CELE KSZTAŁCENIA w/z ENERGETYKI JĄDROWEJ

Mądralin 2013, „Nauka i technika wobec wyzwania budowy elektrowni jądrowej”, Warszawa, 13-15.02.2013
KSZTAŁCENIE W AGH
KADR
DLA ENERGETYKI JĄDROWEJ
Jerzy Janczyszyn, Stefan Taczanowski, Jerzy Cetnar
Wydział Energetyki i Paliw, Katedra Energetyki Jądrowej
Plan prezentacji
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Potrzeby
Historia
Cele kształcenia
Realizacja
Badania
Problemy
Plany
Rozkład zatrudniania
w energetyce jądrowej w czasie
90
80
70
60
50
40
technicy
2-Year
Degrees
30
4-Year
inżynierowie
Degrees
20
10
By courtesy of
K.L.Peddicord
TAMU, USA
9
8
7
6
5
4
3
2
1
Czas przed
elektrowni
Yearsuruchomieniem
Prior to Initial Plant
Operation
[a]
0
Zapotrzebowanie na kadry
w energetyce jądrowej
Mechanical
Engineers
(mgr inż.
~200 os.)
Zatrudnienie
ogółem
800÷900 os.
elektrownię
(USA)
Inżynierowie
i technicy
By courtesy of
K.L.Peddicord
TAMU, USA
(~ 600 os.)
(~100os.)
staże
u
dostawcy
Proces kształcenia kadr:
wymagania
• Podnoszenie ogólnej kultury technicznej społeczeństwa –
na poziomie edukacji szkolnej (nauczyciele)
• Edukacja uniwersytecka w oparciu o specjalistyczną kadrę
naukową na odpowiednim poziomie – studia
trzystopniowe i podyplomowe
• Rozwój kadry naukowej w oparciu o zawansowane
programy badawcze
• Finansowanie badań naukowych w obszarze inżynierii
jądrowej: programy narodowe i międzynarodowe
• Transfer wiedzy i kompetencji jądrowej z zagranicy
• Wymiana doświadczeń oraz staże zagraniczne
• Bieżące szkolenia oraz doskonalenie zawodowe personelu
Pominięcie lub ograniczenie któregoś z etapów
negatywnie wpłynie na poziom bezpieczeństwa
energetyki jądrowej
TROCHĘ CHRONOLOGII
1919 – Katedra Fizyki w AG
1961 – Instytut Techniki Jądrowej
 Studium Techniki Izotopów
Promieniotwórczych
 Sekcja Technicznej Fizyki Jądrowej
1970 – Instytut Fizyki i Techniki Jądrowej
1991 – Wydział Fizyki i Techniki Jądrowej
 Fizyka Jądrowa, Energetyka, Fizyka Medyczna i Dozymetria
2002 – Międzywydziałowa Szkoła Energetyki
 Zaawansowane Technologie Energetyczne
2009 – Wydział Energetyki i Paliw
 Energetyka Jądrowa
ABSOLWENCI
specjalności FIZYKA JĄDROWA
~300 osób przez 20 lat, bardziej znani:
• Wojciech Żurek, LANL
• Wacław Gudowski, KTH Sztokholm
• Urszula Woźnicka, IFJ
• Stefan Taczanowski, AGH
• Krzysztof Wierzbanowski, AGH
• Paweł Olko, IFJ
• Jerzy Cetnar, AGH
CELE KSZTAŁCENIA
w/z ENERGETYKI JĄDROWEJ
Zapewnienie następców i poszerzenie kadry
naukowo-dydaktycznej
Przez:
a)
działalność naukową zapewniającą możliwości
uzyskiwania stopni i tytułów naukowych w kraju
i/lub zagranicą
b)
staże dydaktyczne na wyższych uczelniach
zagranicą celem poszerzenia zakresu wykładanych
przedmiotów
c)
staże w jądrowych zakładach przemysłowych:
elektrowniach, zakładach składowania, przeróbki i
utylizacji paliwa i odpadów
CELE KSZTAŁCENIA
w/z ENERGETYKI JĄDROWEJ
Kształcenie specjalistów jądrowych dla
przemysłu
Przez:
a) zapewnienie pełnego programu kształcenia oraz
stworzenie i wyposażenie na odpowiednim poziomie
laboratoriów dydaktycznych fizyki i inżynierii reaktorów
jądrowych
b)
praktyki studenckie w przemyśle jądrowym
Dokształcanie inżynierów i techników innych
specjalności
Przez studia podyplomowe i praktyki zawodowe
WYKŁADANE PRZEDMIOTY
Przedmioty „jądrowe” na specjalności Energetyka jądrowa
(kierunek Energetyka):
Przedmiot
godz.
Energetyka jądrowa I (cały rocznik)
Fizyka współczesna
Elementy fizyki kwantowej
Jądrowe metody pomiarowe
Energetyka jądrowa II
Aspekty prawne energetyki jądrowej
Ochrona radiologiczna i dozymetria
Nowe trendy w energetyce jądrowej
Materiały reaktorowe
Metody numeryczne fizyki reaktor.
Symulatory reaktorów
Zagadnienia cieplno-przepływowe
Radiochemia
Bezpieczeństwo reaktorów
Eksploatacja reaktorów
Podstawy syntezy jądrowej
45
30
15
75
75
15
30
30
45
60
60
60
45
15
45
15
łącznie
Liczba absolwentów – ok. 10 rocznie (brak kandydatów)
660 h
STUDIA PODYPLOMOWE
W latach 2010-12 dla zainteresowanych firm
przeprowadzono studia podyplomowe dla wyższej i
średniej kadry kierowniczej
kier. Prof. Stefan Taczanowski
1. ”Energetyka jądrowa we współczesnej
elektroenergetyce” TAURON Polska Energia S.A 2009/10,
liczba abs. ~40; 150 godz. (w tym ok. 70% –
Energetyka jądrowa)
2. ”Energetyka jądrowa” TAURON Polska Energia S.A
2010/11, liczba abs. ~30; 140 godz.
3. ”Podstawy Energetyki Jądrowej” PBG S.A. 2011/12,
liczba abs. ~25; 140 godz.
TAURON Polska Energia S.A. wyraził zainteresowanie
kontynuacją Studiów Podyplomowych w 2013 r.
Główne obszary badawcze
w zakresie inżynierii jądrowej
•
Rozwój metod numerycznych Monte Carlo w
projektowaniu systemów i reaktorów jądrowych
•
Reaktory krytyczne IV generacji – analiza badawcza oraz
projektowanie:
•
–
HTR - reaktory wysokotemperaturowe chłodzone
helem
–
LFR - reaktorami prędkie chłodzonymi ołowiem
Kogeneracja jądrowa
–
NGTL – upłynnianie węgla z wykorzystaniem
reaktorów jądrowych
–
wykorzystanie wysokotemparaturowej pary do
procesów technologicznych w przemyśle chemicznym
•
Systemy sterowane akceleratorem - ADS
•
Reaktory syntezy termojądrowej
BADANIA NAUKOWE
W ostatnich latach ciągła współpraca w
Programach Ramowych UE.
Przykładowe projekty:
EURATOM Fission
1. EUROTRANS-”EUROpean Research Programme for the
TRANSmutation of High Level Nuclear Waste in an
Accelerator Driven System” (2005-2010)
2. ELSY: “European Lead-cooled SYstem” (2009)
3. LEADER- “Conceptual Design for LEAD and Gas Cooled
Fast Reactor Systems”
(2010-2013)
4. ARCHER- „Advanced High-Temperature Reactors for
Cogeneration of Heat and Electricity R&D” (2011-2015)
Polish-American Co-operation, „The Neutronics of Nuclear
Waste (Pu and Minor Actinides) Incineration Systems”,
joint project MEN/DOE-96-278; (1996-2000)
BADANIA NAUKOWE cd
KIC-InnoEnergy (European Institiute of Innovation &
Technology),
1. I_SMART-Rozwój detektorów spektrometrycznych SiC do
jednoczesnego pomiaru widma neutronów oraz
promieniowania gamma w niesprzyjającym środowisku
2. „INEPT – innovative nuclear experimental platform &
training”
EURATOM Fusion
1. PPCS-” Power Plant Conceptual Study: Conceptual design
of a HCLL reactor”, (2004-2005)
2. DEMO: “DEMO Conceptual Study” (2009)
3. NUCLEAR DATA- “Benchmark Experiments to validate
EFF/EAF data” (2007-2010)
NCBiR
1. "Technologie wspomagające rozwój bezpiecznej energetyki jądrowej„
Zadanie 2:Badania i rozwój technologii dla kontrolowanej fuzji
termojądrowej (2011-2015)
2. HTRPL- „Reaktor Wysokotemperaturowy w Polsce” (2012-2015)
PROBLEMY
Istotnym problemem na jaki napotykamy chcąc
kształcić na dobrym poziomie jest brak wsparcia ze
strony uczelni i władz ministerialnych:
• Ze względów ekonomicznych Uczelnia nie jest
zainteresowana kształceniem małych grup (kilku do 10
studentów)
• Kształcenie większych grup (>15 osób) nie jest obecnie
celowe ze względu na brak zapotrzebowania i słabe
zainteresowanie dobrych studentów tą problematyką
• Sytuację mogłyby zmienić zachęty finansowe ze strony
ministerstw, dla uczelni (dotacje) i dla studentów
(stypendia)
• Istotny jest także brak widocznej aktywności
decydentów, takiej która przekonywała by, że plany
budowy EJ są traktowane poważnie i nie zostaną
porzucone
PLANY
W planach Katedry Energetyki Jądrowej AGH są:
•
•
•
•
•
•
Promowanie w dziedzinie EJ nowych doktorów,
przyszłych następców
Rozwój tematyki wykładów w kierunku bardziej
zaawansowanych zagadnień EJ
Poprawa wyposażenia laboratoriów radiometrycznych w
nowoczesną aparaturę (brak środków)
Kształcenie w języku angielskim (częściowe lub pełne)
Korzystanie z wykładowców zagranicznych, z krajów o
dużym doświadczeniu w eksploatacji EJ
Prowadzenie studiów podyplomowych o EJ dla
nauczycieli gimnazjów, liceów oraz szkół zawodowych i
techników (konieczne dofinansowanie)
Dziękuję za uwagę
WYKŁADANE PRZEDMIOTY
Przedmioty „jądrowe” na specjalności Fizyka Jądrowa
(kierunki: Podstawowe Problemy Techniki i Fizyka Techniczna)
Przedmiot
godz.
Fizyka i technika jądrowa
Inżynieria jądrowa- reaktory
Jądrowe metody pomiarowe I, II
Detekcja promieniowania
Dozymetria i ochrona radiologiczna
Inżynieria jądrowa –akceleratory
Seminarium z fizyki jądrowej
Radiochemia
Elektronika jądrowa I, II
Metody radioznacznikowe
75
45
105
75
105
45
60
75
165
45
Liczba absolwentów – ok. 15 rocznie
WYKŁADANE PRZEDMIOTY
Przedmioty „jądrowe” na specjalności Fizyka Medyczna i Dozymetria
(kierunek Fizyka Medyczna):
Przedmiot
godz.
Dozymetria I,II,III
150
120
15
75
35
30
60
30
30
Radiochemia I, II
Radiofarmakologia
Detekcja promieniowania
Ochrona radiologiczna
Radiobiologia
Radioterapia
Medycyna nuklearna
Biologia radiacyjna
Liczba absolwentów – ok. 50 rocznie
WYKŁADANE PRZEDMIOTY
Przedmioty „jądrowe” na specjalności Energetyka
(kierunek Fizyka Techniczna):
Przedmiot
godz.
Fizyka i technika jądrowa
Energia jądrowa
Jądrowe metody pomiarowe
75
90
75
Liczba absolwentów – ok. 15 rocznie
LABORATORIA (WFiIS i WEiP)
Pracownia Radiometrii i Dozymetrii
Jądrowej
(Jądrowe Metody Pomiarowe, Dozymetria i ochrona
radiologiczna)
Pracownia Radiochemiczna
(Radiochemia)
Pracownia Detektorów
(Detekcja i spektrometria promieniowania)
Pracownie komputerowe
(Metody numeryczne fizyki reaktorów, Symulatory
reaktorów)
WSPÓŁPRACA
z IFJ PAN
Organizacja zestawu ćwiczeń na bazie specjalistycznych
laboratoriów IFJ dla studentów specjalności Fizyka Jądrowa i
Energetyka Jądrowa
z NCEJ
Praktyki dyplomowe studentów
Z KIC (UE), KTH (Szwecja), Petten (Holandia)
Studia II stopnia i doktorskie
DYPLOMY n/t ENERGETYKI JĄDROWEJ
Przykłady tematów:
• Wstępna analiza adaptacji reaktora jądrowego do upłynniania
węgla
• Wypalanie plutonu w wysokotemperaturowym reaktorze HTR
• Influence of the control rod operations on local power distribution
and burnup profile in Lead-cooled Fast Reactor (LFR)
• Analiza procesów powstawania ciepła powyłączeniowego w
reaktorze LFR pod kątem bezpieczeństwa
• Analiza wybranych elementów systemu w koncepcji kogeneracji
jądrowej
• Obliczeniowe porównanie własności fizycznych azotkowego paliwa
jądrowego z metalicznym i tlenkowym
• Analiza zastosowania programu FLUENT do obliczeń termohydraulicznych w reaktorach jądrowych
DOKTORATY n/t ENERGETYKI JĄDROWEJ
W ostatnich latach 6 doktorantów rozpoczęło pod
opieką Katedry Energetyki Jądrowej studia
doktoranckie na WEiP
Przykładowe tematy to:
Analiza czułości w modelowaniu rdzenia reaktora
jądrowego metodą Monte Carlo (Sensitivity analysis in
Monte Carlo modelling of nuclear reactor core)