Daneš Burket Centrum výzkumu Řež. Veletrh Věda Výzkum Inovace Brno, březen 2017

Transkript

1 Využití výsledků projektu SUSEN a výzkumných infrastruktur v Řeži pro účast českého průmyslu a výzkumu na mezinárodních inovačních projektech jaderných technologií Daneš Burket Centrum výzkumu Řež Veletrh Věda Výzkum Inovace Brno, březen 2017

2 Centrum výzkumu Řež 1

3 Centrum výzkumu Řež Výzkumná organizace založená 9. října 2002 jako 100% dceřiná společnost ÚJV Řež, a. s. Významná výzkumná a experimentální infrastruktura včetně výzkumných reaktorů LVR-15 a LR-0 a technologických experimentálních smyček Výzkum, vývoj a inovace v oboru energetiky, zejména jaderné, primárně předkomerční výzkum pro ÚJV Od 2012 projekt SUSEN v rámci Operačního programu Výzkum a vývoj pro inovace Evropského fondu pro regionální rozvoj významný rozvoj infrastruktury a celé společnosti Zapojení do mezinárodního projektu výstavby výzkumného reaktoru Jules Horowitz Reactor 370 zaměstnanců, z toho 325 na hlavní pracovní poměr 2

4 Zaměření výzkumu Podpora provozu reaktorů stávající generace Výzkum a vývoj v oblasti reaktorů GEN IV Neutronová fyzika Jaderný palivový cyklus, odpady, ukládání Pokročilé chemické a analytické metody Materiálový výzkum Vývoj nových diagnostických metod Mikrostrukturní a mikrochemické analýzy Fúzní technologie Studie bezpečnosti 3

5 Výzkumný reaktor LVR-15 Materiálový výzkum (radiační zatížení materiálů) Korozní testy materiálů primárního okruhu (ve spojení s technologickými experimentálními smyčkami) Základní výzkum materiálových vlastností Ozařovací služby: Jediné pracoviště v ČR poskytující ozařovací kapacitu pro produkci radionuklidů Produkce medicínských a průmyslově používaných radioizotopů Produkce nestandardních izotopů Transmutace základních materiálů za účelem úpravy jejich charakteristik (neutronové dopování křemíku pro výrobu polovodičů, kolorování topazů) Ozařování materiálů za účelem neutronové aktivační analýzy a datování hornin 4

6 Experimentální reaktor LR-0 Lehkovodní reaktor nulového výkonu Flexibilní uspořádání aktivní zóny Studium neutronově-fyzikálních charakteristik různých typů reaktorových mříží Experimenty s různými typy vložných zón (grafit, fluoridové soli ) Kinetické a dynamické experimenty měření odezvy na změny reaktivity Experimentální ověřování kritičnosti a podkritičnosti v závislosti na parametrech aktivní zóny Verifikace výpočetních kódů 5

7 Technologické experimentální smyčky Experimentální smyčky pro modelování podmínek v jaderném reaktoru a připojených chladicích okruzích Studium mechanických, termo-hydraulických, materiálových, korozních a dalších aspektů v provozních podmínkách různých reaktorových konceptů (GEN IV) In-pile experimenty některé smyčky bude možné umístit do reaktoru LVR-15 studium fyzikálních a chemických vlivů může být doplněno o vliv radiačních podmínek Superkritická voda, vysokoteplotní helium, superkritické CO 2, tekuté kovy, fluoridové soli 6

8 Mikrostrukturální a mikrochemické laboratoře Mikrostrukturální a mikrochemické analýzy různých typů kovových i nekovových materiálů Studium radiačního poškození struktury materiálů používaných v jaderných reaktorech Vývoj nových metod detekce velmi nízkých aktivit ve velmi malých vzorcích Optické mikroskopy (LOM) Skenovací elektronový mikroskop (SEM) Transmisní elektronový mikroskop (TEM) Hmotnostní spektrometr sekundárních iontů (SIMS) Nanoindentor 7

9 Laboratoře těžkých havárií Studium materiálů a komponent jaderných elektráren v podmínkách těžkých havárií včetně podmínek reaktorů GEN IV Laboratoř LOCA modelování celého procesu havárie Vysokonapěťová zkušebna Gama ozařovna 8

10 Laboratoř studených kelímků Technologie pro vysokofrekvenční indukční ohřev Pro tavení materiálů, se kterými je jinak složité nakládat Primárně pro studium chování taveniny v průběhu těžkých havárií 9

11 NDT laboratoře Studium degradačních mechanismů pro řízené stárnutí Vývoj nových NDT metod a zkušebních těles Inspekce paliva jaderných elektráren Pokročilé metody 3D skenování 10

12 Laboratoře materiálového výzkumu Vývoj a využití širokého spektra statických i dynamických zkoušek v oblasti mechanického namáhání Hodnocení materiálových charakteristik kovových i nekovových materiálů na vzduchu i v korozním prostředí Tahové zkoušky, statické zkoušky v tlaku, statické i dynamické zkoušky v 3bodovém ohybu, měření tvrdosti, hodnocení vrubové houževnatosti Hodnocení statických i dynamických lomových charakteristik Únava, creep, vývoj nestandardních metodik 11

13 Helcza Elektronové dělo pro testování materiálů zatěžovaných extrémně vysokými tepelnými toky (první stěna zařízení ITER) Výkon až do 40 MW/m 2 12

14 Horké komory Koncept vyvinutý v CVŘ včetně projektu, výroby, výstavby a montáže 8 γ horkých komor, 2 α horké komory, 1 polohorká komora a 1 suchý bazén Studium degradace mikrostruktur materiálů a mechanických vlastností materiálů pro jaderné reaktory po dlouhodobé radiační zátěži 13

15 Projekty výzkumu a vývoje Aktuálně více než 200 projektů ve fázi řešení nebo přípravy Dotační projekty, smluvní výzkum, komerční služby Projekty aplikovaného výzkumu v rámci národních programů (TAČR, GAČR ) Účast v konsorciích mezinárodních projektů (projekty v rámci H2020 a dalších programů na podporu výzkumu a vývoje) Spolupráce s jinými laboratořemi (ORNL, Paul Scherrer Institute, JRC, CEA, SCK CEN ) Spolupráce s univerzitami (ČVUT, VUT, ZČU, MIT, University of Maryland, Georgia Institute of Technology, École polytechnique fédérale de Lausanne, Budapest University of Technology ) Spolupráce s průmyslovými partnery (ČEZ, Škoda Doosan, ČKD Blansko, Hitachi, EdF, Areva, Slovenské elektrárne, Westinghouse ) 14

16 Energy Well příležitost pro český průmysl Potřeby Uchování a rozvoj znalostí jaderných technologií v průmyslu min do Zvýšení přidané hodnoty výroby a exportu Soustředit výdaje na R&D / inovativní řešení a vývoj produktů s vysokou přidanou hodnotou Snížení investičního rizika Variabilita energetických zdrojů Nízkoemisní zdroje Energie (voda, teplo, chlad ) pro lokality bez infrastruktury Aktiva 1) Znalostní infrastruktura / 3 generace 2) Tradice inženýrské práce a projektování 3) Unikátní znalosti jaderných technologií 4) Průmysl s ambicemi v jaderných technologiích (stále, jak dlouho?) 5) Podpora obyvatelstva pro jadernou energii 6) Poptávka po práci na JE ze strany mladých inženýrů 7) Robustní infrastruktura VaV stavěná pro vývoj jaderných technologií 8) Již dosažené konkrétní výstupy 9) Světově unikátní infrastruktura a knowhow 10)Intenzivní spolupráce českých a US institucí jaderných technologiích (MoU) 15

17 Energy Well příležitost pro český průmysl CÍL Vývoj, výroba a prodej energetického zdroje, který: staví na unikátních znalostech dosažených včr stane se technologickým brandemčr vytvoří pro český průmysl obchodní příležitosti s vysokou přidanou hodnotou propojí průmysl a výzkum vývoj kterého bude integrovat široké spektrum oborů podpoří udržení a rozvoj jaderných kompetencí v ČR 16

18 Energy Well příležitost pro český průmysl Navrhujeme, aby takovým cílem byl: Malý modulární reaktor chlazený roztavenou fluoridovou solí vysoká pasivní a fyzická bezpečnost, dlouhý bezobslužný provoz, možnost modularizace systémů ve výrobních závodech a jejich transportovatelnosti na lokalitu standardními prostředky, využitelný bez ohledu na místní úroveň infrastruktury pro: dodávky elektrické energie a tepla využitelné například pro odsolování a čištění vody, zajištění dodávek energie pro uzavřené komunity, záložní systém jiných energetických zdrojů ukládání energie výrobou vodíku 17

19 Energy Well příležitost pro český průmysl Kdo je zákazník? Vysoká Technologická vyspělost země Nízká Místní in nfrastruktura Existuje Omezená nebo žádná Diverzifikace zdrojů Potřeba regulace Zdroje VP tepla pro chemický průmysl Příklad: Polsko, UK, Argentina Zajištění energie pro komunity (Aljaška, Kanada) Zajištění energie pro projekty (investiční nebo těžební projekty mezinár. firem v Africe) Zvýšení energetické nezávislosti oblasti Diverzifikace zdrojů Příklad: Saudská Arábie Stabilní ostrovy v nízkopříjmových ale stabilních zemích (Vietnam, Mongolsko, Jižní Amerika ) Mezinárodní projekty rozvoje (čistá voda, teplo, chlad, světlo / bezpečnost) 18

20 Energy Well příležitost pro český průmysl Svět Společnost NuScale podala na konci roku 2016 žádost o licenci malého modulárního reaktoru u U.S. NRC. Čínská společnost China National Nuclear Corporation chce v roce 2019 spustit prototyp malého reaktoru. Britská vláda oznámila, že chce investovat 250 mil. liber na podporu programu výzkumu a vývoje, aby se Velká Británie stala globálním lídrem v inovacích v jaderných technologiích. Česká republika Centrum výzkumu Řež navazuje na dosavadní výzkum a zahajuje projekt, jehož cílem je návrh aktivní zóny a koncepční design primárního, sekundárního a terciálního okruhu a navazujících součástí malého modulárního reaktoru na bázi vysokoteplotních fluoridových solí. Projekt se setkal s velkým ohlasem českých výzkumných organizací a průmyslových podniků na konferenci Malé jaderné reaktory 2017 ( 19

21 Centrum výzkumu Řež Hlavní 130, Řež