodářství.
|
|
|
Palivový cyklus jaderné elektrárny Temelín
Ježek, Martin ; Zlámal, Ondřej (oponent) ; Katovský, Karel (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá střední částí palivového cyklu jaderné elektrárny Temelín. Popisuje obecně celý palivový cyklus, od těžby uranu až po trvalé uložení vyhořelého paliva a stručně se zmiňuje o možnostech jeho přepracování. Největší pozornost je ovšem věnována střední části palivového cyklu. Práce se dále orientuje na jadernou elektrárnu Temelín. Stručně popisuje používaný reaktor VVER-1000 i jeho aktivní zónu a jsou zde blíže popsána obě dvě používaná paliva, v současnosti používané palivo od ruské společnosti TVEL i v minulosti používané palivo od americké společnosti Westinghouse. Je zde popsán vývoj palivového cyklu od uvedení elektrárny do provozu až po současnost a jsou zmíněny provozní problémy s palivem americké společnosti. Práce se také zabývá delšími než ročními cykly a snaží se kvantifikovat jejich základní přínosy oproti ročním cyklům. V práci je velmi jednoduchým způsobem proveden návrh prodlouženého palivového cyklu a jeho zhodnocení z hlediska ekonomie provozu a organizace odstávek.
|
|
|
Čerpání projektových rezerv jaderného paliva na Elektrárně Dukovany
Vrábel, Radek ; ČEZ,, Ondřej Zlámal, (oponent) ; Katovský, Karel (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá zvyšováním výkonu a prodlužováním palivového cyklu v českých jaderných elektrárnách. Pro zlepšení povědomí čtenáře o problematice je na začátku práce uvedena krátká kapitola o jaderných reaktorech a palivovém cyklu. Vývoji palivového cyklu na Elektrárně Dukovany je pak dále věnována celá kapitola. Vývoj jaderného paliva je zde spojen s vývojem palivového cyklu, na kterém jsou viditelné přínosy vylepšování jaderného paliva.
|
|
|
Hodnocení vlivu tepelných elektráren na životní prostředí s využitím radioanalytických metod
Král, Dušan ; Ing. Ondřej Huml, Ph.D., KJR FJFI ČVUT v Praze (oponent) ; Katovský, Karel (vedoucí práce)
Následkem provozu klasických typů elektráren, vznikají nezanedbatelné dopady na životní prostředí zejména v jejich blízkém okolí. Z různých typů emisí jako jsou CO2, CO, SOx, NOx a dalších, jsou nejzávažnější jemné prachové částice, na které se s oblibou váží těžké kovy. Množství těžkých kovů, které se mohou dostávat do životního prostředí závisí na kvalitě uhlí. Těžké kovy pak mohou v okolí setrvávat i po ukončení provozu a jejich přítomnost může být zjištěna v půdě a okolní biomase. Objektem zkoumání této práce je okolí tepelné elektrárny ve městě Oslavany v ČR, která spalovala místní černé uhlí. Provoz zde probíhal mezi lety 1913 až 1993. Tato éra je charakteristická nedostatkem výkoných odprašovacích výrobních technologií což zvyšuje šance na potvrzení dopadů provozu i po 20 letech od jejího uzavření. V této lokalitě jsme provedli sběr 36 vzorků svrchní půdy v 700 m odstupech. Vzorky jsme následně podrobili neutronové aktivační analýze. Tuto metodu jsme zvolili, protože umožňuje kvantitativní i kvalitativní analýzu bez chemických úprav a postupů, ale přesto dokáže zjistit široké spektrum chemických prvků. Základem analýzy je aktivace vzorků neutrony v jaderném reaktoru. V tomto případě na školním reaktoru VR-1 v Praze patřícímu FJFI ČVUT. Aktivací prvků vznikají jejich radioizotopy, které se dále přeměňují jadernými reakcemi na stabilní prvky za vzniku gama záření o charakteristických energiích. Analýzu spekter tohoto záření jsme provedli pomocí HPGe detektoru v laboratořích přidružených k reaktoru VR-1. Největší omezení pro nás představovala velikost aktivační energie dosažitelná na VR-1 a poločasy přeměny, které nám zabránily z důvodu limitované rychlosti a délky měření zjistit obsah prvků s krátkými a dlouhými poločasy přeměny. Proto jsme se dále zaměřili pouze na výskyt těchto prvků As, U, Ba, La, Eu, Mn, K, Mg, V a Na. Pro všechny tyto prvky jsou stanoveny relativní i absolutní porovnání koncentrací na základě změřených aktivit a z nich vypočtených hmotností. Podle výsledků lze usuzovat, že ve zkoumané oblasti jsou skutečně zvýšené koncentrace vybraných prvků a provoz elektrárny způsobil environmentální dopady s dosahem až do současnosti.
|
|
|
Urychlovačem řízené jaderné elektrárny
Jarchovský, Petr ; Krása,, Antonín (oponent) ; Katovský, Karel (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá využitím spotřebovaného jaderného paliva v jaderných elektrárnách nové generace – urychlovačem řízených jaderných elektrárnách a přeměnou tohoto paliva v elektrickou energii. V úvodu jsou uvedeny základní fyzikální a teoretické poznatky o jaderných reaktorech spolu s jejich základním rozdělením a celosvětovým rozložením. Jako další bod jsou urychlovačem řízené systémy, kde je vedle jejich stručného vývoje osvětlena jejich základní koncepce a možnosti využití, jak v jaderných elektrárnách, tak pro transmutační technologie. Uvedeny jsou některé celosvětové projekty, které se tímto systémem zabývají a provádí výzkumy. Více je rozveden bod ohledně evropských projektů MYRRHA a ESS, jelikož se jedná o důležité výzkumné stavby v rámci celosvětového měřítka. Na řadu následně přicházejí projekty s tekutým terčem, jako velmi perspektivním mediem. Poslední část se zabývá výpočtem základních parametrů ADS v programu MCNPX a jejich aplikováním.
|
|
|
Hodnocení energetické náročnosti technologií pro nakládání s radioaktivními odpady používanými v ČR
Penzinger, Pavel ; Varmuža, Jan (oponent) ; Katovský, Karel (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá hodnocením energetické náročnosti technologií pro zpracování radioaktivních odpadů používanými v České republice. Práce je rozdělena do dvou hlavních částí, a to na část teoretickou a část praktickou. Teoretická část práce se zabývá stručným popisem organizací spojených s radioaktivními odpady působících v České republice, úložišti nízko a středně aktivních odpadů na území České republiky. Dále se zabývá různými druhy dělení radioaktivních odpadů, a to dle legislativy ČR a předpisů Mezinárodní agentury pro atomovou energii. Je zde také popis jednotlivých a nejvíce využívaných technologií a postupů zpracování radioaktivních odpadů a to nejen technologií využívaných v České republice, ale i ve světě. Praktická část obsahuje konkrétní hodnocení energetické náročnosti jednotlivých technologií pro zpracování radioaktivních odpadů. Součástí každého hodnocení je také energetická náročnost výroby použitých materiálů a dopravy. Hodnoceny jsou technologie, které jsou využívány stabilně a pro dostatečné množství. Hodnocení energetické náročnosti je bráno od místa vzniku radioaktivního odpadu, což je Elektrárna Dukovany, Elektrárna Temelín a ÚJV Řež, a.s., po místo uložení zpracovaných odpadů úložišti Dukovany pro radioaktivní odpad z jaderných elektráren nebo úložišti Richard pro institucionální jaderný odpad.
|
host ::
RSS.