Az elmúlt években az Országos Atomenergia Hivatal és az MVM Paksi Atomerőmű Zrt. támogatásával megkezdődtek azok a platform keretében meghatározott kutatások, amelyek a hatósági munkát, illetve a VVER–440-es blokkok biztonságos üzemeltetését támogatják.
Ez év elején döntés született arról, hogy a paksi atomerőműben két új, orosz gyártmányú reaktor építésére kerül sor a következő években, a jelenleg üzemelő blokkok leállítása előtt. Nyilvánvalóvá vált, hogy a kutatás-fejlesztés területén olyan intézkedésekre van szükség, amelyek elősegítik a hazai szakértelem fenntartását és továbbfejlesztését.

Cserenkov sugárzás a Budapesti Kutatóreaktorban

A jelenleg üzemelő blokkok létesítésének is fontos feltétele volt, hogy komoly hazai szakmai háttér álljon rendelkezésre a felmerülő kérdések megválaszolására. Az új blokkok ugyan sok mindenben hasonlítanak a jelenleg üzemelő reaktorokra, ám a 21. század technológiája sok új ismeretet is megkövetel. Az elmúlt években generációváltás kezdődött a hazai atomenergetikában: azokat a szakembereket, akik a VVER–440-es blokkok üzembe helyezését vezették, fel kell váltaniuk fiatalabb szakembereknek.

Végeselem modell a fűtőelem-burkolat felfúvódásának szimulációjához

A Kutatási és Technológiai Innovációs Alap 2014-ben pályáza­tot írt ki a Széchenyi 2020 program keretében energetikai K+F projektekre. Az MTA Energiatudományi Kutatóközpont által vezetett konzorcium – amelynek további tagjai a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Nukleáris Technikai Intézete (BME NTI), a Nukleáris Biztonsági Kutatóintézet (Nubiki), az MTA Atommagkutató Intézete (Atomki) és az Országos „Frédéric Joliot-Curie” Sugárbiológiai és Sugáregészségügyi Kutató Intézete (OSSKI) – a platformban kidolgozott kutatási terv alapján javaslatot adott be a pályázati felhívásra.

Próbatest a reaktortartály elridegedésének vizsgálatához

A tervezett kutatások egyik legérdekesebb témája az atomerőművi szerkezeti anyagok tulajdonságainak és öregedési folyamatainak kutatása. Ebben a témakörben szerepelnek a reaktortartályok anyagának hosszú idejű öregedésére vonatkozó kutatások, illetve a nukleáris létesítményekben alkalmazott anyagok sugárkárosodásának szimulációja. A szerkezeti integritást elemző eszközök fejlesztésében komoly szerepet kap a nemlineáris anyagviselkedési paraméterek mérése és a komplex anyagmodellek létrehozása. A fűtőelemes kutatások területén az eddigieknél részletesebb, végeselemes számítógépes modellek kifejlesztését tervezik, amelyekhez a szükséges adatokat, ismereteket kísérleti programok végrehajtásával lehet előállítani. Az atomerőművi folyamatok korszerű modellezése és szimulációja területén szükség van a reaktorfizikai problémák újszerű megoldására. Az erőművi elemzésekhez végeselemes neutrontranszport-eljárást kell kifejleszteni és rendszerbe állítani. Az erőműben lejátszódó reaktorfizikai folyamatok szimulációjához Monte-Carlo-módszert kell alkalmazni. A termohidraulikai modellezés területén megkezdődik a folyamatok háromdimenziós modellezése finomskálás modellek becsatolásával, illetve a tervek között szerepel a CFD (Computational Fluid Dynamics) kódok modellrendszerének kiterjesztése kétfázisú folyamatokra.

Kísérleti berendezés a fűtőelem-köteg hűthetőségének modellezésére

Az új blokkok kapcsán felmerül a keveredési folyamatok mérésének és modellezésének szükségessége az üzemanyag-kazettákban és a reaktortartályban. A súlyos baleseti folyamatok számítógépes modellezése területén folytatódik a reaktortartály külső hűtésének vizsgálata, továbbá fel kell készülni az új paksi blokkok súlyos baleseti jelenségeinek modellezésére is. A reaktorfizikai, termohidraulikai és fűtőelem-viselkedési folyamatok egységes modellezésére olyan kódrendszert fejlesztenek ki, amely alkalmas lesz az új blokkok zóna­tervezési és üzemzavar-elemzési feladatainak alternatív megoldására.

Magyarország a negyedik generációs atomerőművek kutatásában fontos szerepet kap az Allegro demonstrációs gázhűtésű gyorsreaktor kifejlesztésében. Magyar szakemberek feladata lesz a fűtőelemek optimális paramétereinek megadása és a fűtőelemek minősítése. A gázhűtésű reaktorok tervezéséhez számos reaktorfizikai, termohidraulikai és fűtőelem-viselkedési számítást végeznek el a konzorciumban részt vevő intézmények szakemberei.•