Naslov

Anevtronska fuzija

Krajši opis

Nevtroni, ki nastanejo pri določenih fuzijskih reakcijah so dobrodošli, ker lahko zaradi svoje nevtralnosti nesejo energijo izven magnetnega polja. Njihova slabost je, da povzročajo aktivacijo in posledično radioaktivne odpadke, zaradi česar je rokovanje z materiali oteženo. En možnost je uporaba fuzijskih reakcij, pri katerih ne nastanejo nevtroni. vir

Naslov

Naravna radioaktivnost kot vir energije za življenje

Krajši opis

Študent analizira možnost naravne radioaktivnosti za podporo obstoju živih bitij. vir

Naslov

Reaktorji IV. generacije

Krajši opis

Študent opiše fiziko katerega od reaktorjev IV. generacije. Več info v člankih in na vir

Naslov

Laserski izvori nevtronov

Krajši opis

Študent opiše fiziko delovanja laserskih izvorov nevtronov ter njihovo uporabo vir

Naslov

Nevtronske diode

Krajši opis

Študent opiše koncepte nevtronske diode vir

Naslov

Miniaturni nevtronski izvori

Krajši opis

Študent opiše miniaturni nevtronski izvor ter možnosti uporabe vir

Naslov

Samonapajalni detektorji nevtronov

Krajši opis

študent razloži fiziko delovanja samonapajalnih detektorejv ter predstavi primere uporabe vir1 vir2

Naslov

Valovni jedrski reaktor

Krajši opis

Študent opiše fiziko valovnega reaktorja, njegove prednosti in slabosti vir1 vir2

Naslov

Proizvodnja in uporaba radioaktivnih izotopov

Krajši opis

Študent opiše proizvodnjo radioaktivnih izotopov v reaktorju in njihovo uporabo. ter pogleda v prihodnost vir1 vir2

Naslov

dopiranje Si v jedrskih reaktorjih

Krajši opis

Študent opiše in predstavi dopiranje z nevtroni, izzive, prednosti in slabosti ter njegova uporaba. vir1 vir

Naslov

izbrane teme s področja fuzijskih in fisijskih reaktorjev

Krajši opis

Tema v dogovoru z mentorjem upoštevajoč interese kandidata

Naslov

Viri nevtronov

Krajši opis

Študent opiše različne vire nevtronov, to je tisti, ki se spontano cepijo, (a,n); (g,n), reaktor, DT generator oz. pospeševalniški, spalacijski izvor (spallation source), ter jih primerja med seboj (prednosti, slabosti) vir

Naslov

Obogatevanje

Krajši opis

Študent opiše različne fizikalne principe za ločevanje izotopov. Vire se dobi pri meni. vir

Naslov

Proizvodnja kemikalij s sevanjem

Krajši opis

Študent predstavi možnost proizvodnje kemikalij s sevanjem tako s stališča kemijskih in fizikalnih mehanizmov kot tudi s stališča možnih virov sevanja vir1

Naslov

Jedrsko gnani polprevodniški laser

Krajši opis

Študent opiše fizikalni princip jedrsko gnanega polprevodniškega laserja vir

Naslov

Komunikacija z nevtroni

Krajši opis

Študent predstavi in opiše nevtrone kot nosilce informacij in njihovo uporabo za prenos podatkov in komunikacijo. vir

Naslov

Reaktorska dozimetrija

Krajši opis

Študent opiše fizikalne principe detekcije nevtronov preko aktivacijskih dozimetrov, ki se uporabljajo za meritve nevtronov v jedrskih reaktorjih. vir

Naslov

tema

Krajši opis

opis vir

Naslov

Proizvodnja kemikalij s sevanjem

Krajši opis

Študent preuči možnost proizvodnje kemikalij s sevanjem tako s stališča kemijskih in fizikalnih mehanizmov kot tudi s stališča možnih virov sevanja vir . Dodatno analizira reakcije, ki prispevajo k temu ter razmisli, kako te reakcije pospešit, recimo z dodatkom snovi, ki bi konvertirala nevtrone v žarke beta, alfa, gama ali kaj podobnega. Se pravi razišče kratkožive reakcije, ki bi producirale sevanje z nizkim linearnim prenosom energije (angl. low LET radiation). Kemijski pridelek je odvisen od hitrosti doze ter vrste sevanja. Študent z Monte Carlo programom za transport delcev MCNP izračuna LET za različne vrste in energije sevanja. Na koncu izračuna produkcijo kemikalij za nevtronski spekter, tipičen za tlačnovodni reaktor, spalacijski izvor za jedrsko fuzijo, izvor gama žarkov, ipd. Del magisterija bo namenjen tudi možnosti konverzije CO2 v bolj uporabne spojine, recimo sintetični metan ali kaj podobnega vir . Dodatno analizira, koliko kemikalij za hrano mikroorganizmov lahko nastane zaradi naravne radioaktivnosti vir, vir

Naslov

Odziv jedrskega reaktorja na sledenje bremenu

Krajši opis

Študent analizira, kako spreminjati reaktivnost močnostnega reaktorja (npr. JEK), da bo le-ta sledil bremenu. Slednjega poenostavimo tako, da bo izhodna moč sinusne ali trapezne oblike. Najprej rešuje enačbe točkovne reaktorske kinetike, nato pa preide na 1D model reaktorja ter doda simulacijo zastrupitve s 135Xe in 149Sm (srednjeročne spremembe reaktivnosti) in vpliva transmutacij kot posledice zgorevanja jedrskega goriva (dolgoročne spremembe reaktivnosti). Zaključi z 2D modelom z npr. tremi aksialni segmenti za 135Xe in preučuje, kako se pojavijo ksenonske oscilacije, kako se spremeni aksialna zgorelost v odvisnosti od frekvence zahtevan moči, ipd. Izračune na koncu validira še s programom Loadfollow.Naloga je relevantna za podporo jedrskih reaktorjev obnovljivim virom energije. Ciljni tranzienti moči so reda velikosti 10 MW/ min – 100 MW/min za reaktor z maksimalno termično močjo reda velikost 2000 MW

Naslov

Analiza sprememb fizikalnih parametrov reaktorja TRIGA zaradi redistribucije vodika v gorivu

Krajši opis

Obstaja sum, da bi s starostjo vodik v gorivnih elementih (GE) reaktorja TRIGA difundiral ven iz goriva tipa UZrH. Ker je vodik homogeno zmešan z gorivom, edinstvena lastnost TRIGA goriva in zato najpomembnejši dejavnik, ki vpliva na inherentno varnost reaktorja, je to zelo pomembno. Študent razišče literaturo na temo staranja goriva TRIGA ter naredi: analizo kritičnosti referenčnih testnih sredic (132 in 133) za različne scenarije porazdelitve vodika v UZrH, homogeno po gorivu,heteroegeno, gorivni element slika z nevtroni in določi kakšne spremembe v porazdelitvi H lahko zaznamo. Delo je pomembno s stališča varnega obratovanja reaktorja TRIGA v prihodnosti. Študent identificira in analizira, kateri parametri se spremenijo ter oceni, kakšen delež pobeglega vodika bi operater med zagonom reaktorja še lahko zaznal.

Naslov

Odziv reaktorja TRIGA na periodične spremembe reaktivnosti in jakosti nevtronskega izvora

Krajši opis

Študent analizira, kako se reaktor TRIGA odziva na periodične spremembe reaktivnosti, na periodične spremembe jakosti izvora v podkritičnem načinu obratovanja in še obeh skupaj ter analizira odziv v odvisnosti od faznega zamike med slednjima. Zadevo rešuje v 6-grupnem približku točkovne reaktorke kinetike in naredi občutljivostno analizo na jakost izvora, na hitrost in način (linearno, sinusno, eksponentno, stopničasto) spreminjanja izvora in reaktivnosti.V zadnjem delu predlaga, kako bi se to tehnično implementiralo na reaktor TRIGA na IJS, se pravi, kakšne mehanizme bi lahko uporabili za spreminjanje jakosti izvora in reaktivnosti. Primer bi bil palčka, ki bi vsebovala močen absorber nevtronov (npr. Cd) in bi jo vstavljali v merilno pozicijo oz. spreminjali njen položaj v njej.

Naslov

Evalvacija negotovosti referenčnega eksperimenta

Krajši opis

Referenčni eksperimenti se uporabljajo za validacijo računskih metod in jedrskih podatkov. Študent vzame enega od aktualčnih referenčnih eksperimentov ter z metodami za Monte carlo transportr delcev analizira eksperimentalne negotovosti v fizikalnih parametrih reaktorja zaradi negotovosti v eksperimentalnih podatkih. Dodatno izračuna negotovosti zaradi negotovostih v jedrskih podatkih. Seznam eksperimentov se vsako leto spreminja. Najnovejšega se dobi pri mentorju.

Naslov

Vpliv okolice na dozno polje zaradi nebnega sija

Krajši opis

Študent analizira vpliv okolice npr. hriba (skala, trava, gozda (pozimi/poleti) na doze zaradi nebnega sij (skyshine) okoli odprtega reaktorja. Za referenco se vzame Baikal Skyshine eksperiment ter slovensko odlagališče nizko in srednje radioaktivnih odpadkov in razišče vpliv gornjih dejavnikov na dozno polje. opis vir1 vir2

Naslov

Modelling and simulation of fusion benchmark experiments with OpenMC

Krajši opis

The candidate will develop computational models in OpenMC of fusion relevant experiments from the SINBAD database. OpenMC is a state-of-the-art open source Monte Carlo code actively being developed. An additional area of research would be the implementation of variance reduction techniques in OpenMC. opis OpenMC, Sinbad

Naslov

Dopiranje silicija v reaktorju TRIGA

Krajši opis

Kandidat izračuna oblike nevtronski polj v obsevalnih kanalih mestih reaktorja TRIGA na IJS in naredi načrt obsevanja s premikanjem vzorcev (določene velikosti), da bodo čim bolj enakomerno obsevani. Definirat se tudi kriterij za enakomerno obsevanost. Začne se s teorijo, to je obsevanje 1D, 2D (z atenuacijo in brez) in 3 D vzorcev v recimo kosinusnem profilu, nato pa se zadeva naredi še v realnem profilu izračunanem z metodo Monte Carlo. Upošteva se tudi atenuacija nevtronov in sprememba spektra znotraj samega vzorca. Izračuna se tudi absolutne flukse ter čase obsevanja.

Naslov

Ultrahladni kritični sistemi

Krajši opis

Študent analizira kritičnost ultrahladnih kritičnih sistemov kot je npr. UZrH ali UH potopljen v tekoč He. S pomočjo raziskovalcev na odseku generira jedrske preseke pri temperaturi tekočega helija in naredi analizo kritičnosti ter določi najmanjšo kritično maso različnih kombinacij urana in modertorja (polietilen, voda, težka voda,..)

Naslov

Aktivacija komponent v reaktorjih NEK in TRIGA

Krajši opis

Za varnostne analize izrabljenega jedrskega goriva potrebujemo poznati količino nabora več deset radionuklidov, iz katerih se potem lahko ocenijo različne opazljivke, kot so razpadna toplotna moč, emisijske hitrosti nevtronov in fotonov ter v končni fazi hitrosti doze. Kljub vsemu pa po volumnu in aktivnosti največji del končnega inventarja v odlagališču za radioaktivne odpadke predstavljajo odpadki iz same razgradnje, pri čemer največji prispevek prihaja iz reaktorske posode. Eden problematičnih aktivacijskih produktov je 36Cl. Zaradi relativno visoke mobilnosti je njegov delež k celotni dozi kar velik. Naloga študenta bi bila, da bi z uporabo metod za transport nevtralnih delcev ocenil aktivacijo reaktorske posode skozi njeno življenjsko dobo kot posledico obsevanja z nevtroni in fotoni, pri čemer bi identificiral radionuklide, ki poleg 36Cl pomembno prispevajo k aktivnosti, razpadni toploti in dozi reaktorske posode v odvisnosti od celotne nevtronske fluence in drugih parametrov obratovanja reaktorja.

Naslov

Aktivacija reaktorske posode NEK

Krajši opis

Aktivirana reaktorska posoda NEK predstavlja večji del radioaktivnih odpadkov ob razgradnji NEK. V skladu z meddržavnim dogovorom si republika Slovenija in Hrvaška radioaktivne odpadke razdelita na polovico po masi in aktivnosti na 1 % natančno. Študenta analizira anizotropijo v aktivaciji reaktorske posode zaradi anizotropij polnenja ter ugotovi ali je izpolnitev meddržavnega dogovora možna.

Naslov

Izračun doznega polja nevtronov in žarkov gama v okolici tokamaka TCV

Krajši opis

Študent nadgradi obstoječi model tokamaka TCV na EPFL ter ga uporabi za izračun doznih polj (nevtroni + žarki gama) med obratovanjem. Izračunane hitrosti doz primerja z meritvami ter določi negotovosti v izračunih zaradi negotovosti v poznavanju geometrije in materialov. Dodatno predlaga metode (ščitenje) za zmanjšanje hitrosti doz v komandni sobi reaktorja. vir1

Naslov

Monte Carlo transport nevtronov in idealizirani jedrski preseki

Krajši opis

Študent z metodo Monte Carlo (odprtokodni program OPENMC) izračuna rešitve za analitično rešljive probleme reaktorske fizike. Pri tem uporabi idealizirane jedrske preseke. Problemi so: izračun spektra nevtronov v področju upočasnjevanja, povprečno število trkov do termalizacije, izračun spektra termičnih nevtronov, analitična rešitev transportne enačbe, ipd. OPENMC, Analytical Benchmarks

Naslov

Uporaba radioizotopov za izdelavo oblek za ekstremen mraz

Krajši opis

Avanturisti, ki se podajo na vrhove Himalaje ter S ali J pol pogosto utrpijo ozebline na izpostavljenih okončinah. Rešitev je v oblačilih, ki bi jh grela. Pri tem je problem v masi, ki jo nosijo s seboj. Največjo energijsko gostoto imajo jedrske rekacije. Študent razišče možnost uporabe radioizotopov za gretje v ekstremnih razmerah. Najprej identificira možne kandidate (npr. Po-210), nato izračuna potrebne količine izotopov ter optimzira produkcijo tako izotopov kot izdelave oblačil (npr. termo perilo, nogavice, rokavice, čevlje.) s stališče proizvodnih poti. vir1 vir2

Naslov

Rekonstrukcija časovnega profila fluks nevtronov z aktivacijskimi detektorji

Krajši opis

Aktivacijski detektorju merijo časovno integriran fluks oz. fluenco nevtronov. V magistrskem delu bi študent analiziral možnost uporabe aktivacijskih detektorjev za določitev časovnega profila fluksa. Ideja je, da bi z uporabo kombinacij različnih aktibacijhskih nuklidov, ki imajo različne razpadne konstante in meritve nmjihove aktivacije oz. njihovih aktivacijskih produktov dekonvuliral časovni profil fluksa.

Naslov

Študija možnosti uporabe »binarnih« kontrolnih palic za uravnavanje moči v jedrskem reaktorju

Krajši opis

Jedrski reaktorji večino časa obratujejo pri konstantni moči, torej pri ničelni reaktivnosti. Vendar pa se po spremembi nivoja moči zaradi povratnih temperaturnih efektov ter formacije nuklidov iz skupine t.i. nevtronskih strupov, kot sta npr. Xe-135 in Sm-149, inherentna reaktivnost reaktorja spremeni, zaradi česar je potrebna zunanja kompenzacija. V tlačnovodnih reaktorjih (npr. NEK) se v ta namen pretežno uporablja borova kislina, ki je močan absorber nevtronov. Druga pogosto uporabljena metoda so kontrolne palice, ki pa zaradi nehomogenosti povzročajo lokalne perturbacije v nevtronskem polju, ki lahko vodijo v neželene pojave, kot so t.i. ksenonske oscilacije in/ali povečanje neenakomernosti v zgorelosti goriva, še posebej v aksialni smeri. To nehomogenost je možno zmanjšati z uporabo t.i. sivih palic, ki imajo manjšo reaktivnost in jih lahko vstavimo po celotni višini. Ideja je, da bi skonstruirali tak nabor sivih palic, katerih razmerja reaktivnosti bi bila potence števila 2, na podlagi katerih bi lahko »digitalizirali« vstavljeno reaktivnost. Namen tega magistrskega dela je preučiti praktično izvedljivost. Študent za model tipičnega tlačnovodnega reaktorja v Monte Carlo programu za transport nevtronov Serpent-FINIX:Optimizira dizajn sivih palic, tako da so njihove reaktivnosti pri popolni vstavitvi pri fiksnih obratovalnih pogojih v razmerjih potenc števila 2. Dodatno poskuša minimizirati odvisnosti njihovih reaktivnosti od obratovalnih parametrov, kot sta termična moč in zgorelost goriva.Preveri in minimizira interferenco med različnimi svežnji kontrolnih palic.Bolj splošno preveri lokalne perturbacije nevtronskega fluksa.Poskuša oceniti negotovost zaradi jedrskih podatkov.

Naslov

Feasibility study of utilisation of »binary« control rods for power adjustment in nuclear reactors

Krajši opis

oNuclear power reactors most of the time operate at constant thermal power, which correspond to zero reactivity. However, after a change of the power level, the inherent reactivity from feedback effects such as fuel and moderator temperature and so-called neutron poisons, e.g. Xe-135 and Sm-149, changes, which needs to be compensated for externally. In pressurised water reactors (PWRs), such as the one at NPP Krško, boric acid, which acts as a strong neutron absorber, is primarily used for this purpose. A second frequently used method is control rods, which due to inhomogeneity cause local perturbations in the neutron field, which may lead to undesired consequences such as so-called xenon oscillations and/or more uneven fuel burnup, especially in the axial direction. This inhomogeneity may be reduced by utilisation of so-called grey control rods, which have a lower reactivity and may be inserted over the entire active height. The idea is to construct a set of grey rods with the ratios in their reactivities assuming powers of 2. This would enable »digitalisation« of the inserted reactivity.The purpose of this master thesis is primarily a feasibility study. The student uses a computational model of a typical PWR in Monte Carlo neutron transport code Serpent-FINIX to:Optimise the design of grey rods, so that the ratios of their reactivities at full insertion assume powers of 2 at fixed operating conditions. Additionally, he/she tries to minimise their dependence of operational parameters such as thermal power and burnup.Verify and minimise the interference between different control rod assemblies. More in general study the local perturbations of the neutron flux. Estimate the uncertainties due to nuclear data.

Naslov

izbrane teme s področja fuzijskih in fisijskih reaktorjev

Krajši opis

Tema v dogovoru z mentorjem upoštevajoč interese kandidata

Naslov

naslov

Krajši opis

opis vir

Naslov

Fizikalni vidiki učinkovitosti toplotne terapije pri vbodih rib

Krajši opis

Vbod vodnih organizmov (npr. rib) je pogosta poškodba tako ribičev kot tudi počitnikarjev, ki nehote stopijo na ribo zakopano v dno. Večino teh poškodb povzročijo ribe iz družin morskih ali sladkovodnih bičev ter morskih zmajev. Za zdravljenje posledic vboda rib se v medicinski literaturi priporoča toplotna terapija; najpogosteje segrevanje prizadete okončine z namakanjem v vroči vodi (NVV oz. angleško hot water immersion – HWI). Splošno prepričanje ter večji del medicinske stroke meni, da vroča voda dvigne temperaturo tkiva in povzroči denaturacijo termolabilnega strupa. Kritika te razlage je, da bi v udu težko dosegli dovoljšno temperaturo za deaktivacijo strupa ( T > 50 °C) brez da bi nepovratno poškodovali človeško tkivo. Druga teorija pravi, da toplotna terapija povzroči modulacijo bolečinskih receptorjev v živčnem sistemu, kar povzroči zmanjšanje bolečine. Namen magisterija je ovrednotiti fizikalni vidik učinkovitosti toplotne terapije, se pravi ali lahko s toplotno terapijo v udu dosežemo dovolj visoko temperaturo, da bi prišlo do uničenja strupa ne pa tudi do nepovratnih poškodb človeškega tkiva.

Naslov

Fizika vzvratne vožnje priklopnih vozil

Krajši opis

Študent razvije matematično-fizikalni model vzvratne vožnje vozila in priklopnika. Posebej se osredotoči na analizo stabilnosti trajektorij prikolice pri vzvratni vožnji, kot so določene z različnimi parametri vozil (kot obračanja, medosna razdalja, dolžina previsa prikolice ipd.). Pripravi smernice/navodila/pomoč za voznika, ki mu olajša vzvratno vožnjo, kot npr kdaj in kam obračati volan vozila glede na položaj prikolice v vzvratnem ogledalu, da bo priklopnik šel v željeno smer. Vse se lahko pripravi kot mobilna aplikacija (lahko tudi ob zunanji podpori) vir mentorja: Miha Ravnik, Luka Snoj

Naslov

naslov

Krajši opis

opis vir

Naslov

Komunikacija z nevtroni

Krajši opis

Študent analizira možnost uporabe nevtronov za komunikacijo

Naslov

Nevtronski računalnik

Krajši opis

Študent izdela teoretične modele nevtronskih komponente kot so dioda, tranzistor, ojačevalnik, stikalo in z njimi ustvari preprost "procesor" za izvajanje računskih in logičnih operacij.

Naslov

Stabilnost jedrskih reaktorjev pri obratovanju v načinu sledenja bremenu

Krajši opis

Študent izdela podroben računski model dinamike reaktorja ter ga uporabi na električni mreži, ki vsebuje obnovljive vire in jedrsko energijo ter razišče območja stabilnost reaktorja v odvisnosti od variacije obnovljivih virov energije. Obenem optimizira fizikalne parametre reaktorja, da bo le- ta karseda stabilen in odziven,

Naslov

Transmutacija aktinidov v termičnih jedrskih reaktorjih

Krajši opis

Kandidat razišče možnost transmutacije transuranih elementov v središču gorivne tabletke klasičnega termičnega tlačnovodnega reaktorja ter kako to vpliva na fizikalne parametre reaktorja kot so konični faktorji, beta-eff, lambda, ITC, ipd.)

Naslov

Neutron production from (g,n) reactions

Krajši opis

Kandidat izboljša preseke in simulacije fotonevtronov, oz. nevtronov ki nastanejo preko (g,n) reakcij na Be in D. eksperimenti se delajo z obsevanim gorivom kot izvorom na reaktorju TRIGA.

Naslov

Razne teme s področja nevtronike fuzijskih reaktorjev

Krajši opis

Področje nevtronike fuzijskih reaktorjev se hitro razvija in spreminja, prav tako aktualna problematika zato se tema določi skupaj s kandidatom upoštevajoč takratno aktualno problematiko.

Naslov

naslov

Krajši opis

opis