Kalendář akcí AV21

Dnes < 2018 >  < říjen > 
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
Koordinační rada programu
  • RNDr. Radomír Pánek, Ph.D. (ÚFP)
  • Mgr. Martin Ďurďovič, Ph.D. (SOÚ)
  • Ing. Hynek Hadraba, Ph.D. (ÚFM
  • RNDr. Jiří Málek, Ph.D. (ÚSMH)
  • RNDr. Vladimír Wagner, CSc. (ÚJF)
Zúčastněná pracoviště AV ČR
Ústav fyziky plazmatu
Ústav jaderné fyziky
Ústav fyziky materiálů
Ústav struktury a mechaniky hornin
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