• 
  Katedra jadrovej fyziky a techniky

• Úvod
• O nás
• Pracovníci
• Pedagogika
• Výskum
• Život katedry
• Linky
• Švoč

Laboratórium Pozitrónovej Anihilácie

Projekty

Tím prof. Slugeňa v spolupráci so slovenskými (SE ENEL, a.s., JAVYS, a.s., VUJE, a.s.) ako aj zahraničnými organizáciami (JRC Petten, Forschungszentrum Karlsruhe) pracuje na viacerých projektoch:

Domáce:

• Štúdia mechanizmov poškodenia JP, používaných na ľahkovodných jadrových reaktoroch pre etapu zvyšovania výkonu blokov, Výskumná správa pre SE ENEL, a.s.
• Analýza príčin degradácií jadrového paliva typu VVER a ich vplyvu na proces nakladania s vyhoreným jadrovým palivom v podmienkach JAVYS, a.s., Výskumná správa v rámci ZoD medzi FEI STU a JAVYS, a.s.

Medzinárodné:

• Hĺbková profilácia koncentrácie radiáciou indukovaných defektov v štrukturálnych materiáloch reaktora ITER pomocou pulzného nízkoenergetického pozitrónového systému (PLEPS), 6RP
• Mikroštruturálna analýza Fe-Cr zliatin: Simulácie, pozitrónová anihilácia a Mössbauerova spektroskopia, 6RP-CSA
• Predikcia efektov radiačného poškodenia v komponentoch jadrových reaktorov, 6RP-IP
• Koordinovaná akcia v oblasti bezpečnosti reaktorov VVER, 6RP-CA
• Štúdia: Protónové ožarovanie vzoriek pomocou kaskádneho urýchľovača, Bilaterálny Sk/Hol
• Krehnutie reaktorových ocelí spracované na podporu jadrových znalostí, Bilaterálny Sk/Hol
• Štúdium radiačného krehnutia pokrokových konštrukčných materiálov jadrových zariadení, VEGA

Pre študentov:

• Bezpečnostné analýzy vybraných komponentov VVER-440.

  1. Analýza šírenia produktov štiepenia na JE VVER-440 z pohľadu ochrany do hĺbky.
  2. Aplikácia nedeštruktívnych metód (MS, PAS) pri hodnotení korózno-eróznej odolnosti a celistvosti primárneho okruhu JE VVER-440. Podrobne analyzovať systémy napájania PG chladiacou vodou.
  3. Posúdiť efektivitu náhrady rozvodov PG novými rozvodmi napájacej vody na JE typu VVER-440.
  4. Korelácia záverov z bezpečnostných analýz s výsledkami PSA.

• Radiačné poškodenie tlakovej nádoby reaktora VVER-440.

  1. Možnosti využitia vybraných nedeštruktívnych jadrovo-fyzikálnych metód na sledovanie radiačného poškodenia tlakovej nádoby. Oboznámiť sa s problematikou, spracovať odbornú rešerš literatúry so zameraním na tlakovú nádobu reaktora VVER440 a pozitrónovú anihiláciu.
  2. Zmerať a analyzovať PAS spektrá vzoriek tlakovej nádoby reaktora pomocou programov LT a MELT, porovnať ich s doteraz používaným programom POSITRONFIT.
  3. Adaptácia nových elektronických blokov za účelom zvýšenia presnosti merania doby života pozitrónov v kovových materiáloch
  4. Analyzovať zmeny v dobách života pozitrónov vo vybraných vzorkách tlakových nádob reaktora. Porovnanie západoeurópskych ocelí s ruskými z pohľadu pozitrónovej anihilácie a rôzneho externého namáhania.

• Optimalizácia prevádzky jadrového paliva.

  1. Rozbor prevádzkových charakteristík jadrového paliva. Rozbor najčastejších príčin poškodenia palivových článkov.
  2. Detekcia poškodení paliva podľa aktivity chladiva primárneho okruhu.
  3. Adaptácia modelovacích programov (TRANSURANUS, COSYMA, MCNP, ...) na modelovanie správania sa jadrového paliva v reaktore. Porovnať výsledky simulácií s prevádzkovými údajmi.
  4. Analyzovať dopady produktov štiepenia na životné prostredie s uvážením monitorovacieho systému SE-EBO a SE-EMO. Prehodnotiť akceptačné kritéria na prevádzku paliva v reaktoroch VVER-440.

• Štúdium fyzikálnych vlastností jadrového paliva.

  1. Analyzovať problematiku a vypracovať literárnu rešerš so zameraním sa na vybrané teplo-fyzikálne vlastnosti jadrového paliva.
  2. Merať tepelnú vodivosť palivových peletiek infračerveným detektorom v laboratóriu BT62 firmy FRAMATOME-ANP Erlangen (SRN).
  3. Sledovať vplyv vybraných prímesí a spekacej atmosféry na zmeny teplo-fyzikálnych parametrov paliva.

• Štúdium radiačnej degradácie materiálov fúzneho reaktora ITER.

  1. Analýza radiačnej degradácie kovových materiálov.
  2. Simulácie radiačného poškodenia vybraných materiálov reaktora ITER pomocou MCNP a „ab initio“ prístupov.
  3. Realizácia experimentálnych meraní vybraných materiálov prvej steny reaktora ITER (komponenty z Be, ocelí, CuZrCr) pomocou pozitrónovej annihilačnej spektroskopie v ožiarenom neožiarenom a tepelne namáhanom stave.

• Pravdepodobnostné bezpečnostné analýzy blokov VVER-440.

  1. Pravdepodobnostná analýza vybraných prevádzkových systémov zapojených v rôznych režimoch.
  2. Výpočty koeficientov tavenia aktívnej zóny pre definované prechodové stavy blokov VVER-440.
  3. Analýza výsledkov a ich spracovanie v zmysle trendov IAEA.

• Dynamika vodíka v kontajnmente jadrových blokov v priebehu ťažkých havárií.

  1. Analýza zdrojov vodíka pri ťažkých haváriách, fyzikálne procesy, mechanizmy a možnosti ich ovplyvňovania,
  2. Modelovanie transportu vodíka v primárnom okruhu a kontajnmente (rozbor problematiky, posúdenie neurčitostí, výpočtové analýzy typických havarijných scenárov),
  3. Rozbor potenciálu vzniku nebezpečných koncentrácií vodíka z pohľadu jeho horenia,
  4. Návrh riešení (havarijných plánov) vytipovaných prípadov v podmienkach JE VVER440/213.

• Výskum materiálov pre 4. generáciu jadrových reaktorov

  1. Analýza mechanizmov vodíkového poškodenia materiálov pokročilých jadrových reaktorov
  2. Vplyv vodíku na zmenu mechanických vlastností materiálov AISI 304, AISI 316, T91, P91, Eurofer97.
  3. Elektrochemické navodíkovanie a implantácia vodíka do vybraných vzoriek materiálov na kaskádovom urýchľovači KJFT.
  4. Experimentálne merania vzoriek uvedených materiálov pomocou Pozitrónovej anihilácie (lifetime).
  5. Zhodnotenie vodíkového poškodenia uvedených materiálov z hľadiska možnosti ich využitia v reaktoroch GenerationIV.

• Vysokoteplotné reaktory a ich využitie pri výrobe vodíka.

  1. Zhrnutie súčasných trendov a perspektívy výroby vodíka vo vysokoteplotných reaktoroch.
  2. Rozbor vytipovaných materiálov pre skladovanie vodíka Vplyv vodíku na zmenu mechanických vlastností materiálov AISI 304, AISI 316, T91, P91, Eurofer97
  3. Štúdium vzniku mriežkových defektov počas cyklickej hydrogenizácie a dehydrogenizácie La(Ni,Sn)5 pomocou pozitrónovej anihilácie.
  4. Vyhodnotenie experimentálnych meraní vo svetle súčasnýc poznatkov.

• Štúdium korózie ocelí pomocou Moessbauerovej spektroskopie.

  1. Literárna rešerš v danej oblasti
  2. Oboznámenie sa so základnými princípmi MS a spôsobom merania a vyhodnocovania MS spektier.
  3. Analýzy koróznych vrstiev materiálov vybraných ocelí jadrových zariadení pomocou MS v závislosti od korózneho prostredia simulovaného v autokláve.
  4. Možnosti optimalizácie korózneho prostredia na základe fázovej analýzy koróznych produktov.