Výzkum > Technologické experimentální okruhy

Technologické experimentální okruhy

Popis programu

Výzkumný program Technologické experimentální okruhy je zaměřen na rozšíření experimentální základny pro podporu vývoje nových technologií a materiálů reaktorů IV. generace a fúzních reaktorů a to vybudováním nových experimentálních zařízení.

Hlavní cíle

Cílem tohoto výzkumného programu je vybudovat velká experimentální zařízení umožňující výzkum a vývoj v oblasti IV. generace jaderných reaktorů a fúzních reaktorů. V těchto reaktorech je přenos tepla zprostředkován médii, o jejichž chování neexistuje dostatek informací, zejména v oblasti jejich působení na konstrukční materiály, termodynamických a termohydraulických vlastností, nejsou známy výrobní technologie, neexistují potřebné komponenty atd. Experimentální data získaná v těchto zařízeních jsou potřebná pro vývoj daného reaktoru a rozšiřují stávající znalosti o jejich chování při daných parametrech, které budou využity pro zdokonalení výpočetních kódů, databází vlastností látek apod.

  • Vybudování experimentálních smyček pro kvalifikaci paliva a pokrytí pro použití v superkritickém vodním reaktoru a pro testy materiálů a komponent těchto reaktorů.
  • Vybudování experimentálních okruhů s vysokoteplotním heliem s možnosti zkoušek materiálů pro vnitroreaktorové komponenty při současném působení helia o vysoké teplotě až 1000 °C, radiace a mechanického namáhání.
  • Vybudovat experimentální zařízení pro výrobu vodíku vysokoteplotní elektrolýzou vody s využitím vysokoteplotního helia a rekuperací tepla.
  • Ověřit funkci cyklu s CO2; zjistit korelace pro přestup tepla v superkritické oblasti CO2 v různých konfiguracích cyklu (tlaky, rychlosti proudění apod.).
  • Výstavba infrastruktury pro ověření a vývoj postupů dálkové manipulace při montáži, opravách a údržbě systému s tekutým kovem Pb-Li
  • Vybudování experimentálního zařízení pro testy materiálů první stěny fuzního reaktoru (Primary First Wall) vysokým tepelným tokem a vysokoenergetickými neutrony
  • Výzkum interakcí 14 MeV neutronů s materiály pro fúzní aplikace

Výzkumné aktivity (VA)

Vazby na světové trendy a programy

Výsledky a data získaná v tomto výzkumném programu budou využita při návrzích demonstračních zařízení daného typu i reaktorů pro trvalý provoz, poskytnou jedinečné zkušenosti pro provoz prototypových či demonstračních zařízení a v řadě budou nezbytnou základnou pro zavedení mnoha komponent a zařízení do výroby. Hlavními zahraničními organizacemi, které budou moci využít výsledků výzkumu v rámci tohoto programu jsou výzkumné i průmyslové organizace, např. CEA Francie, ENEA Itálie, AREVA NP Francie a Německo, Gidropress a Rosatom z Ruské Federace, AECL Kanada, národní laboratoře z USA a mnoho dalších, v případě výzkumu v oblasti fúze budou výsledky využity evropskou domovskou agenturou F4E a ITER Organization. Výsledky z heliových smyček mohou být také využity při realizaci prototypu rychlého plynem chlazeného reaktoru ALLEGRO.

Cílové skupiny uživatelů výstupů vývoje nových technologií a materiálů reaktorů IV. generace jsou konstruktéři demonstračních jednotek vybraných typů reaktorů IV. generace, sdružení do mezinárodního fóra Generation IV International Forum (GIF). Výsledky prací přispějí do celkového optimálního provedení projektů daných jaderně energetických zařízení.

U fuzního vývoje budou veškeré výsledky testovacích zařízení a pro chlazení primární stěny fúzního reaktoru realizovány v souladu se základními požadavky programu rozvoje fúzního energetického systému ITER. Vědecké výsledky a výsledky výzkumných aplikaci budou použity pro konstrukci systému evropského fúzního reaktoru. Hlavním uživatelem výsledků bude konsorcium EU a 6 dalších zemí (USA, Rusko, Japonsko, Jižní Korea, Indie a Čína) nazvané Fusion for Energy (F4E).

Vztahy k dalším výzkumným programům

Pro hodnocení vzorků materiálů exponovaných v navrhovaných zařízeních budou využita analytická zařízení výzkumného programu „Strukturální a systémová diagnostika“, kde bude možné využít vyvinutých diagnostických metod a horkých komor, a to pro hodnocení ozářených vzorků materiálů a po provozu v experimentálních zařízeních tohoto programu. Bude se například jednat o zařízení TEM a SEM, ale i jiných postupů. Program TEO souvisí také s programem „Jaderný palivový cyklus“ (JPC) skrze vývoj materiálů používaných pro pokrytí paliva a využití analytických zařízení pro studium povrchů materiálů, zejména zařízení SIMS. Pro účely studia a návrhu materiálů pro technologické experimentální okruhy budou využity i znalosti pracovníků programu Materiálový výzkum. Znalosti pracovníků programu TEO budou využity i v programu JPC při návrhu smyčky pro práci s roztavenými solemi.

Přehled zařízení

Vedoucí programu

Ing. Karel Samec