iv. generációs reaktorok...
TRANSCRIPT
![Page 1: IV. generációs reaktorok kutatásaoldweb.reak.bme.hu/fileadmin/user_upload/felhasznalok/doczi/kismagfiz/... · francia reaktorok voltak • ASTRID: francia (EU) prototípus-reaktor](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041704/5e43d708c18cf816bb6aad59/html5/thumbnails/1.jpg)
IV. generációs reaktorok kutatása
Czifrus SzabolcsBME NTI
![Page 2: IV. generációs reaktorok kutatásaoldweb.reak.bme.hu/fileadmin/user_upload/felhasznalok/doczi/kismagfiz/... · francia reaktorok voltak • ASTRID: francia (EU) prototípus-reaktor](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041704/5e43d708c18cf816bb6aad59/html5/thumbnails/2.jpg)
Az atomenergia jelenlegi helyzete a világon
• 435 atomerőmű működik (2015. február)• 31 ország, összesen 375 000 MWe
kapacitás• 70 reaktort építenek• 56 országban 240 kutatóreaktor• 180 reaktor anyahajókon és
tengeralattjárókon
![Page 3: IV. generációs reaktorok kutatásaoldweb.reak.bme.hu/fileadmin/user_upload/felhasznalok/doczi/kismagfiz/... · francia reaktorok voltak • ASTRID: francia (EU) prototípus-reaktor](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041704/5e43d708c18cf816bb6aad59/html5/thumbnails/3.jpg)
Jelenleg működő atomerőművek
![Page 4: IV. generációs reaktorok kutatásaoldweb.reak.bme.hu/fileadmin/user_upload/felhasznalok/doczi/kismagfiz/... · francia reaktorok voltak • ASTRID: francia (EU) prototípus-reaktor](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041704/5e43d708c18cf816bb6aad59/html5/thumbnails/4.jpg)
Energiatermelés az egyes országokban
4
![Page 5: IV. generációs reaktorok kutatásaoldweb.reak.bme.hu/fileadmin/user_upload/felhasznalok/doczi/kismagfiz/... · francia reaktorok voltak • ASTRID: francia (EU) prototípus-reaktor](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041704/5e43d708c18cf816bb6aad59/html5/thumbnails/5.jpg)
Reaktorgenerációk
5
Early PrototypeReactors
Generation I
-Shippingport-Dresden, Fermi I-Magnox
Commercial PowerReactors
Generation II
-LWR-PWR, BWR-CANDU-VVER/RBMK
1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030
Generation IV
-Highly Economical-Enhanced Safety-Minimal Waste-Proliferation Resistant
-ABWR-System 80+-AP600-EPR
AdvancedLWRs
Generation III
Gen I Gen II Gen III Gen III+ Gen IV
Near-Term Deployment
Generation III+ Evolutionary designs offering improved economics
Atoms forPeace
TMI-2 Chernobyl
![Page 6: IV. generációs reaktorok kutatásaoldweb.reak.bme.hu/fileadmin/user_upload/felhasznalok/doczi/kismagfiz/... · francia reaktorok voltak • ASTRID: francia (EU) prototípus-reaktor](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041704/5e43d708c18cf816bb6aad59/html5/thumbnails/6.jpg)
Mi lehet hasadóanyag?
• Urán (235, 238?) – különbségek• Termikus reaktorok: csak 235 (miért?)
6
![Page 7: IV. generációs reaktorok kutatásaoldweb.reak.bme.hu/fileadmin/user_upload/felhasznalok/doczi/kismagfiz/... · francia reaktorok voltak • ASTRID: francia (EU) prototípus-reaktor](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041704/5e43d708c18cf816bb6aad59/html5/thumbnails/7.jpg)
Mi lehet hasadóanyag?
• Pu-239, Pu-240, Pu-241 (termikus reaktor: 239,241)
7
![Page 8: IV. generációs reaktorok kutatásaoldweb.reak.bme.hu/fileadmin/user_upload/felhasznalok/doczi/kismagfiz/... · francia reaktorok voltak • ASTRID: francia (EU) prototípus-reaktor](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041704/5e43d708c18cf816bb6aad59/html5/thumbnails/8.jpg)
Hogyan keletkeznek ezek?
8
238U(n,γ)239U reakció
![Page 9: IV. generációs reaktorok kutatásaoldweb.reak.bme.hu/fileadmin/user_upload/felhasznalok/doczi/kismagfiz/... · francia reaktorok voltak • ASTRID: francia (EU) prototípus-reaktor](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041704/5e43d708c18cf816bb6aad59/html5/thumbnails/9.jpg)
Radioizotópok keletkezése
Csoportjai: Hasadási termékekTranszurán izotópok
Hasadási termékek:Nemesgázok (Xe, Kr)Illékony hasadási termékek (I, Cs, Te)Nem illékony hasadási termékek (Ru,Ba,Mo)Transzurán izotópok (aktinoidák):
elsődleges (Pu iz.-ok)másodlagos(Np , Am, Cm)
Mi ezekkel a gond?
![Page 10: IV. generációs reaktorok kutatásaoldweb.reak.bme.hu/fileadmin/user_upload/felhasznalok/doczi/kismagfiz/... · francia reaktorok voltak • ASTRID: francia (EU) prototípus-reaktor](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041704/5e43d708c18cf816bb6aad59/html5/thumbnails/10.jpg)
Transzurán izotópok
keletkezése
10
![Page 11: IV. generációs reaktorok kutatásaoldweb.reak.bme.hu/fileadmin/user_upload/felhasznalok/doczi/kismagfiz/... · francia reaktorok voltak • ASTRID: francia (EU) prototípus-reaktor](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041704/5e43d708c18cf816bb6aad59/html5/thumbnails/11.jpg)
Mi lehet hasadóanyag? (3)
• U-233 (vajon miből keletkezik?)
11
![Page 12: IV. generációs reaktorok kutatásaoldweb.reak.bme.hu/fileadmin/user_upload/felhasznalok/doczi/kismagfiz/... · francia reaktorok voltak • ASTRID: francia (EU) prototípus-reaktor](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041704/5e43d708c18cf816bb6aad59/html5/thumbnails/12.jpg)
Hogyan keletkezik az U-233?
4. Generációs reaktorok kutatása Czifrus Szabolcs BME NTI 12
![Page 13: IV. generációs reaktorok kutatásaoldweb.reak.bme.hu/fileadmin/user_upload/felhasznalok/doczi/kismagfiz/... · francia reaktorok voltak • ASTRID: francia (EU) prototípus-reaktor](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041704/5e43d708c18cf816bb6aad59/html5/thumbnails/13.jpg)
4. generációs reaktorkoncepciók
13
• 6 típust választottak ki a kutatások céljára• Miért érdemes ezeket kutatni?• Az NTI a 6-ból 5 típus kutatásában vesz részt a kezdetek
óta (kb. egy évtizede)
![Page 14: IV. generációs reaktorok kutatásaoldweb.reak.bme.hu/fileadmin/user_upload/felhasznalok/doczi/kismagfiz/... · francia reaktorok voltak • ASTRID: francia (EU) prototípus-reaktor](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041704/5e43d708c18cf816bb6aad59/html5/thumbnails/14.jpg)
Mi a célkitűzés?• Fenntarthatóság
– Fenntartható energiatermelés az üzemanyag hatékony hasznosításával
– A radioaktív hulladék minimalizálása és kezelése, a jövő generációkra háruló terhek csökkentése
• Biztonság és megbízhatóság– Zónasérüléses balesetek rendkívül kis valószínűsége – Külső veszélyeztetés nullára szorítása
• Gazdaságosság– Élettartamra jutó költségek csökkentése (más
energiaforrásokhoz képest is alacsony értékre)– Pénzügyi kockázatok csökkentése
• Proliferáció-állóság és fizikai védelem– Ne legyenek vonzók a létrejövő/felhasznált anyagok– Terrorizmus ellen biztosított, magas fokú fizikai védelem
4. Generációs reaktorok kutatása Czifrus Szabolcs BME NTI 14
![Page 15: IV. generációs reaktorok kutatásaoldweb.reak.bme.hu/fileadmin/user_upload/felhasznalok/doczi/kismagfiz/... · francia reaktorok voltak • ASTRID: francia (EU) prototípus-reaktor](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041704/5e43d708c18cf816bb6aad59/html5/thumbnails/15.jpg)
A radioaktív hulladék minimalizálása
• Transzmutáció: nagyon hosszú felezési idejű radionuklidok átalakítása rövidebb felezési idejűvé
• Alkímia? ☺• Nem: valóság• Mi a fizikai alapja? -> a magfizika ☺
4. Generációs reaktorok kutatása Czifrus Szabolcs BME NTI 15
![Page 16: IV. generációs reaktorok kutatásaoldweb.reak.bme.hu/fileadmin/user_upload/felhasznalok/doczi/kismagfiz/... · francia reaktorok voltak • ASTRID: francia (EU) prototípus-reaktor](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041704/5e43d708c18cf816bb6aad59/html5/thumbnails/16.jpg)
A radioaktív hulladék minimalizálása
4. Generációs reaktorok kutatása Czifrus Szabolcs BME NTI 16
![Page 17: IV. generációs reaktorok kutatásaoldweb.reak.bme.hu/fileadmin/user_upload/felhasznalok/doczi/kismagfiz/... · francia reaktorok voltak • ASTRID: francia (EU) prototípus-reaktor](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041704/5e43d708c18cf816bb6aad59/html5/thumbnails/17.jpg)
A radioaktív hulladék minimalizálása (2)
4. Generációs reaktorok kutatása Czifrus Szabolcs BME NTI 17
![Page 18: IV. generációs reaktorok kutatásaoldweb.reak.bme.hu/fileadmin/user_upload/felhasznalok/doczi/kismagfiz/... · francia reaktorok voltak • ASTRID: francia (EU) prototípus-reaktor](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041704/5e43d708c18cf816bb6aad59/html5/thumbnails/18.jpg)
Gyorsreaktorok
• Az előbbi magfizikai okok miatt (is) érdemes gyorsreaktor építeni
• Nem lesz ebből bomba? Nem … de miért?• Gyorsreaktorok képesek a saját
üzemanyaguk előállítására • Képesek elhasználni a termikus
reaktorokból kikerülő üzemanyagot is (MOX)• Ez az üzemanyagciklus zárása
4. Generációs reaktorok kutatása Czifrus Szabolcs BME NTI 18
![Page 19: IV. generációs reaktorok kutatásaoldweb.reak.bme.hu/fileadmin/user_upload/felhasznalok/doczi/kismagfiz/... · francia reaktorok voltak • ASTRID: francia (EU) prototípus-reaktor](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041704/5e43d708c18cf816bb6aad59/html5/thumbnails/19.jpg)
19
Gen IV koncepció jellemzők – SFRNátriumhűtésű gyorsreaktor
Hűtőközeg: Na
közbenső hűtőkör
Tki: ~ 550 °C
P: 150 – 1500 MWe
fémurán vagy MOX ÜA
Előnyök:
• hulladék mennyiségének minimalizálása
• Jó uránhasznosítás
![Page 20: IV. generációs reaktorok kutatásaoldweb.reak.bme.hu/fileadmin/user_upload/felhasznalok/doczi/kismagfiz/... · francia reaktorok voltak • ASTRID: francia (EU) prototípus-reaktor](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041704/5e43d708c18cf816bb6aad59/html5/thumbnails/20.jpg)
20
Gen IV koncepció jellemzők – LFRÓlomhűtésű reaktor
Közeg: Pb vagy Pb-Bi
Tki: ~ 550 – 800 °C
P: 500 – 1200 MWe
fém urán vagy MOX ÜA
Nitrid üzemanyag
Kampányhossz: 15 – 30 év
Előnyök:
• Proliferációálló
• Passzív biztonság
• Természetes cirkulációval is működhet
![Page 21: IV. generációs reaktorok kutatásaoldweb.reak.bme.hu/fileadmin/user_upload/felhasznalok/doczi/kismagfiz/... · francia reaktorok voltak • ASTRID: francia (EU) prototípus-reaktor](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041704/5e43d708c18cf816bb6aad59/html5/thumbnails/21.jpg)
Nátriumhűtésű reaktor
• BN-600, BN-800, BN-1200: orosz reaktorok (az első kettő működik, energiát termel)
• Phoenix, Superphoenix: francia reaktorok voltak
• ASTRID: francia (EU) prototípus-reaktor
• Kína, India
4. Generációs reaktorok kutatása Czifrus Szabolcs BME NTI 21
![Page 22: IV. generációs reaktorok kutatásaoldweb.reak.bme.hu/fileadmin/user_upload/felhasznalok/doczi/kismagfiz/... · francia reaktorok voltak • ASTRID: francia (EU) prototípus-reaktor](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041704/5e43d708c18cf816bb6aad59/html5/thumbnails/22.jpg)
22
Miért folyékony fém?• Generation IV célok
– transzmutáció, aktinida égetés– ÜA ciklus zárása– Magas hőmérséklet, folyamathő hasznosítás
• távfűtés• tengervíz sótlanítás• olajfinomítás• H termelés• Stb.
• Kell: gyorsneutron-spektrum és magas kilép ő hőmérséklet
Folyékony fémek � Gáz �
Közeg
Víz �
![Page 23: IV. generációs reaktorok kutatásaoldweb.reak.bme.hu/fileadmin/user_upload/felhasznalok/doczi/kismagfiz/... · francia reaktorok voltak • ASTRID: francia (EU) prototípus-reaktor](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041704/5e43d708c18cf816bb6aad59/html5/thumbnails/23.jpg)
4. Generációs reaktorok kutatása Czifrus Szabolcs BME NTI 23
Magas nyomás Légköri nyomás Légköri nyomásátlátszó nem átlátszó átlátszóforráspont: - 883ºC > 1200ºCInert hevesen reagál enyhén reaktív
Hélium Nátrium Sóolvadék
Sóolvadék, mint hőszállító közeg
![Page 24: IV. generációs reaktorok kutatásaoldweb.reak.bme.hu/fileadmin/user_upload/felhasznalok/doczi/kismagfiz/... · francia reaktorok voltak • ASTRID: francia (EU) prototípus-reaktor](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041704/5e43d708c18cf816bb6aad59/html5/thumbnails/24.jpg)
4. Generációs reaktorok kutatása Czifrus Szabolcs BME NTI 24
Sóolvadékos reaktor
![Page 25: IV. generációs reaktorok kutatásaoldweb.reak.bme.hu/fileadmin/user_upload/felhasznalok/doczi/kismagfiz/... · francia reaktorok voltak • ASTRID: francia (EU) prototípus-reaktor](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041704/5e43d708c18cf816bb6aad59/html5/thumbnails/25.jpg)
4. Generációs reaktorok kutatása Czifrus Szabolcs BME NTI 25
Ennek aktív zónája nem tud megolvadni – már olvadt ☺
Referencia MSR paraméterei
Sóolvadékos reaktor
Reaktorparaméter Referencia érték Nettó teljesítmény, MWe Teljesítménysűrűség, MWhőm
–3 Nettó átalakítási hatásfok, % Olvadt só – belépő hőmérséklete, °C – kilépő hőmérséklete, ºC Moderátor Energiaciklus Neutronspektrum
1000 22
44-50 565
700 (850 hidrogéntermelés esetén) Grafit
Multi újrahevítésű, rekuperatív héliumos Brayton-ciklus
Termikus
![Page 26: IV. generációs reaktorok kutatásaoldweb.reak.bme.hu/fileadmin/user_upload/felhasznalok/doczi/kismagfiz/... · francia reaktorok voltak • ASTRID: francia (EU) prototípus-reaktor](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041704/5e43d708c18cf816bb6aad59/html5/thumbnails/26.jpg)
4. Generációs reaktorok kutatása Czifrus Szabolcs BME NTI 26
Fő jellemzők• Jó neutron-hasznosítás: alkalmazható aktinida égetésre
(transzmutációra) vagy hasadóanyag-tenyésztésre• Magas hűtőközeg-hőmérséklet – alkalmas lehet
hidrogéntermelésre, folyamathő hasznosításra• Sóolvadékok alacsony nyomáson tarthatók• Folyékony üzemanyag: folyamatos, üzem közbeni lehetőség
összetétel változtatására, hasadási termékek, mérgek, stb. kivonására
• Magas rendelkezésre állás• Th is hasznosítható (Th-U-233 ciklus) • Fluorid sóolvadékok: NaF/ZrF4• Sóolvadékok nem reagálnak hevesen vízzel• Kompatibilitási problémák/kérdések• Korróziós problémák
Sóolvadékos reaktor
![Page 27: IV. generációs reaktorok kutatásaoldweb.reak.bme.hu/fileadmin/user_upload/felhasznalok/doczi/kismagfiz/... · francia reaktorok voltak • ASTRID: francia (EU) prototípus-reaktor](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041704/5e43d708c18cf816bb6aad59/html5/thumbnails/27.jpg)
4. Generációs reaktorok kutatása Czifrus Szabolcs BME NTI 27
Gázhűtésű gyorsreaktor (GFR) • A GFR egy gyorsneutron-
spektrumú, héliumhűtésű, zárt üzemanyagciklusú reaktor, magas kilépési hűtőközeg-hőmérséklettel (850 °C).
• A magas hőmérséklet lehetővé teszi, hogy a GFR-hezközvetlen ciklusú gázturbinás rendszer kapcsolódjék (Brayton-ciklus), ami magas energiaátalakítási hatásfokú (~48%) villamosenergia-termelést tesz lehetővé.
• A magas kilépő hőmérséklet folyamathő előállítására, így pl. hidrogéntermelésre is alkalmassá teszi az atomerőművet.
![Page 28: IV. generációs reaktorok kutatásaoldweb.reak.bme.hu/fileadmin/user_upload/felhasznalok/doczi/kismagfiz/... · francia reaktorok voltak • ASTRID: francia (EU) prototípus-reaktor](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041704/5e43d708c18cf816bb6aad59/html5/thumbnails/28.jpg)
4. Generációs reaktorok kutatása Czifrus Szabolcs BME NTI 28
Gázhűtésű gyorsreaktor (GFR)
• A rendszer teljesen integrált kivitelben is megvalósítható, a kiégett üzemanyag reprocesszálható a helyszínen (pirometallurgiai vagy más száraz eljárással)
• Az összes hosszú életű radioizotóp (hasadási termék és aktinidák) az üzemanyagba történő helyszíni beépítését követően visszavezethetők a reaktorba transzmutálás céljából.
• Ezáltal minimalizálható a nukleáris anyagok szállítása �proliferáció-állóság.
![Page 29: IV. generációs reaktorok kutatásaoldweb.reak.bme.hu/fileadmin/user_upload/felhasznalok/doczi/kismagfiz/... · francia reaktorok voltak • ASTRID: francia (EU) prototípus-reaktor](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041704/5e43d708c18cf816bb6aad59/html5/thumbnails/29.jpg)
4. Generációs reaktorok kutatása Czifrus Szabolcs BME NTI 29
Gázhűtésű gyorsreaktor (GFR)
• Különböző típusú üzemanyagok jöhetnek szóba a magas hőmérsékletű üzem feltételei között.
• A kemény gyorsneutron-spektrum jó hasadóanyag-újratermelő képességet (legalább egységnyi tenyésztési tényezőt) és magas transzmutációs hatékonyságot kölcsönöz a rendszernek.
• Az előbbi a rendelkezésre álló nukleáris üzemanyagkészletek —köztük a szegényített uránt tartalmazó dúsítási maradék —hatékony hasznosítását, az utóbbi a hosszú életű transzuránokat tartalmazó radioaktív hulladékok mennyiségének minimalizálását eredményezi.
![Page 30: IV. generációs reaktorok kutatásaoldweb.reak.bme.hu/fileadmin/user_upload/felhasznalok/doczi/kismagfiz/... · francia reaktorok voltak • ASTRID: francia (EU) prototípus-reaktor](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041704/5e43d708c18cf816bb6aad59/html5/thumbnails/30.jpg)
4. Generációs reaktorok kutatása Czifrus Szabolcs BME NTI 30
Gázhűtésű gyorsreaktor (GFR)
• Prototípusa az ALLEGRO lesz• Visegrádi együttműködés• Nagyon komoly magyar részvétellel• Szlovákiában épülhet meg• 75 MW kísérleti reaktor• Rozsdamentes acél burkolat, MOX üzemanyag• Keramikus üzemanyag tesztelése• Kiterjedt kutatási program
![Page 31: IV. generációs reaktorok kutatásaoldweb.reak.bme.hu/fileadmin/user_upload/felhasznalok/doczi/kismagfiz/... · francia reaktorok voltak • ASTRID: francia (EU) prototípus-reaktor](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041704/5e43d708c18cf816bb6aad59/html5/thumbnails/31.jpg)
4. Generációs reaktorok kutatása Czifrus Szabolcs BME NTI 31
Nagyon magas hőmérsékletű reaktor (VHTR)
A termikusneutron-spektrumú, nyitott üzemanyag-ciklusú VHTR rendszert a villamosenergia-termelésen túl elsősorban magas hőmérsékletű folyamathőelőállítására szánják:
– szénelgázosítás – termokémiai
hidrogéntermelés céljából
![Page 32: IV. generációs reaktorok kutatásaoldweb.reak.bme.hu/fileadmin/user_upload/felhasznalok/doczi/kismagfiz/... · francia reaktorok voltak • ASTRID: francia (EU) prototípus-reaktor](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041704/5e43d708c18cf816bb6aad59/html5/thumbnails/32.jpg)
4. Generációs reaktorok kutatása Czifrus Szabolcs BME NTI 32
Nagyon magas hőmérsékletű reaktor (VHTR)
• Fejlesztése a grafitmoderátoros, héliumhűtésű reaktorok tekintélyes mennyiségű tapasztalatain alapul, ezért viszonylag gyors kifejlesztése és rendszerbe állítása remélhető.
• Kínában épül, Japánban működött
![Page 33: IV. generációs reaktorok kutatásaoldweb.reak.bme.hu/fileadmin/user_upload/felhasznalok/doczi/kismagfiz/... · francia reaktorok voltak • ASTRID: francia (EU) prototípus-reaktor](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041704/5e43d708c18cf816bb6aad59/html5/thumbnails/33.jpg)
4. Generációs reaktorok kutatása Czifrus Szabolcs BME NTI 33
Nagyon magas hőmérsékletű reaktor (VHTR)
• Az aktív zóna építhető hasáb alakú blokkokból, amilyen a japán HTTR, valamint a General Atomicsés mások közös fejlesztése alatt álló GT-MHR, vagy lehet golyóágyas (pebblebed), mint amilyen pl. a Dél-Afrikában fejlesztett PBMR.
• Az 1000 ºC körüli kilépő hőmérséklet alkalmas nagyon jó hatásfokú villamosenergia-termelésre és termokémiai hidrogén-előállításra egyaránt.
![Page 34: IV. generációs reaktorok kutatásaoldweb.reak.bme.hu/fileadmin/user_upload/felhasznalok/doczi/kismagfiz/... · francia reaktorok voltak • ASTRID: francia (EU) prototípus-reaktor](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041704/5e43d708c18cf816bb6aad59/html5/thumbnails/34.jpg)
4. Generációs reaktorok kutatása Czifrus Szabolcs BME NTI 34
Nagyon magas hőmérsékletű reaktor (VHTR)
• Egy ilyen feladatra dedikált 600 MWhő teljesítményű VHTR több, mint 2 millió normál m3 hidrogént képes előállítani naponta.
• A magas hőmérséklet eredményeként a villamos energiát legalább 50%-os hatásfokkal termeli.
• A hő és a villamos energia kogenerációja a VHTR-t vonzó h őforrássáteszi nagy ipari létesítményekhez.
• A 1000 ºC feletti zónakilépő hőmérséklet a nukleáris hőt képessé teszi olyan folyamatokhoz történő alkalmazásra, mint pl. az acél- és alumíniumtermelés.
Reaktorparaméter Referencia érték
Reaktorteljesítmény, MWhőHűtőközeg be/kilépő
hőmérséklete, ºCHűtőközeg be/kilépő
nyomásaHélium tömegárama, kgs-1
Átlagos teljesítménysűrűség a reaktorban, MWhőm
–3
Referencia üzemanyag
Nettó erőműhatásfok, %
600
640/1000
Folyamattól függő320
6-10ZrC-burkolatú szemcsék,
pálcák vagy golyók.>50
![Page 35: IV. generációs reaktorok kutatásaoldweb.reak.bme.hu/fileadmin/user_upload/felhasznalok/doczi/kismagfiz/... · francia reaktorok voltak • ASTRID: francia (EU) prototípus-reaktor](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041704/5e43d708c18cf816bb6aad59/html5/thumbnails/35.jpg)
4. Generációs reaktorok kutatása Czifrus Szabolcs BME NTI 35
Szuperkitikus vízhűtésű reaktor (SCWR)
![Page 36: IV. generációs reaktorok kutatásaoldweb.reak.bme.hu/fileadmin/user_upload/felhasznalok/doczi/kismagfiz/... · francia reaktorok voltak • ASTRID: francia (EU) prototípus-reaktor](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041704/5e43d708c18cf816bb6aad59/html5/thumbnails/36.jpg)
4. Generációs reaktorok kutatása Czifrus Szabolcs BME NTI 36
Szuperkritikus folyadék
Vízre: TC=373,95 °C
pC=220,64 bar
Szuperkritikus fluidum
Meredek anyagjellemző-változás a pszeudokritikus hőmérséklet szűk környezetében
![Page 37: IV. generációs reaktorok kutatásaoldweb.reak.bme.hu/fileadmin/user_upload/felhasznalok/doczi/kismagfiz/... · francia reaktorok voltak • ASTRID: francia (EU) prototípus-reaktor](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041704/5e43d708c18cf816bb6aad59/html5/thumbnails/37.jpg)
4. Generációs reaktorok kutatása Czifrus Szabolcs BME NTI 37
Műszaki nehézségek, nyitott kérdések:
• Extrém magas nyomás, magas hőmérséklet�anyagtechnológiai kérdések (szerkezeti anyagok);
• DHT (Deteorioration Heat Trasfer) jelenség, a tömegáram fluxushoz képest aránylag magas hőfluxusok esetén a hőátadási tényező eloszlás elfajulása�Szerepe?
• Negyedik hőterjedési mód: „Piston effektus”�Szerepe, dominanciája?
• Tervezéshez mérések és új eszköz használata (CFD kódok)? � Validáció szükséges!
SCWR (HPLWR)
![Page 38: IV. generációs reaktorok kutatásaoldweb.reak.bme.hu/fileadmin/user_upload/felhasznalok/doczi/kismagfiz/... · francia reaktorok voltak • ASTRID: francia (EU) prototípus-reaktor](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041704/5e43d708c18cf816bb6aad59/html5/thumbnails/38.jpg)
4. Generációs reaktorok kutatása Czifrus Szabolcs BME NTI 38
Miért használjuk a szuperkritikus vizet? Az SCW műszaki jelent ősége
• A pkrt=221 bar fölött melegítve a vizet nem lép fel fázisátalakulás � nincs forráskrízis, kiszáradás, felületi túlhevülés;
• Izobár fajhő csúcs � magasabb hűtőközeg entalpia növekedés �azonos hűtőközeg tömegáram több hőt tud elvonni � kevesebb hűtőközeg szükséges azonos blokkteljesítménynél és így kisebb szivattyúk, kisebb belső átmérőjű primerköri csövek szükségesek.
∫=∆out
in
T
T
pb dTch
Tin Tout
![Page 39: IV. generációs reaktorok kutatásaoldweb.reak.bme.hu/fileadmin/user_upload/felhasznalok/doczi/kismagfiz/... · francia reaktorok voltak • ASTRID: francia (EU) prototípus-reaktor](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022041704/5e43d708c18cf816bb6aad59/html5/thumbnails/39.jpg)
A világ energiaszükséglete
39