Wiadomości branżowe

József Bánáti dołącza do projektu Paks II z wiedzą zdobytą na Węgrzech i w Skandynawii.

Opublikowano

2023. 12. 28. 11:12
Bezpieczeństwo jądrowe odgrywa szczególną rolę w projekcie Paks II w zakresie, w jakim zajmuje się nim kilka wyspecjalizowanych dziedzin: wśród nich DSA (Deterministyczna Ocena Bezpieczeństwa) jest nauką o dokładnych prognozach i unikaniu negatywnych zdarzeń. József Bánáti, uznany na całym świecie ekspert i kierownik DSA w projekcie Paks II, ukończył BME, prowadził pierwsze badania w Instytucie Badań nad Energią Atomową KFKI (AEKI), a następnie zmienił karierę, kończąc doktorat w Finlandii i pracując tam, a także w Norwegii i Szwecji, jako badacz i wykładowca w dziedzinie analizy i symulacji bezpieczeństwa jądrowego. W 2017 r. przywiózł tę wiedzę z powrotem na Węgry.

József Bánáti był zafascynowany elektrownią jądrową w Paks już w czasach licealnych: student, który był równie zainteresowany wszystkimi przedmiotami przyrodniczymi, zdecydował się studiować energetykę cieplną i jądrową na Politechnice, a później na Wydziale Mechanicznym. Podczas studiów coraz bardziej angażował się w wykorzystanie energii jądrowej: jako student czwartego roku miał okazję uczestniczyć w stażach w byłym Związku Radzieckim (Moskwa, Leningrad i Woroneż) oraz w elektrowni jądrowej Paks.

 

Już w 1985 roku napisał pracę magisterską na temat komputera

"W tamtym czasie myślałem już o możliwym temacie mojej pracy magisterskiej"", mówi, "a młody zespół inżynierów, których spotkałem w Paks, zasugerował mi temat. Napisałem więc pracę magisterską na temat symulacji numerycznej i dostrajania kontroli poziomu wody w wytwornicy pary." Symulacja komputerowa jest powszechną rzeczą w dzisiejszym świecie, ale kiedy József Bánáti pisał swoją pracę magisterską, było to dalekie od tego: "Podczas gdy inni musieli umawiać się na spotkania z taśmą dziurkowaną, komputerami wielkości pokoju, ja pracowałem na jednym z pierwszych komputerów osobistych, Sinclair Spectrum z monitorem telewizyjnym Junosty." .

Podczas obrony pracy magisterskiej jego przeciwnikiem był Ernő Petz, jeden z kierowników elektrowni w Paks (który po zmianie reżimu został również dyrektorem generalnym elektrowni jądrowej w Paks), a József Bánáti natychmiast otrzymał propozycję pracy. Jednak ze względu na sytuację rodzinną - musiał opiekować się starszymi rodzicami mieszkającymi w pobliżu stolicy - nie mógł skorzystać z okazji.

 

Pracował nad monitorowaniem stref w centrum badawczym Chillebérc

Pierwszą pracę podjął w Centralnym Instytucie Badań Fizycznych (KFKI) Węgierskiej Akademii Nauk w Csillebérc, największym niezależnym ośrodku naukowym w kraju, w którym ponad 4000 naukowców zajmowało się fizyką cząstek elementarnych i jądrową, fizyką reaktorów, informatyką i wieloma innymi dziedzinami. To właśnie w KFKI poznał i pracował nad rozwojem systemu VVER On-Line Analysis (VERONA), pierwszego systemu monitorowania stref i wizualizacji danych w elektrowni Paks. W tym systemie operator mógł już zobaczyć wykresy podsumowujące i mapy stref z pełnymi seriami danych i mógł natychmiast wykryć, który parametr miał jaką wartość w jakim zakresie. Ulepszona wersja systemu nadal działa w sterownikach blokowych Paks I.

"Po pracy nad VERONĄ zacząłem myśleć, że wolałbym skupić się na termohydraulice. (Termohydraulika to w zasadzie nauka o przepływie, badanie przepływów wielofazowych, ciśnienia, temperatury i wymiany ciepła oraz ich zależności - przyp. red.)Więc przeniosłem się z Fizyki Reaktorów - wewnątrz AEKI - do Departamentu Termohydrauliki." .

 

 

Testy bezpieczeństwa na modelu elektrowni jądrowej Paks w skali 1:2070

To właśnie tutaj József Bánáti po raz pierwszy pracował nad jednym ze skalowalnych modeli o szczególnym znaczeniu dla jego kariery w DSA, pomniejszonym modelem Paks I (1:2070) na urządzeniu o nazwie PMK (Paks Model Experiment) . "Podstawową sprawą jest to, że nie eksperymentujemy w elektrowni jądrowej! Zagrożenia bezpieczeństwa związane z postulowanymi awariami muszą być wcześniej ocenione za pomocą analitycznych (komputerowych) i laboratoryjnych metod eksperymentalnych przeprowadzonych w warunkach niejądrowych. Jest to podobne do sposobu, w jaki w medycynie eksperymenty nie są przeprowadzane bezpośrednio na ludziach, ale działanie leków można badać poprzez "prześladowanie", np. na myszach doświadczalnych. W podobny sposób możemy modelować rzeczywiste procesy elektrowni jądrowej na zminiaturyzowanym urządzeniu, w którym na przykład ogrzewanie jądrowe jest zastąpione elektrycznym źródłem ciepła. Gdy prawa podobieństwa są przestrzegane, cały proces termohydrauliczny jest teraz taki sam. Nasze obecnie bardzo zaawansowane kody komputerowe (oprogramowanie) pozwalają nam symulować proces modelowany na zminiaturyzowanej instalacji, a następnie "skalować" dane geometryczne, aby z wyprzedzeniem obliczyć konsekwencje nieprawidłowego działania, które można założyć w rzeczywistym reaktorze. W ramach kontroli możemy "zwalidować" kod, porównując wyniki eksperymentu modelowego z danymi komputerowymi, aby upewnić się, że wstępne obliczenia dotyczące na przykład wypadku pęknięcia rury w prawdziwej elektrowni są dokładne.

 

Finlandia była kolejnym przystankiem

Tymczasem wieją wiatry zmian i zbliżamy się do lat zmiany reżimu w wywiadzie. "Kiedy pracowałem nad tymi zadaniami w KFKI AEKI w Csillebérce, nadarzyła się okazja, aby przejść dalej. Pod koniec lat 80. Międzynarodowa Agencja Energii Atomowej (MAEA) wspierała Węgry grantami dla młodych naukowców, którzy mogli przez krótki czas pracować w różnych zachodnich instytutach badawczych. Wygrałem jedno z tych stypendiów w 1990 roku i wylądowałem na Politechnice w Lappeenrancie, małym fińskim miasteczku uniwersyteckim położonym nad brzegiem jeziora Saimmaa, niedaleko granicy z Rosją.

Tutaj również pracowałem nad modelem elektrowni podobnym do PMK: PACTEL (Parallel Channel Test Loop). Ten obiekt, podobnie jak Paks I, jest pomniejszonym modelem reaktora VVER 440 rosyjskiej konstrukcji (elektrownia jądrowa Loviisa) w skali 1:305. Materiał podsumowujący uzyskane tu wyniki eksperymentalne stał się później przedmiotem mojego doktoratu".

To, co pierwotnie miało być sześciomiesięcznym okresem, trwało w pełen przygód sposób. "Pod koniec mojego stypendium w MAEA, kiedy wraz z żoną pakowaliśmy się do domu, mój fiński profesor podsunął mi umowę o pracę. W międzyczasie na Węgrzech powstał już pierwszy wybrany w wolnych wyborach rząd, skończyła się blokada taksówek, niepewność gospodarcza, bezrobocie i inflacja rosły. Moje pierwotne miejsce pracy, KFKI, również przechodziło poważne zmiany. Mój pobyt w Finlandii trwał więc nieco dłużej, łącznie 11 lat. W latach 90. rynki wschodnie, z których korzystała Finlandia, załamały się. Fiński parlament dwukrotnie głosował przeciwko budowie nowej elektrowni jądrowej. Zastanawiając się nad tym, przyjąłem nominację na wizytującego badacza w Halden w Norwegii, gdzie jako Węgier mogłem uczestniczyć jako fiński delegat w dużym wspólnym projekcie badawczym OECD Halden Reactor Project przez prawie cztery lata."

 

Następne były ośrodki badawcze w Norwegii i Szwecji

W małym miasteczku Halden, na południe od granicy norwesko-szwedzkiej, József Bánáti i jego zespół badawczy opracowali kod o nazwie TEMPO (skrót od Thermal Performance Monitoring and Optimization). Oprogramowanie to nadaje się nie tylko do symulacji elektrowni jądrowych, ale także do wizualizacji danych i optymalizacji termicznej dowolnego innego procesu elektrowni.

W swojej historii życia mówi: "Tymczasem był rok 2004 i moja druga kadencja na czas określony dobiegała końca. Najmłodszy z naszych trzech synów chodził już do szkoły w Norwegii, więc powrót do Finlandii nie był łatwą opcją. Wtedy, na konferencji, ponownie spotkałem profesora Imre Pázsita, którego znałem z KFKI. Wcześniej prowadził badania w Studsvik niedaleko Sztokholmu, a później został mianowany profesorem na Chalmers University of Technology w Göteborgu. Imre już wcześniej zaprosił mnie, abym dołączył do niego w projekcie - chociaż byłem jeszcze na początku mojego oddelegowania w Halden i musiałem odmówić. Ale do 2004 roku wszystko się zmieniło. Po dokładnym rozważeniu faktu, że szwedzki i norweski są podobne, ludzie się rozumieją, a dzieci nie będą zbyt zdenerwowane zmianą języka, z przyjemnością się zgodziłem. W ramach wieloletniego projektu przeprowadziliśmy analizy bezpieczeństwa niezbędne do zwiększenia mocy bloków 3 i 4 elektrowni Ringhals, 60 kilometrów od Göteborga, wraz z zespołem badawczym z Chalmers University of Technology. W rezultacie te dwa bloki przetrwały zamknięcie i działają do dziś, ze zwiększoną mocą ponad 14%".

 

 

Po raz kolejny zmiany polityczne postawiły badacza przed trudną decyzją

"Podobnie jak Niemcy, po kilku latach, niestety, Szwedzi również zaczęli zmieniać kolor na zielony, a nawet "ciemnozielony" - chodzi o lata 2015-16 - po zmianie rządu, kiedy Zieloni dołączyli do koalicji. W wyniku machinacji radykałów (których Greta Thunberg jest obecnie wybitnym przedstawicielem), pomysł budowy jakichkolwiek nowych elektrowni jądrowych został odrzucony, a nawet zdecydowano się zamknąć te, które wciąż działały". </Z refleksją wspomina: "W edukacji i badaniach energia jądrowa stała się niemal modnym słowem. Nawet słowo "nuklearna" musiało zostać usunięte z nazwy wydziału. Zamiast tego zostaliśmy połączeni z fizyką cząstek i plazmy. Studenci zmienili kierunek, edukacja inżynierów jądrowych i finansowanie projektów badawczych zostało zredukowane niemal do zera. Dziś siedem z dwunastu szwedzkich bloków jądrowych, które kiedyś działały, zostało zamkniętych.

"Ta sytuacja postawiła mnie przed poważnym dylematem. Czy warto dalej walczyć w kraju, który odwrócił się od energetyki jądrowej, czy warto zmienić karierę w wieku 57 lat? A może lepiej byłoby wykorzystać wiedzę zdobytą na Węgrzech i w Skandynawii dla dobra własnego kraju? Tak więc pomysł powrotu do domu i zaangażowania się w rozwój Paks II pojawił się logicznie. Problem polegał na tym, że moja rodzina - moja żona i nasi synowie, którzy mieli wtedy po dwadzieścia lat - zapuściła korzenie w Szwecji i nie było realistyczne, aby przyjechali ze mną. Teraz czuję się bardzo komfortowo zawodowo w Paks i patrząc wstecz, podjąłem trudną, ale dobrą decyzję w 2017 roku. Jednak bardzo tęsknię za rodziną. Chociaż dojeżdżam do pracy 2000 km między "domem" a "tu w domu" kilka razy w roku, mój los udowadnia, że zawsze jest droga do domu, nawet jeśli czasami jest długa, a czasami wyboista...".

Praca naukowa Józsefa Bánátiego jest naznaczona prawie 80 artykułami naukowymi, materiałami konferencyjnymi i raportami z badań. Ponadto istnieje ponad 40 publikacji, w których inni badacze cytują jego osiągnięcia.

 

Ale czym jest Deterministyczna Ocena Bezpieczeństwa?

Następnie József Bánáti wyjaśni bardziej szczegółowo, na czym polega praca zespołu, którym kieruje w projekcie Paks II. "Zajmuję stanowisko kierownika obszaru DSA. W Deterministycznej Ocenie Bezpieczeństwa słowo "bezpieczeństwo" jest jasne, co oznacza, ale rozszerzyłbym słowo "deterministyczny" o kontrdefinicję: to, co jest deterministyczne, nie jest probabilistyczne, tj. nie jest probabilistyczne. Byłaby to Probabilistyczna Ocena Bezpieczeństwa (PSA) - to kolejna istniejąca dyscyplina, która mówi, jaka jest częstotliwość występowania danego zdarzenia, a więc jakie jest prawdopodobieństwo, że dana konsekwencja ostatecznie wystąpi".

"W przeciwieństwie do tego, DSA nie patrzy na szanse, mówi: jeśli wystąpi zdarzenie początkowe, jakie będą jego skutki. W tym miejscu pojawia się modelowanie procesów i przeprowadzanie symulacji komputerowych. Oznacza to, że stosując prawa fizyki w formie matematycznej i wykorzystując metody numeryczne, możemy przewidzieć wynik, przebieg i wpływ na bezpieczeństwo każdego zdarzenia początkowego, o którym mamy wystarczającą ilość informacji i które występuje w systemie, który dokładnie znamy. W naszym przypadku jest to układ termo-hydrauliczny i sterujący reaktorów typu VVER, których różne wersje miałem okazję badać kilkakrotnie w swojej karierze. Nasze zadanie polega w dużej mierze na tworzeniu modeli głównych urządzeń VVER 1200 stosowanych w reaktorach Paks II, zaprojektowanych przez projektanta, GIDROPRESS, Podolski Instytut Roszatom, oraz na symulowaniu procesów na komputerze na podstawie wstępnej dokumentacji i przeprowadzaniu analiz bezpieczeństwa niezależnych od projektanta.".

 

 

Jak mówi József Bánáti, GIDROPRESS udokumentował we wstępnym raporcie bezpieczeństwa, w jaki sposób system zareaguje na wszystkie sytuacje awaryjne przewidziane w węgierskim kodeksie bezpieczeństwa jądrowego, z bardzo szerokim marginesem bezpieczeństwa. Jak mówi: "kluczem do podejścia jest to, że jeśli kilka elektrowni miałoby ulec awarii w tym samym czasie, to w jaki sposób nadmiarowe systemy bezpieczeństwa poradzą sobie z całym procesem i czy parametry kryterialne (ciśnienie, temperatura, temperatura okładzin paliwowych, a nawet wielkość dawki) osiągną pewien limit lub czy zostaną naruszone jakiekolwiek bariery fizyczne".

 

Międzynarodowy szczyt odbył się na Węgrzech w maju 2023 r.

Na koniec z nieukrywaną dumą opowiada o tym, jak w Budapeszcie odbyło się doroczne spotkanie CAMP (Code Application and Maintenance Program) w ramach ważnej współpracy międzynarodowej. "W latach 70. XX wieku, pod nadzorem amerykańskiej Komisji Nadzoru Jądrowego (US NRC), opracowano różne kody termohydrauliczne i neutronowo-kinetyczne do modelowania procesów w elektrowniach. Później w ich rozwój i stosowanie zaangażowały się instytucje międzynarodowe. Węgry dołączyły do konwencji CAMP w latach 90-tych. Obecnie systemy kodowe dostarczane przez CAMP są używane na całym świecie, a my używamy ich do analizy planowanych bloków Paks II VVER 1200. Twórcy i użytkownicy kodów spotykają się co roku w różnych częściach świata w celu wymiany doświadczeń. Był to zatem odpowiedni moment, aby nasz kraj był gospodarzem takiej konferencji. W wyniku prawdziwego wysiłku zespołowego i dzięki sponsoringowi Paks II, w końcu udało nam się to zrobić w Budapeszcie tej wiosny. Bardzo dziękuję kierownictwu i pracownikom Paks II za ich entuzjastyczną pracę przy organizacji tego wydarzenia. Prawie stu naukowców, inżynierów, fizyków i specjalistów IT wzięło udział w bardzo udanym spotkaniu, które obejmowało szereg prezentacji i zakończyło się wizytą w jednostce 4 działającego zakładu oraz wycieczką po placu budowy nowych jednostek w Paks".

Źródło: Link

Powiązane tematy:
Continue Reading
Reklama

Popularny