Oldal címe
SikertörténetekNeutronfizikai számítások További Üzemidő Hosszabbításhoz
Címlapos tartalom
A Reaktoranalízis Csoport a HUN-REN Energiatudományi Kutatóközpont Nukleáris Biztonsági Laboratóriumában működik. A Csoport elsősorban könnyűvizes reaktorok statikus és kinetikai viselkedésének többfizikás modellezésével foglalkozik, integrálva a reaktorfizikai, termohidraulikai és termomechanikai számításokat. Kutatásaink kiterjednek a VVER-típusú reaktorokra, a Budapesti Kutatóreaktorra és a IV. generációs rendszerekre, miközben saját fejlesztésű kódokkal és validált modellekkel támogatjuk a reaktorok biztonsági elemzéseit.
A paksi atomerőmű négy blokkját 1982 és 1987 között helyezték üzembe. Az eredetileg 30 évre szóló működési engedélyt a kétezres évek elején, részletes vizsgálatokra alapozva 20 évvel hosszabbították meg, így a blokkok működési engedélye a következő 10 évben lejár. Az erőműnek Magyarország villamosenergia-ellátásában betöltött meghatározó szerepe miatt, a nemzetközi trendeknek megfelelően, az MVM Paksi Atomerőmű projektet indított annak vizsgálatára, hogy az egyes blokkok üzemidejének további 20 évvel történő meghosszabbítása műszakilag megalapozott-e, azaz a 70 évre növelt élettartam alatt a blokkok maradéktalanul megfelelnek a biztonsági követelményeknek.
A projekt egyik lényeges kérdése, hogy a reaktorzónát körülvevő acél szerkezeti elemeknek és reaktor tartály acél falának mechanikai tulajdonságai a teljes élettartam alatt teljesítik a rájuk vonatkozó előírásokat. Az ezt eldöntő anyagtulajdonság vizsgálatokhoz ismerni kell az acél komponenseket érő sugárterhelés és hőfejlődés részletes, háromdimenziós eloszlását az idő függvényében 70 évre.
A sugárterhelést a reaktor zóna üzemanyag pálcáiban történő hasadásokból származó neutronok okozzák. A neutronok az acélban levő atomokat kilökhetik eredeti helyükről, ez vezet az anyagi tulajdonságok változásához. A számítások során meg kell határozni az üzemidő alatt bekövetkezett elmozdulások átlagos számát atomonként. A hőfejlődést a fotonok okozzák, ezek részben a hasadásokból származnak, részben a neutronoknak az atommagokkal történő kölcsönhatásából keletkeznek. A keletkező hő hatására az acélban mechanikai feszültségek keletkeznek, ez szintén az anyagi tulajdonságok változásához vezet.
A fentiek meghatározására kifejlesztettünk egy számítási modellt, amelyben a reaktor zónára végzett számításokból meghatározható a hasadásokból keletkező neutron és foton forrás, majd az erre a forrásra épített csatolt neutron-foton Monte Carlo számításból kiértékelhető az acél szerkezeti elemek sugárterhelése és hőfejlődése. A munka első évében, 2025-ben a zónához közeli szerkezeti elemeket vizsgáltuk, a tartályfal sugárterhelésének és hőfejlődésének a vizsgálatára a terveknek megfelelően 2026-ban kerül sor.
A vizsgálatoknak a 70 éves élettartamra történő elvégzése blokkonként több mint 1000, egyenként több órás számítást tesz szükségessé, így a feladat sikeres elvégzéséhez a HUN-REN cloud által biztosított számítási kapacitás nagy segítséget jelentett.
A számítási eredményeket átadtuk az MVM Paksi Atomerőműnek.
