|
|
Výpočetní simulace urychlovačem řízeného jaderného reaktoru pro transmutaci vyhořelého jaderného paliva
Jarchovský, Petr ; Ing. Antonín Krása, Ph.D., SCK.CEN Mol (oponent) ; Katovský, Karel (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá využitím vyhořelého (spotřebovaného) jaderného paliva, z jaderných elektráren dnešního typu, v jaderných elektrárnách nové generace – urychlovačem řízených transmutačních elektrárnách, které by výrazně zmenšovaly obsah nebezpečných dlouho žijících radioizotopů a navíc by dokázaly využít jeho velký energetický potenciál díky rychlému spektru neutronů. V úvodu práce jsou uvedeny základní poznatky a aspekty o vyhořelém jaderném palivu spolu s jeho možností přepracování a dalšího využití s minimalizací dopadu na životní prostředí. Další část se zabývá detailním popisem urychlovačem řízených systémů a jejich jednotlivých prvků. V návaznosti na tuto rešerši následují jednotlivé chronologicky seřazené projekty světového významu s objasněním jejich aktuálního vývoje. Důraz je kladen především na projekt SAD a MYRRHA, jelikož se jedná o projekty, ze kterých se následně vychází při výpočtech. Tato poslední, výpočetní část, se zabývá vytvořením geometrie podkritického transmutačního reaktoru řízeného urychlovačem a následným vyhodnocením, která sestava při změně terče, jaderného paliva a chladiva/moderátoru je nejefektivnější jak pro transmutaci, tak pro energetické účely.
|
|
|
Detektory výkonu jaderného reaktoru založené na měření jasu Čerenkovova záření
Čejka, Lukáš ; ČEZ,, Ondřej Zlámal, (oponent) ; Katovský, Karel (vedoucí práce)
Tato práce řeší vztah mezi jasem Čerenkovova záření v jaderném reaktoru a výkonem jaderného reaktoru. Čerenkovovo záření vzniká při průchodu nabitých částic hmotným prostředím, pokud je jejich rychlost vyšší než fázová rychlost světla v daném prostředí. V jaderných reaktorech moderovaných vodou vzniká díky vytržení elektronů z obalů působením gama záření. Měření je provedeno pomocí fotoaparátu a softwaru na fotometrické měření jasu. Dále je zde řešeno využití detekce Čerenkovova záření pro měření vyhoření použitého jaderného paliva. Jsou zde uvedeny příklady využití detekce Čerenkovova záření pro měření výkonu jaderných reaktorů, včetně analýzy naměřených výsledků na školním jaderném reaktoru VR-1. Naměřené výsledky ukazují, že při rostoucím výkonu roste i intenzita Čerenkovova záření, ovšem při prudkém snížení se objevuje zbytkové záření způsobené zpožděným gama zářením. Možné využití detekce jasu Čerenkovova záření je při monitorování nepředvídatelného zvýšení výkonu reaktoru či při kontrole použitého paliva.
|
|
|
Možnosti využití thoria v jaderné energetice současnosti
Svoboda, Josef ; Praze, Jan Prehradný, ÚE FS ČVUT v (oponent) ; Katovský, Karel (vedoucí práce)
Výroba elektrické energie z jaderných elektráren pokrývá asi 11 % celosvětové spotřeby. Pro proces štěpení se ve většině reaktorů využívá uranové palivo s různým procentem obohacení štěpného izotopu 235U. Zásoby uranu se snižují a jejich těžební cena roste. Z těchto důvodů je diskutována možnost využití thoria, jako revolučního paliva současných a budoucích jaderných reaktorů. Tato diplomová práce se zabývá možnostmi využití thoriového paliva v různých typech reaktorů se zaměřením na lehkovodní reaktory. Praktická část je zaměřena na simulaci a výpočty různého vrstvení paliva UO2 a ThO2 v palivovém proutku. Pro výpočty je namodelována aktivní zóna reaktoru VVER 440, do kterého je vloženo palivo s obsahem thoria. Tento model následně simuluje vyhořívání paliva po dobu 5 let, při kterém se sleduje chování a změny jednotlivých materiálů paliva. Práce se snaží definovat vhodný poměr a parametry vrstev kombinace uranového a thoriového paliva. Současně se snaží závěr podložit dostatečným množstvím výpočtových analýz.
|
|
|
Analýza nejčastějších příčin poškozování jaderného paliva za provozu reaktoru
Ježek, Martin ; ČEZ,, Ondřej Zlámal, (oponent) ; Katovský, Karel (vedoucí práce)
Poškozování paliva během provozu reaktoru je ve světě celkem běžným jevem. Teoretická část této práce se věnuje příčinám tohoto poškozování a jsou zde uvedeny mechanismy vzniku poškození a případná opatření proti jejich dalšímu výskytu. Vhodnou metodou sledování paliva během provozu je možné včas podchytit nepříznivé trendy v chování paliva, které by mohly mít vliv na bezpečnost provozu elektrárny. Tím může být například nadměrný průhyb palivového souboru, případně palivového kanálu, který ovlivní funkci kontrolních a regulačních orgánů. Inspekcím a opravám paliva se věnuje další část práce, kde jsou popsány běžně používané inspekční metody. Práce se blíže orientuje na jadernou elektrárnu Temelín, kde byl zaveden poradiační inspekční program z důvodu ověření kompatibility paliva společnosti Westinghouse s chemickým režimem reaktoru typu VVER. Program zůstal zachován i po změně dodavatele paliva. V praktické části práce je pak proveden předběžný návrh nové ultrazvukové metody měření deformace palivového souboru pro jadernou elektrárnu Temelín. Tento návrh je podpořen měřením na experimentálním zařízení pro detekci polohy distanční mřížky vyvinutém v Centru výzkumu Řež.
|
|
|
Výpočetní analýza chování aktivní zóny tlakovodního jaderného reaktoru pomocí kódu PARCS
Novotný, Filip ; Ing. Jan Frýbort, Ph.D., KJR FJFI ČVUT v Praze (oponent) ; Katovský, Karel (vedoucí práce)
Diplomová práce provádí rešerši projektů pokročilých malých a středních lehkovodních reaktorů a předkládá různé možnosti získání licence k výrobě a provozu. Zpracovává základní teorii pro oblast neutronově-fyzikálních výpočtů, základní rovnice a zjednodušující postupy. Pro řešení neutronově-fyzikálních výpočtů existuje několik různých metod. Práce podává přehled o dvou základních skupinách – deterministických metodách a metodě Monte Carlo. V přehledu jsou uvedeny příklady výpočetních kódů pracujících na základě těchto metod. Výpočetní kód PARCS je vybrán k podrobnějšímu studiu, při kterém je popsán vstupní a výstupní soubor, postup při tvorbě modelu a podmínek výpočtu neutronově-fyzikální charakteristiky reaktoru. Na základě těchto poznatků jsou v práci provedeny simulace přechodových jevů. Jedná se o tří analýzy – projektované havarijní odstavení reaktoru, odstavení reaktoru se zaseknutou skupinou regulačních a havarijních tyčí a chybná reakce havarijních klastrů při odstavení reaktoru.
|
|
|
Hodnocení bezpečnosti a spolehlivosti jaderného paliva pomocí in-core experimentů na výzkumných jaderných reaktorech
Matocha, Vítězslav ; Foral, Štěpán (oponent) ; Katovský, Karel (vedoucí práce)
Cílem této práce je ukázat vztah mezi bezpečností jaderného paliva, experimenty ve výzkumných reaktorech a výpočetními kódy. Práce je zaměřena na výpočetní kód Transuranus. V práci jsou představeny čtyři experimenty, které byly modelovány v kódu Transuranus. Hlavní důraz je kladen na uvolnění plynných produktů štěpení, prodloužení palivového sloupce a změnu vnějšího průměru pokrytí. Z výsledků je možné stanovit rozdíly mezi verzemi Transuranu v1m1j09 a v1m3j12 a také vliv vybraných parametrů vstupního souboru kódu Transuranus na výsledky, tak že práce přinese poznatky k možnému vylepšení výpočtu bezpečnostní analýzy palivové vsázky počítané kódem Transuranus.
|
|
| |
|
|
Využití nanotechnologií v jaderné energetice
Skalička, Jiří ; Štefánik, Milan (oponent) ; Katovský, Karel (vedoucí práce)
Práce shrnuje současné poznatky o nanomateriálech a jejich použití. Zabývá se hlavně metodami výroby a použitím jednotlivých typů materiálů v oblasti jaderné energetiky, jaderného výzkumu a jaderné medicíny. Teoretická část je věnována možnostem využití uhlíkových nanotrubek pro kolimaci nebo vedení svazku neutronů. V experimentální části bylo zjišťováno, jak vybrané nanomateriály ovlivňují neutronový tok v měřícím boxu napojeném na horizontální radiální kanál reaktoru VR-1. Otestovány byly neorientované uhlíkové nanotrubky, uhlíková nanovlákna, nanodráty z aluminy, orientované uhlíkové nanotrubky při různém natočení a výsledky byly porovnány s výsledky při použití grafitu.
|
|
|
Návrh schématu zajištěného napájení jaderného bloku pro řešení projektových i nadprojektových havárií
Žák, Tomáš ; Šťastný, Jiří (oponent) ; Katovský, Karel (vedoucí práce)
Tato diplomová práce si dává za cíl navržení evolučního schématu zajištěného napájení u jaderných elektráren s reaktory typu VVER 440 při projektových i nadprojektových haváriích. V úvodních kapitolách se tato práce zaměřuje zejména na vymezení pojmů v oblasti hloubkové ochrany jaderného reaktoru, provozních režimů bloku, stejně jako i typy a možnosti elektrického napájení, elektrická schémata bloku. I když je práce zaměřena obecně na VVER 440, je v ní kladen zvláštní důraz na lokalitu Dukovan, kde jsou tyto reaktory v provozu a na možnosti zvýšení hloubkové ochrany právě v této lokalitě. Samotnou rozdílnou definicí station blackoutů před a po Fukushimě se věnuje druhá část této práce, ve které je kromě hledisek rozdílného hodnocení situací i navržen způsob řešení, resp. koncepce řešení při projektových i nadprojektových haváriích. Do koncepce byly vybrány prostředky z několika uvedených možností na základě hodnocení jak spolehlivosti, dostupnosti tak i ekonomičnosti celé úpravy.
|
|
|
Optimalizace vsázek jaderného paliva na elektrárnách s reaktory VVER
Šajdler, Miroslav ; Vojáčková, Jitka (oponent) ; Katovský, Karel (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá optimalizací palivových vsázek jaderných reaktorů VVER. Popisuje se zde průběh palivové cyklu a to jak uzavřeného tak otevřeného. Primárně se práce věnuje střední části palivového cyklu, do které spadá optimalizace palivových vsázek. Vedle toho se zabývá palivovými cykly jaderné elektrárny Dukovany od jejího vzniku. Optimalizace palivových vsázek je řešena pomocí programů Mobi-Dick a ATHENA. V závěrečné části práce je vysvětlen program Athena pro optimalizaci palivových vsázek s praktickým výpočtem pro různé verze makrokódu Moby-Dick a jsou zde srovnány vypočtené hodnoty pro optimalizaci třetího bloku EDU.
|
host ::
RSS.