Fűtőelem és Reaktoranyagok Laboratórium

      Laboratóriumvezető:

       Hózer Zoltán

       Tel: +(36-1)-392 2586

       Fax: +(36-1)-395 9293

       E-mail: hozer.zoltan@energia.mta.hu

 

 

A Fűtőelem és Reaktoranyagok Laboratóriumban az atomreaktorokban használt fűtőelemekben és különböző szerkezeti anyagokban végbemenő folyamatokat vizsgálják különböző anyagvizsgálati módszerekkel, kísérletekkel és numerikus modellezéssel. A laboratórium tevékenysége tematikailag elsősorban a paksi atomerőműben is használt VVER-440 típusú reaktorokhoz kapcsolódik, de számos projekt foglalkozik az újabb reaktor típusokkal és a fúziós technológia néhány kérdésével is. A fűtőelemes kutatások lefedik a normál üzemi állapotokat és a baleseti körülményeket, valamint a kiégett kazetták nedves és száraz átmeneti tárolását:

A fűtőelemben, normál üzemi körülmények között végbemenő változások megismerésére egyrészt az erőművekben kiégetett, másrészt a kutatóreaktorokban besugárzott üzemanyag vizsgálata nyújt lehetőséget. Ilyen információkhoz elsősorban nemzetközi együttműködések keretében jutunk hozzá (az orosz fűtőelemgyártó, az OECD Halden Reactor Project). A Budapest Kutatóreaktorban a fűtőelemek burkolatának besugárzására van lehetőség. A tervezési üzemzavarok és súlyos balesetek során fellépő jelentségek vizsgálatára a laboratóriumban számos magas hőmérsékletű berendezés létesült. Integrális mérésekre elektromosan fűtött kötegekkel a CODEX berendezés ad lehetőséget. A kisléptékű berendezésekben a fűtőelemek burkolatát képező cirkónium ötvözetek oxidációját, elridegedését, hidrogénfelvételét, képlékeny deformációját és felhasadását vizsgálják. Inaktív anyagokkal hasadási termékek kibocsátására és terjedésére is végeznek méréseket. 

A kiégett fűtőelemek átmeneti tárolásával kapcsolatban elsősorban a szivárgó kazettákból kikerülő aktivitás becslésére végeznek méréseket és számításokat. A laboratóriumban foglalkoznak az üzemanyagciklus modellezésével is. Elemzik a paksi reaktorokban eddig kiégett üzemanyag, valamint az új blokkokban keletkező kiégett kazetták végleges elhelyezésének és újrafeldolgozásának lehetőségeit. A Reaktoranyagok Csoport számos, szerkezeti anyagokkal és szerkezeti integritással foglalkozó projektet fejezett be az elmúlt években. A paksi atomerőmű részére a reaktortartály öregedés- és megbízhatósági elemzéseit végezte. Ezekben a feladatokban a szerkezeti anyagok öregedésének elemzése és a berendezések rugalmas és képlékeny alakváltozását figyelembe vevő szilárdsági (végeselem) analízise egyaránt nagy szerepet kapott. A Csoport széleskörű gyakorlattal rendelkezik a nukleáris iparban alkalmazott szerkezeti anyagok vizsgálatában. A laboratórium munkatársai között gépész és kohász mérnökök, hegesztő és anyagvizsgáló szakemberek vannak. A laboratórium rendelkezik a szerkezeti anyagok öregítéséhez szükséges berendezésekkel (neutronbesugárzó hely a Budapesti Kutatóreaktorban, termikus öregítéshez kemencék stb). Foglalkozik továbbá mechanikai anyagvizsgálattal, amely alkalmas normál és neutronsugárzásnak kitett (radioaktív) minták vizsgálatára, metallográfiával, pásztázó elektron- és alagútmikroszkópiával, neutron-radiográfiával, stb. A laboratórium természetesen minden vizsgálathoz képzett kutatókkal és technikai személyzettel rendelkezik. A paksi atomerőmű élettartam-hosszabbításának egyik legfontosabb feltétele, hogy nyomon tudjuk követni a reaktortartály szerkezeti anyagai sugárzás okozta elridegedésének mértékét. A reaktortartályok nyomás alatti hőütésének (PTS) vizsgálatához numerikus modelleket fejlesztettünk ki. A PTS vizsgálatok részeként a közelmúltban termomechanikai és törésmechanikai számításokat végeztünk. Az államilag finanszírozott NAP NUKENERG projekt keretén belül a IV. generációs reaktorok és a fúziós reaktorok szerkezeti anyagainak vizsgálatát tűztük ki célul. A próbatestek magas hőmérsékletű (max. 500˚C) besugárzása során a kúszási és fáradási jelenségeket is nyomon fogjuk követni. További fontos kutatási területeink a mestergörbe módszer alkalmazása reaktoracélok öregedésének vizsgálatára, szerkezetek falában jelenlévő maradófeszültségek mérése, valamint kerámiák sugárzás okozta öregedése.

A laboratórium munkatársai

Az MTA EK tevékenysége a FIRST-Nuclides projektben