A BME Nukleáris Technikai Intézete által konzorciumi tagként 2020. szeptember 1-jével elnyert egyik EU/Euratom/H2020 pályázat (ECC-SMART projekt) célkitűzése közös európai-kanadai-kínai szuperkritikus vízhűtésű kis moduláris reaktorkoncepció (SCW-SMR) fejlesztése [1]. A BME NTI az ECC-SMART projekt harmadik, termohidraulikai kutatásokkal foglalkozó munkacsomagjának aktív résztvevője, negyedik munkacsomagjának vezetőjeként pedig a reaktorkoncepcióval kapcsolatos reaktorfizikai kutatásokat koordinálja.

A hallgató fő feladata az ECC-SMART projekt keretein belül tervezés alatt álló SCW-SMR reaktorkoncepció csatolt termohidraulikai és reaktorfizikai vizsgálata. Ehhez a hallgatónak meg kell ismerkednie a szuperkritikus vízhűtésű reaktorok jellemzőivel és az ECC-SMART projekt keretein belül tervezés alatt álló SCW-SMR reaktorkoncepcióval. A termohidraulikai számításokhoz meg kell ismerkednie az Apros rendszerkód működésével, és az előzetesen létrehozott Apros SCW-SMR reaktormodellel. A hallgatónak szükség esetén a modellben a reaktor kialakításával és moderátor/hűtőközeg áramlási útvonalával kapcsolatos koncepcióbeli módosításokat implementálnia kell. Az egyensúlyi reaktorállapot meghatározásához szükséges reaktorfizikai számításokhoz a hallgatónak létre kell hoznia az SCW-SMR zónakoncepció részletes Serpent 2 modelljét is, mellyel a reaktorbeli, az Apros modellben alkalmazott nodalizációnak megfelelő teljesítményeloszlást képes meghatározni. A Serpent 2 modellt úgy kell felépíteni, hogy a moderátor, hűtőközeg és üzemanyag hőmérséklet- és sűrűségeloszlását kellő pontossággal figyelembe lehessen venni.

A hallgató a termohidraulikai modellel történő részletes megismerkedést és a Serpent 2 zónamodell megépítését követően a kódok között részlegesen vagy teljesen automatizált iterációs eljárást dolgoz ki, melyet aztán az adott koncepciótervhez tartozó egyensúlyi állapot meghatározására alkalmaz. A hallgató értékeli, hogy a csatolt számítások során a reaktorfizikai modellben milyen részletességgel érdemes a termohidraulikai paramétereket figyelembe venni, a felbontás megválasztásának milyen hatása van az egyensúlyi állapot alakulására. Az eltérő nodalizációjú termohidraulikai és reaktorfizikai modellek között a hallgató alkalmas interpolációs eljárás(oka)t dolgoz ki. A hallgató feladata továbbá csatolt termohidraulikai és reaktorfizikai számítások segítségével alternatív reaktorkonstrukciók egyensúlyi állapotainak vizsgálata, melyek keretein belül vizsgálhatók például, de nem szükségszerűen alternatív üzemanyagok, kazettakialakítások, zónaelrendezések, illetve moderátor- vagy hűtőközeg áramlási útvonalak.

[1] ECC-SMART projekt weboldala a https://ecc-smart.eu/ oldalon. Internet, 2022.09.13.