Nukleáris üzemanyagciklus-modellek fejlesztése – a jövő megoldása?
A világ energiafogyasztása exponenciálisan növekszik az utóbbi évtizedekben. Míg 1950-ben „még csak” 28 ezer TWh volt a világ energiafelhasználása, addig 1990-ben már 98, 2017-ben pedig 157 ezer TWh volt ugyanez.
A legjelentősebb természetesen a fosszilis hordozók felhasználásának aránya, azonban lassú ütemben, de nő a szél- és napenergia felhasználásának köre is.
Az energia felhasználásának növekedését elsősorban a népességnövekedés és a gazdasági növekedés befolyásolja. Putti Krisztián, a Budapesti Műszaki Egyetem mesterszakos hallgatója szerint olyan klímapolitikai célokat kell teljesítenünk, amelyek elérésében az atomenergiának kulcsszerep jut, mert „szén-dioxid-mentes technológia lévén nem járul hozzá a globális felmelegedéshez”.
Kutatása és munkája során olyan számítógépes modellek megalkotásával foglalkozik, amelyekkel hatékonyabban lehet elvégezni olyan számításokat, amelyek az atomerőművek izotópjaival kapcsolatosak. „Ezen számítások segítségével hatékonyabban tudjuk kiaknázni a Földön lévő üzemanyagkészleteket is, illetve jelentős mértékben csökkenthetővé válik az atomerőművek veszélyes hulladékának mennyisége is” – magyarázza Putti Krisztián.
Miért ezt a kutatási témát választottad? Milyen út vezetett idáig?
Már egészen kicsi koromban elkezdtem a természettudományok iránt érdeklődni, emlékszem, hogy általános iskolásként is mennyire lenyűgözött a fizika és a kémia világa. Miután 6 évfolyamos gimnáziumba mentem, ez az érdeklődés tovább fokozódott és tanáraimnak is köszönhetően ki tudtam bennük bontakozni versenyek és szakkörökre járás formájában is. Egy rövid ideig felmerült bennem az orvosi hivatás is – szívsebésznek szerettem volna tanulni -, ám később realizáltam, hogy a mérnöki pálya lesz igazán izgalmas számomra. Ezt sikerült hamar konkretizálnom, így már tizenegyedik osztály elején biztos voltam benne, hogy energetikai mérnök szakra szeretnék jelentkezni a BME-n, azon belül is atomenergetika specializációra. Mivel mindig is az motivált, hogy a kötelezőnél valami többet tegyek és jobb legyek, ezért egyetemi felvételemet követően a tanulmányi kötelezettségeken túl már az első tavaszi szemeszterben tagja lettem az Energetikai Szakkollégiumnak, ahol lehetőségem volt rengeteg plusz tudásra és kompetenciára szert tenni. A BSc képzés előrehaladásával azonban a témaválasztásnál problémákba ütköztem, ugyanis nehezen tudtam eldönteni, hogy milyen részterület kutatását válasszam – érdeklődtem a reaktorfizika, a termohidraulika, de a radioaktív anyagok terjedése iránt is –, tartottam attól, hogy ha elköteleződöm valami mellett és nem az lesz az „igazi”, akkor mihez fogok kezdeni. Barátaim erre azt javasolták, hogy ne feltétlen témát, hanem konzulenst válasszak, a többi pedig majd megy magától. Megfogadtam ezt a tanácsukat és igazuk lett :), így végül a konzulensemnek köszönhetően kezdtem el a mostani témámmal foglalkozni.
Társadalmi szempontból miért jelent újítást a kutatásod?
Az energetikának, mint iparágnak a jelentősége és fontossága társadalmi szempontból is megkérdőjelezhetetlen. A 21. század egyik legnagyobb kérdése, hogy a népességnövekedés, gazdasági növekedés és még számos egyéb faktornak köszönhetően hogyan tudjuk kiszolgálni a növekvő energiaigényeket, mindezt úgy, hogy közben ne tegyük élhetetlenné és lakhatatlanná a Földet. Ebben az atomenergiának kulcsszerepe lesz a jövőben, tekintettel arra, hogy szén-dioxid mentes technológia. Azonban – mint mindennek – természetesen ennek is megvannak a nehézségei, hátrányai. A korlátos készletek felhasználhatóságának javításában és a veszélyes hulladék csökkentésében meghatározó szerepet fognak játszani a jelenleg kutatás alatt álló 4. generációs atomerőművek. Mivel ez az iparág nagyon komplex és bonyolult (ráadásul a biztonság a legfontosabb szempont), sokfajta irányban kell vizsgálódni, és a kutatások is eszerint haladnak. Ezek egyike az üzemanyagciklus vizsgálata, amivel én is foglalkozom. Az én témám annyiban jelent újítást, hogy a vizsgálataim során neurális hálókat alkalmazok. Ez az ún. soft-computing módszerek közé tartozik, amiket egyre gyakrabban alkalmaznak mérnöki területeken, azonban üzemanyagciklus számítások során még egyáltalán nem bevett gyakorlat. Az ötlet a franciáktól jött, akik 2014-ben publikáltak ilyen témában.
Mit gondolsz, a kutatásod alapján hol fog tartani a saját tudományágad 10 év múlva? Mit vársz a következő 10 évtől?
Az energetikában 10 év önmagában a tervezés tekintetében nem sok idő, viszont ha a változásokat és a fejlődést nézzük, akkor viszont már annál inkább. Gyakran lehet hallani szakértőktől is, hogy szinte nem lehet megjósolni, mi fog történni akár néhány éven belül. Én azt gondolom, hogy mindettől függetlenül – a fentebb írtak alapján is – a nukleáris energiatermelés és az ezzel összefüggésben lévő kutatások továbbra is meghatározóak lesznek. Körbenézve a világban egyre többen értik és érzik meg a klímaváltozásnak a hatását és kezdenek el tenni is ellene. Az utóbbi években történtek ellenére úgy látom, hogy ez az iparág is komoly fejlődés és lehetőségek előtt áll. Bízom benne, hogy 10 év múlva már a negyedik generációs kísérleti erőművek adatait és tapasztalait is fel tudjuk majd használni a kutatások során és egyre közelebb kerülünk egy fenntartható jövő biztosításához.
Czakó Miklós, NEW technology