Kalendář akcí AV21

Dnes < 2018 >  < leden > 
Po Út St Čt So Ne
1 2 3 4 5 6 7
8 9 10 11 12 13 14
15 16 17 18 19 20 21
22 23 24 25 26 27 28
29 30 31        
VÝZKUMNÝ PROGRAM

SYSTÉMY PRO JADERNOU ENERGETIKU


KOORDINÁTOR

RNDr. Radomír Pánek, Ph.D.

Ústav fyziky plazmatu AV ČR, v. v. i.
CÍLE
  • řešit klíčové fyzikální a technologické problémy spojené s realizací fúzního reaktoru ITER a budoucích fúzních zařízení
  • vyvinout materiály odolávající extrémním podmínkám v reaktorech IV. generace a fúzních reaktorech
  • vyvinout nové metody pro stanovení seismického ohrožení jaderných zařízení
  • stanovení chybějících dat pro jaderné reakce probíhající v pokročilých jaderných zařízeních
  • příprava nové generace odborníků pro výzkum a provoz budoucích jaderných zařízení, zejména v oblasti jaderné fúze
  • definovat sociální aspekty jaderné energetiky
 
Zúčastněná pracoviště AV ČR
Ústav fyziky plazmatu
Ústav jaderné fyziky
Ústav fyziky materiálů
Ústav struktury a mechaniky hornin
Geofyzikální ústav
Sociologický ústav
 
Spolupracující partneři
Centrum výzkumu Řež, s. r. o.
Ústav jaderného výzkumu Řež, a. s.
Středoevropský technologický institut CEITEC
NETME Centre (Nové technologie ve strojírenství)
České a zahraniční univerzity a další akademická pracoviště

Aktivity v roce 2016

 
Konference, mezinárodní setkání a další akce

 

Spolupráce s podniky
  • Návrh a optimalizace komponent pro první stěnu tokamaku ITER (ITER Organization, Francie), (2016)
  • Spolupráce na vývoji nového typu seismografu (Rotafonu) s firmou Embedded Electronics & Solutions, s.r.o.
  • Společný patent šesti-složkového seismografu (Rotafonu) spolu s MFF UK (český patent podán v roce 2015, v roce 2016 podána PCT přihláška)
Činnost pro státní správu a pro veřejný sektor

Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR: aktivní účast na schůzi Pracovní skupiny pro dialog o hlubinném úložišti (16. 2. 2016, 3. 5. 2016)

Koordinace činnosti Pracovní podskupiny pro přípravu socioekonomických kritérií výběru lokality pro hlubinné úložiště, která byla ustavena v roce 2016 jako součást PS pro dialog; hlavní výstup: Návrh socioekonomických indikátorů pro výběr lokality pro hlubinné úložiště, který byl v srpnu vyvěšen k veřejnému připomínkování na webu PS pro dialog

 

Vzdělávací činnost

  • Mezinárodní zimní kurz „Erasmus Mundus Training Course“ (5. - 14. 12. 2016) - zimní kurz určený pro evropské studenty v rámci programu Erasmus Mundus Fusion Master
  • Erasmus Winter Event 2016 (15. - 26. 2. 2016) – experimentální škola zahrnující experimentální práci na tokamaku COMPASS ve spolupráci s CEA Cadarache, Francie
  • Expozice o stavu výzkumu v oblasti jaderné energetiky na Veletrh vědy 2016 v PVA EXPO Praha v Letňanech (19. - 21. 5. 2016)
  • Code Camp 2016 – mezinárodní setkání expertů v oboru modelování fúzních zařízení (13. - 24. 6. 2016, ÚFP)
  • Přednáška na studentské konferenci „Cenelín 2016“: S. Entler: Cesta k fúzní elektřině (21. 7. 2016)
  • Komplexní seminář o problémech jaderné energetiky pro vybrané studenty středních škol doplněná exkurzí na tokamak COMPASS a Badatelského centra PALS (21. 10. 2016)
  • Komplexní seminář o problémech jaderné energetiky pro vybrané studenty vysokých škol doplněná exkurzí na tokamak COMPASS a Badatelského centra PALS (4. 11. 2016)
  • Příprava a získání tříletého grantu v programu Erasmus+ pro mezinárodní projekt zabývající se vzděláváním technických pracovníků v oboru energetiky v oblasti sociálních věd: TEACHENER - Integrating Social Sciences and Humanities into Teaching about Energy. Projekt v ČR zahrnuje spolupráci SOÚ AV ČR (Mgr. Martin Ďurďovič, Ph.D.) s FJFI ČVUT (doc. RNDr. Jan Mlynář, Ph.D.(ÚFP) (09/2016-08/2019)
 
 
Jiné akce
 

Nejvýznamnější akce z hlediska cílů Strategie AV21 v roce 2016

 
8. Programová konference tokamaku COMPASS a Mezinárodní zasedání „International Board of Advisors“
ÚFP pořádalo ve dnech 21. - 22. 9. 2016 v Praze 8. Programovou konferenci tokamaku COMPASS, spojenou se setkáním Mezinárodního poradního výboru (The International Board of Advisors) tzv. EUROfusion Research Unit IPP.CR. Hlavním cílem konference je prezentace parametrů, diagnostického vybavení
a experimentálních možností tokamaku COMPASS a naplánování experimentů pro nadcházející rok s co nejširším zapojením spolupracujících českých i evropských laboratoří v rámci konsorcia EUROfusion. 
 

Setkání zástupců AV ČR a ÚFP s reprezentanty korejského průmyslu

Dne 17. února 2016 se uskutečnilo v hlavní budově Akademie věd ČR v Praze mezinárodní setkání s názvem „Korean Venture Entepreneurship – Nucelar Power“. Přítomni byli zástupci Akademické rady, Centra transferu technologií AV ČR, generální ředitel společnosti GTL Global dr. Johney Kim a také generální ředitel společnosti GlobeTech Innovation dr. Spiros Teleoglou. Výsledky programu „Systémy pro jadernou energetiku“ prezentoval ředitel Ústavu fyziky plazmatu RNDr. Radomír Pánek, Ph.D., který program v rámci Strategie AV21 koordinuje. Korejská delegace se zajímala výzkum v oblasti řízené termojaderné fúze i vývoj technologií pro štěpné reaktory IV. generace, které jsou hlavním těžištěm programu „Systémy pro jadernou energetiku“.
 
Konference k výročí jaderných havárií ve Fukušimě a Černobylu
Dne 11. března 2016 se uskutečnila v budově Akademie věd ČR konference k výročí jaderných havárií. Prezentovány byly i dílčí výsledky Programu Strategie AV21 "Systémy pro jadernou energetiku". Přesně před pěti lety zasáhlo Japonsko silné zemětřesení, které bylo příčinou havárie v jaderné elektrárně Fukušima I. Letos také uplynulo 30 let od havárie v Černobylu. Právě k těmto tématům se 11. března uskutečnila celodenní konference, v rámci které přednesli příspěvky RNDr. V. Wagner, CSc., z Ústavu jaderné fyziky AV ČR, a RNDr. J. Málek, Ph.D. z Ústavu struktury a mechaniky hornin AV ČR.
 
Industry day of IPP - Nuclear Technologies 2016
Dne 14. dubna 2016 se konalo v Ústavu fyziky plazmatu AV ČR (ÚFP) setkání s partnery z průmyslového sektoru zaměřené na možnosti spolupráce v oblasti výzkumu technologií pro budoucí jaderné reaktory a účasti našeho průmyslu na vývoji a dodávkách jednotlivých systémů pro největší mezinárodní projekt – tokamak ITER. Více než 40 účastníků setkání přivítal ředitel ústavu a koordinátor výzkumného programu Strategie AV21 „Systémy pro jadernou energetiku“ RNDr. Radomír Pánek, Ph.D., který představil výzkumné cíle programu a také přiblížil plánovaný upgrade klíčové výzkumné infrastruktury - tokamaku COMPASS (COMPASS-U). Tento tokamak bude představovat světově unikátní kombinaci vlastností, díky nimž bude atraktivní pro výzkumné pracovníky z Evropy i ze světa. Setkání se  také účastnili zástupci evropské agentury Fusion for Energy (F4E), která řídí evropskou část vývoje a dodávek pro projekt ITER. 
 
Cross-border Expert Talks: „Carbide-, Cermet- and Ceramic Coatings“
Ve dnech 2. a 3. června 2016 se v ÚFP konal mezinárodní seminář s názvem: Cross-border Expert Talks: „Carbide-, Cermet- and Ceramic Coatings“. Akci organizoval ASMET (The Austrian Society for Metallurgy and Materials) a Ústav fyziky plazmatu AV ČR. Na programu semináře týkajícího se vývoje nových materiálů bylo několik zvaných přednášek zahraničních i domácích expertů a také zástupci českých průmyslových podniků.
 
29th Symposium on Fusion Technology (SOFT 2016)
ÚFP pořádal ve dnech 5. - 9. září 2016 v Kongresovém centru v Praze 29. ročník mezinárodního sympozia o technologiích pro jadernou fúzi "SOFT 2016". Symposium on Fusion Technology se konalo v Kongresovém centru v Praze a zahrnovalo jak vědecké prezentace a postery, tak i výstavu průmyslových firem a vědecko-výzkumných institucí. Mezinárodní setkání bylo věnováno nejnovějším poznatkům, výsledkům a plánům v problematice technologií pro termojadernou fúzi. Bienále Symposium on Fusion Technology je událostí, která přilákala téměř 1 000 vědců, inženýrů, zástupců průmyslu a vystavovatelů z Evropy i ze světa.
  
Setkání českých a španělských vědců s reprezentanty španělského jaderného průmyslu za účasti velvyslance Španělského království
Dne 7. září 2016 došlo k setkání zástupců španělské a české fúzní komunity a španělského jaderného průmyslu, na kterém se hovořilo o možnostech spolupráce v rámci plánovaného projektu IFMIF-DONES – výzkumná infrastruktura pro vývoj materiálů pro extrémní prostředí budoucích jaderných reaktorů. Španělská delegace, v čele s jeho excelencí velvyslancem Pedrem Calvo-Sotelem, představila návrh realizovat projekt IFMIF-DONES ve Španělsku a byly diskutovány možnosti spolupráce s Českou republikou jak v oblasti realizace infrastruktury, tak i ve výzkumu.
 
Významné vědecké výsledky programu:
 
a.           Návrh a optimalizace komponent pro první stěnu tokamaku ITER
Vědci z ÚFP provedli na žádost ITER Organization (Francie) unikátní sérii experimentů na tokamaku COMPASS, které objasnily nový fyzikální jev, který výrazným způsobem zvyšuje toky energie na tzv. první stěnu fúzního reaktoru a je proto klíčový pro projekt ITER. ITER Organization na základě těchto výsledků, které byly provedeny vědci z ÚFP, přistoupila k zásadní revizi návrhů části beryliové první stěny reaktoru. ÚFP dlouhodobě spolupracuje s ITER Organization a řeší technologické výzvy, které vyvstávají během přípravy nejdražšího mezinárodního vědeckého projektu. O významném objevu bylo natočeno v září 2016 video Střediskem společných činností AV ČR, v. v. i. a zveřejněno v prosinci 2016 na XLIX. zasedání Akademického sněmu jako příklad významného výsledku v rámci programů Strategie AV21.
 
b.          Vývoj a studium permeačních bariér
Permeační bariéry jsou důležité pro omezení pronikání radioaktivního tritia z prostředí plodící obálky budoucího fúzního reaktoru. Na tomto tématu ÚFP spolupracuje s Vysokým učením technickým v Brně (VUT) a věnuje se mu v diplomové práci student ČVUT v Praze. V ÚFP byly připraveny povlaky Al2O3 pomocí plazmového stříkání, na VUT je prováděno jejich přetavování elektronovým svazkem, s cílem eliminovat pórovitost a zvýšit účinnost permeační bariéry. Byla otestována řada kombinací technologických parametrů; na povlacích byla charakterizována morfologie, tvrdost a hloubka přetavené vrstvy. Po další optimalizaci jsou plánována měření dielektrických vlastností, tepelné vodivosti a otěruvzdornosti; měření permeace je v jednání v IPP Garching a Forshungszentrum Juelich, Německo. Paralelně zkoumáme další alternativní technologie přípravy permeačních bariér – nitridace (Technická univerzita v Liberci, TUL), karbonitridace (Bodycote) a magnetronové naprašování (ČVUT).
 
c.           Vývoj materiálů na bázi vysokoentropických slitin pro fúzní aplikace
Byly úspěšně připraveny perspektivní materiály vysokoteplotně korozně odolné materiály na bázi vysokoentropických slitin. Byla připravena equi-atomární jednofázová (FCC) slitina CoCrFeNiMn a její varianta zpevněná přídavkem 0,25 hm% oxidů Y2O3. Kompozitní prášek byl připraven metodou mechanického legování na ÚFM a zhutněn metodou spark-plasma sintering na ÚFP. Byl zjištěn 100% nárůst creepové odolnosti oxidicky zpevněné slitiny při teplotě 800°C, při zachování vysoké pevnosti a tažnosti (až 60%). Pokračování výzkumu bude zaměřeno na modifikaci chemického složení slitiny s cílem odstranit z její kompozice prvky nevhodné pro použití ve fúzních zařízeních.
 
d.     Studium vlivu vodíku a helia na vlastnosti konstrukčních materiálů fúzních reaktorů a reaktorů IV. generace
Předmětem studie, na které spolupracují ÚFP a ÚFM, je vliv expozice heliem na strukturu a vlastnosti pokročilých materiálů pro budoucí jaderné reaktory. V průběhu řešení byla spolupráce rozšířena na řadu dalších institucí – Centrum výzkumu Řež, Středoevropský technologický institut, České vysoké učení technické, Fyzikální ústav a Tescan Orsay Holding, a. s. – které se podílely na expozici a charakterizaci zkoumaných materiálů. Materiály na bázi wolframu a feritických ocelí byly připraveny metodami práškové metalurgie a exponovány heliem za podmínek simulujících provozní stav chladicího systému fúzního zařízení. Následně bylo sledováno ovlivnění struktury pomocí řádkovací a transmisní elektronové mikroskopie a změny mechanických vlastností. Byly zjištěny významné rozdíly v chování homogenních materiálů a kompozitů. U ocelí bylo zjištěno významné ovlivnění mechanických vlastností, zatímco u wolframových materiálů nepatrné.
 
e.     Společný patent šesti-složkového seismografu (Rotafonu) - Opticko-mechanický senzorový systém pro měření seismických pohybů půdy
Zařízení kombinuje dva typy senzorů –seismické snímače a optické dálkoměry, které se vzájemně doplňují. Při měření je zařízení umístěno na jednom místě na povrchu Země a jepevně spojeno s podložím, jehož pohyby a deformace se měří. Koutové odražečejsou umístěny ve vhodných směrech a vzdálenostech od centrální části a jsou taképevně spojeny s podložím. Systém pro svoji funkci potřebuje elektrické napájení,které je možno zajistit z elektrické sítě, z baterií nebo z lokálního generátoru elektřiny(solární panely, malá větrná elektrárna atd.).Pro měření seismických pohybů vybuzených přirozeným, tj. neopakovatelným zdrojem (např. zemětřesení, důlní otřes, apod.), je možné opakovatelný zdroj a metodu otáčení aplikovat v průběhu instalace senzorového systému na začátku měřicí kampaně a takto získané korekce impulzní odezvy jednotlivých snímačů pak využít jako vstupní hodnoty pro kalibrační metodu zmíněnou v předchozím odstavci. Hlavní výhodou zařízení podle předloženého technického řešení je, že všech 9 složek seismických pohybů se měří společně jedním zařízením v jednom měřícím bodě. Tím je dosaženo ekonomické výhodnosti oproti dosud používaným přístrojům, tedy značného zvýšení poměru výkon/cena. Oproti dosud používanému zařízení podle patentu č. 301217 se měří navíc 3 složky deformace a byl také rozšířen frekvenční obor. Nový způsob zpracování signálu přináší vyšší přesnost měření. Zařazení dvou různých druhů kalibrace zvyšuje flexibilitu zařízení tak, že je možno jej použít jak v prospekční seismice v kombinaci s umělým generováním seismických vln, tak pro výzkum přirozené a indukované seismicity. Devítisložkové měření umožňuje dekompozici skutečného seismického vlnového pole v horizontální rovině do tří nezávislých typů pohybů: translace, rotace tuhého tělesa a deformace elastického tělesa, a to bez kontaminace jedněch druhými. Výsledkem zpracování je mimo jiné určení směru a rychlosti šíření různých typů podélných, příčných a povrchových vln.
 
f.            Výzkum sociálních aspektů jaderné energetiky
 
Metodika pro komunikaci a rozhodování o hlubinném úložišti vyhořelého jaderného paliva a vysokoaktivních odpadů
Publikace tří analytických tiskových zpráv, jejichž obsahem jsou názory obyvatel ČR na témata spojená s energetikou: Červenka, J., „Veřejnost o jaderné energetice – květen 2016“. [online]. Praha: CVVM [cit. 15. 9. 2016]. Dostupné
z: http://cvvm.soc.cas.cz/ekologie/verejnost-o-jaderne-energetice-kveten-2016
 
Ohlasy na uvedené akce ve veřejnosti, v médiích, mezi podnikateli a politiky. Uveďte odkazy, v případě nutnosti konkrétní citace