Projekti / Programi
01. januar 2014
- 31. december 2019
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.03.00 |
Tehnika |
Energetika |
|
| 1.07.00 |
Naravoslovje |
Računalniško intenzivne metode in aplikacije |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| T160 |
Tehnološke vede |
Jedrsko inženirstvo in tehnologija |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 2.02 |
Tehniške in tehnološke vede |
Elektrotehnika, elektronika in informacijski inženiring |
| 1.01 |
Naravoslovne vede |
Matematika |
Raziskovalci (25)
Organizacije (2)
Povzetek
Na področju raziskav in razvoja metod za preračune reaktorjev in fuzijskih naprav bomo z uporabo natančnih računskih orodij na osnovi metode Monte Carlo za transport delcev kvantitativno ovrednotili veljavnost nekaterih približkov in fizikalnih modelov v trenutni verziji paketa CORD-2 za projektne izračune sredic lahkovodnih reaktorjev. S tako-dobljenimi referenčnimi rešitvami bomo "uglasili" CORD-2 modele. S sklopitvijo termohidravličnih modulov z moduli nevtronike bomo raziskali obnašanja zunanjega roba gorivne tabletke. Z modeliranjem fuzijskega reaktorja JET bomo razvijali metode za preračun odziva detektorjev, da bi razumeli vpliv raznih dejavnikov na odzive detektorjev na JET-u, kar bo zaradi podobne obloge prve stene tokamaka relevantno tudi za ITER in DEMO.
Na področju detekcije in analize procesov in reakcij s sevanjem načrtujemo v sklopu dolgoročnega sodelovanja z znanstveniki iz francoskega inštituta CEA izvedbo kompleksnejšega merilnega sistem na reaktorju TRIGA z uporabo večjega števila fisijskih celic za zmanjšanje odvisnosti meritev od konfiguracije sredice. Nameravamo testirati nove detektorje (zlasti takozvane samonapajalne), ki jih izdelujejo v njihovem laboratoriju. Ena od tekočih raziskav je razvoj cenenih polprevodniških detektorjev sevanja s povečano občutljivostjo za detekcijo termičnih nevtronov. S pomočjo transportnih preračunov bomo koncipirali obsevalno napravo z deležem nevtronov iz zlitja devterija in tritija, s katero bi lahko obsevali vzorce v nevtronskem polju s spektrom, podobnim fuzijskim napravam.
Na področju evalvacije jedrskih podatkov bomo nadaljevali mednarodno sodelovanje v postopkih evalvacije in validacije jedrskih podatkov in referenčnih testnih primerov, vključno z razvojem programov za analizo občutljivosti in negotovosti v izračunanih integralnih količinah.
Na področju fizike plazme so naše raziskave usmerjene v izboljševanje merilnih metod za diagnostiko robnih plazem z električnimi sondami in analizatorji. Teorijske metode, ki jih bomo pri tem uporabili omogočajo poglobljeno razumevanje temeljnih problemov formiranja potencialnih struktur pred elektrodami v plazmah, kot so stena reaktorja in površina sonde.
Na področju medicinske fizike bomo nadaljevali z raziskavami izboljšanja uspešnosti zdravljenja raka z uporabo naprednih slikovno vodenih metod. Osredotočali se bomo na razvoj in uporabo kompleksnih analitičnih metod molekularnega slikanja, predvsem pozitronske emisijske tomografije (PET) za zasledovanje uspešnosti zdravljenja tumorjev ter oceno poškodb normalnega tkiva, predvsem sevalnih poškodb, ki nastanejo pri zdravljenju raka z radioterapijo. Hkrati bomo razvijali teoretične modele razvoja in zdravljenja raka na osnovi Monte Carlo metod.
Pomen za razvoj znanosti
Program pokriva široko paleto aspektov reaktorske, sevalne in medicinske fizike, ki so predmet raziskav tudi drugod po svetu. V sklopu sorodnosti pri transpornih preračunih se navezuje tudi na prodorni področji jedrske fuzije in medicinske fizike. Rezultati bodo zato interesantni v mednarodnem merilu in objavljivi v znanstvenih revijah s tega področja. Pričakujemo vsaj 15 znanstvenih objav letno (znanstveni članki in poglavja v znanstvenih monografijah). Glede na dosedanje izkušnje pa lahko pričakujemo, da bodo naši rezultati raziskovalnega dela odmevni zlasti na naslednjih področjih:
- Deterministični in Monte Carlo izračuni obratovalnih in varnostnih parametrov raziskovalnih in PWR reaktorjev (porazdelitve in konični faktorji moči, temperaturni koeficienti reaktivnosti, gradient reaktivnosti kot funkcija zgorelosti, itd.).
- Računska podpora kalibraciji moči z izvorom D-T v fuzijskem reaktorju JET, validacija rezultatov in analiza korekcijskih faktorjev, ki je obvezen vhodni podatek pri kalibraciji.
- Razvoj eksperimentalnih testnih primerov za analize kritičnosti (sodelovanje v mednarodnem projektu International Criricality Safety Benchmark Evaluation Project).
- Analiza aktivacije po obsevanju z nevtroni naprednih materialov fisijskih in fuzijskih reaktorjev (projekt ITER in DEMO) in izračun sevalnega polja termonuklearnega reaktorja.
- Nove evaluacije jedrskih podatkov za izbrane materiale in verifikacija najnovejših jedrskih podatkovnih baz na testnih primerih za fisijske in fuzijske materiale (sodelovanje v delovnih skupinah NEA/OECD).
- Rezultati razvoja in nadgradnje matematične perturbacijske metode (račun občutljivosti na fisijski spekter, račun negotovosti v efektivnem deležu zakasnelih nevtronov), v okviru mednarodnega sodelovanja. Pri nas razviti program (SUSD3D) uporabljajo v vrsti držav v svetu (Francija, Nemčija, Nizozemska, Finska, Južna Koreja, Kanada, ZDA) kot orodje v raziskavah in v akademski sferi pri izdelavi doktorskih del.
- Prispevki k temeljnemu razumevanju formiranja plaščev in transportnih pojavov v robnih plazmah ter razvoj naprednih merilnih metod z električnimi sondami.
- Razvoj kompleksnih metod analiz medicinskih slik, predvsem pozitronske emisijske tomografije (PET) za ocenjevanje uspešnosti zdravljenja raka ter ocenjevanje poškodb normalnega tkiva, predvsem sevalnih poškodb pri radioterapiji.
Pomen za razvoj Slovenije
Programska skupina za reaktorsko fiziko je edina raziskovalna skupina s tega področja v Republiki Sloveniji, z lastnim znanjem in izkušenimi kadri in je zato sposobna podajati strokovne ocene upravnim organom za zagotavljanja jedrske varnosti, kot tudi svetovati upravljalcem jedrskih objektov v strokovnih zadevah povezanih z gorivom in gorivnim ciklom. Slovenija ima dva delujoča jedrska reaktorja, z možnostjo gradnje drugega energijskega jedskega reaktorja in izgradnje odlagališča RAO. Za vse to se pričakuje raziskovalna, razvojna in tehnična podpora programske skupine, ki se je v zadnjem desetletju občutno skrčila. Zato je zelo pomembna vzgoja kadrov na tem področju. Vodja programske skupine in par starejših raziskovalcev so edini, ki so v Sloveniji habilitirani na predmetih s področja reaktorske fizike in so nosilci vseh predmetov s tega področja pri dodiplomskih in podiplomskih programih. Programska skupina je močno vpeta tudi v magistrski študij medicinske fizike na Fakulteti za matematiko in fiziko Univerze v Ljubljani, ki je edini študijskih program namenjen izobraževanju ekspertov medicinske fizike, opredeljenih v Resoluciji o jedrski in sevalni varnosti v Republiki Sloveniji za obdobje 2013-2023. Poleg tega programska skupina redno aplicira svoje rezultate na klinične uporabnike, predvsem na Onkološkem inštitutu in Kliničnem centru. Programska skupina služi tudi Upravi za jedrsko varnost RS kot tehnična podporna organizacija (pooblaščeni izvedenec v okviru IJS): tako smo v preteklem obdobju za potrebe jedrske varnosti na področju reaktorske fizike in jedrskih materialov pripravili deset strokovnih mnenj. Skupina aplicira svoje rezultate in znanje tudi za redno delo za uporabnike, zlasti za NE Krško (projektiranje sredice in izvedba fizikalnih testov po remontu, dolgoročna pogodba do l. 2023) in za Agencijo za radioaktivne odpadke (ravnanje z visokoaktivnimi odpadki). Skupina zagotavlja tudi kadrovsko in raziskovalno podporo za vodenje in obratovanje raziskovalnega reaktorja TRIGA.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2014,
2015,
zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2014,
2015,
zaključno poročilo
