A hallgató neve: | specializációja: |
A záróvizsgát szervező tanszék neve: Nukleáris Technikai Intézet |
A témavezető neve:
Zoletnik Sándor - munkahelye: Fúziós Plazmafizikai Laboratórium, Energiatudományi kutatóközpont - beosztása: Laborvezető - email címe: zoletnik.sandor@ek-cer.hu |
A konzulens neve:
Pokol Gergő - tanszéke: Nukleáris Technikai Intézet - beosztása: docens - email címe: pokol@reak.bme.hu |
A kidolgozandó feladat címe: Szilárd hidrogén pellet előállítás modellezése az ITER kísérlet részére |
A téma rövid leírása, a megoldandó legfontosabb feladatok felsorolása: A mágneses fúziós kutatások fő iránya ma a tokamak berendezés, amelyben az egyik legnagyobb probléma az úgynevezett diszrupciós instabilitás. Ennek bekövetkeztekor a plazma mágneses szerkezet hirtelen összekuszálódik és a tárolt energia ezredmásodperces időskálán elvész. Ez a jelenség hatalmas hő és mechanikai terhelést jelent a berendezésre. A mai kísérletekben a diszrupció már tud kisebb károkat okozni, de nem veszélyes a berendezés integritására. Ezzel szemben az épülő ITER kísérletben a nagyenergiás diszrupció akár olyan kárt is tud okozni, amely a berendezés több éves leállását eredményezi. A jelenleg javasolt diszrupció kezelő technológia a „shattered pellet injector” (SPI), magyarul „tört pellet belövő”, amely néhány Kelvin hőmérsékleten kondenzált hidrogén, deutérium vagy neon szilárd pelleteket gyorsít nagynyomású gázimpulzussal több száz m/s sebességre, tör össze és a keletkező jég „spray”-el juttat hirtelen nagymennyiségű anyagot a vákuumkamrába. Az ITER jelenleg 27 ilyen belövőt tervez installálni a 2025-27 közötti időszakban. Ennek a kritikus technológiának a tesztelésére az Energiatudományi Kutatóközpont Fúziós Plazmafizika Laboratóriuma (EK-FPL) 2020-ban elnyerte az ITER pályázatát egy SPI laboratórium létrehozására, amely ezt a kritikus technológiát teszteli. A berendezések üzembehelyezése jelenleg zajlik, az első kísérletek a következő hónapokban lesznek. Az ITER SPI technológia olyan nagy, 28.5x57 mm-es kriogén hidrogén pelletek előállítását igényli, melyekre még nincs tesztelt technológia. Az EK SPI laboratórium berendezéseinek tervezéséhez létrehoztunk egy modellt, amely a pellet deszublimációs folyamatát vizsgálja. A téma ennek továbbfejlesztése és csatolása az FPL ModCryo kriogén kódjához. Ezzel a teljes technológiai folyamat modellezése lehetővé válik részben az FPL SPI labor kisnyomású, részben az ITER nagynyomású folyékony hélium hűtőrendszerében. Második lépésként a modellt a hallgató továbbfejlesztené a pellet felület gyors olvasztási technológiájának kidolgozásához valamint a hidrogén gáz orto-para összetételének eltolásán alapuló gyorsított előállítás lehetőségének vizsgálatára. Sikeres előrehaladás esetén lehetőség lenne az M.Sc. tanulmányok ideje alatt az ITER berendezésnél néhány hónapos gyakornoki munkát végezni a kód adaptálására.
|
A záróvizsga kijelölt tételei: |
Dátum: |
Hallgató aláírása: |
Témavezető aláírása*: |
Tanszéki konzulens aláírása: |
A témakiírását jóváhagyom (tanszékvezető aláírása): |
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Természettudományi Kar |
1111 Budapest, Műegyetem rakpart 3. K épület I. em. 18. www.ttk.bme.hu |