Výzkumné aktivity

Výzkumné aktivity v posledních pěti letech

2020

Provoz školního reaktoru VR-1 v roce 2020, a tím i velké výzkumné infrastruktury, byl zásadně ovlivněn celosvětovou pandemií COVID-19. Reaktor byl v provozu pouze prvních devět týdnů do 9. března, kdy nařízením vlády České republiky byly všechny vysoké školy uzavřeny až do června. V průběhu léta byly vysoké školy otevřeny pro studenty, ale již v září s nástupem druhé vlny pandemie byly školy opět uzavřeny až do konce roku. V době, kdy byly vysoké školy uzavřené, měli pracovníci reaktoru omezený přístup k reaktoru. V jarní vlně pandemie pracovníci reaktoru intenzivně pracovali na úpravě a rozšíření laboratoře IRL (Internet Reactor Laboratory) tak, aby ji mohli využívat i studenti a výzkumní pracovníci bez nutnosti využívat specializovaný hardware a software vyvinutý pro International Atomic Energy Agency. V květnu byla uvedena do provozu první verze rozšířené laboratoře IRL, která umožnila vzdálenou experimentální výuku pro studenty ČVUT a také první vzdálené experimenty pro výzkum (vývoj zařízení pro neutronové zobrazování).

I v této velmi nepříznivé pandemické době se pracovníkům reaktoru nakonec podařilo zajistit jak experimentální výuku, tak i v omezené formě a omezeném rozsahu i přístup výzkumných pracovníků k reaktoru (buď online nebo prezenčně). K nejzajímavějším výzkumným pracím v roce 2020 lze zařadit např. studium složení starověkých a středověkých mincí (ve spolupráci s Matematicko-fyzikální fakultou Univerzity Karlovy), studium chování operátorů reaktorů (ve spolupráci s Defence Academy z Velké Británie), hodnocení detektorů neutronů (ve spolupráci s VUJE Trnava na Slovensku), měření spekter gama záření nad reaktorovou nádobou a v radiálním kanálu reaktoru (ve spolupráci s Centrem výzkumu Řež), nebo vývoj zařízení pro neutronové zobrazování na výzkumných reaktorech velmi nízkého výkonu (ve spolupráci s Heinz Maier-Leibnitz Zentrum Technické univerzity v Mnichově v Německu). Studenti v rámci svých bakalářských, diplomových a dizertačních prací prováděli výzkum např. v oblasti využití neutronové aktivační analýzy historických artefaktů a vzorků životního prostředí, optimalizace kinetických parametrů reaktor VR-1 nebo výzkum s využitím neutronového generátoru typu D-D.

2021

Provoz školního reaktoru VR-1 v roce 2021, podobně jako v předchozím roce, byl významně ovlivněn celosvětovou pandemií COVID-19. V první polovině roku byly opět vysoké školy uzavřeny pro studenty, výzkumné pracovníky i návštěvy, ale pracovníci reaktoru již měli přístup k reaktoru s minimem omezení. To umožnilo provádět jak vzdálenou experimentální výuku, tak i výzkumné a vývojové práce na reaktoru, buď online s využitím laboratoře IRL (Internet Reactor Laboratory) nebo prezenčně bez účasti externích uživatelů výzkumné infrastruktury. Pandemická situace v druhé polovině roku se výrazně zlepšila a již umožnila osobní účast externích uživatelů výzkumné infrastruktury na experimentech na reaktoru.

V roce 2021 pokračoval vývoj zařízení pro neutronové zobrazování na výzkumných reaktorech velmi nízkého výkonu (ve spolupráci s Heinz Maier-Leibnitz Zentrum Technické univerzity v Mnichově v Německu). K  dalším nejzajímavějším výzkumným pracím v roce 2021 lze zařadit např. multidisciplinární výzkum složení mamutích kostí a dalších zvířecích ostatků z lokality Pálava na Moravě (ve spolupráci s Archeologickým ústavem Akademie věd v Brně) metodou neutronové aktivační analýzy, pokračovalo měření spekter gama záření nad reaktorovou nádobou a v radiálním kanálu reaktoru (ve spolupráci s Centrem výzkumu Řež), testování a hodnocení scintilačních detektorů neutronů (ve spolupráci s Defence Academy z Velké Británie), nebo byly zahájeny výzkumné práce na možnost využití generátorů neutronů pro zárukový proces. V roce 2021 bylo také dokončeno rozšíření laboratoře IRL (Internet Reactor Laboratory) pro uživatelsky přívětivé využití reaktoru a přilehlých laboratoří pro vzdálenou experimentální výuku a výzkum. Studenti v rámci svých bakalářských, diplomových a dizertačních prací pokračovali ve výzkumu v oblasti využití neutronové aktivační analýzy historických artefaktů a vzorků životního prostředí, dále např. prováděli výzkum deformace hustoty toku neutronů v aktivní zóně reaktoru v průběhu pádu řídicí tyče, zkoumali rychlé a pomalé přechodové procesy na reaktoru, nebo prováděli měření obohacení uranových vzorků pomocí neutronového generátoru typy D-D.

2022

V roce 2022 konečně odezněla pandemie COVID-19 a provoz reaktoru VR-1 se vrátil do standardního předcovidového období. Po celý rok probíhala jak standardní experimentální výuka, tak i výzkumné a vývojové práce, které již umožňovali osobní účast uživatelů na experimentech. Kromě toho v průběhu celého roku probíhala v reaktorové hale výstavba podkritického reaktoru VR-2. Výstavba významně omezila využívání ovlivnila radiálního kanálu a tím i zpozdila vývoj zařízení pro neutronové zobrazování. Rok 2022 byl také posledním rokem, kdy velkou výzkumnou infrastrukturu tvořil pouze reaktor VR-1.

K nejzajímavějším výzkumným pracím v roce 2022 lze zařadit např. pokračování výzkumu složení mamutích kostí a dalších zvířecích ostatků z lokality Pálava na Moravě (ve spolupráci s Archeologickým ústavem Akademie věd v Brně) metodou neutronové aktivační analýzy nebo pokračování měření spekter gama záření nad reaktorovou nádobou a v radiálním kanálu reaktoru (ve spolupráci s Centrem výzkumu Řež), testování radiační odolnosti nových typů teplotních sensorů využívající optická vlákna (ve spolupráci s Univerzitou Palackého v Olomouci), výzkum odolnosti želvušek na vysoké dávky gama záření a neutronů (ve spolupráci s Univerzitou Palackého v Olomouci), nebo testování pokrytí nových typů jaderných paliv pomocí neutronové aktivační analýzy. Studenti v rámci svých bakalářských, diplomových a dizertačních prací pokračovali ve výzkumu v oblasti využití neutronové aktivační analýzy historických artefaktů a vzorků životního prostředí, výzkumu deformace hustoty toku neutronů v aktivní zóně reaktoru v průběhu pádu řídicí tyče, studiu rychlých a pomalých přechodových procesů na reaktoru, nebo určování obohacení uranových vzorků pomocí neutronového generátoru typy D-D.

2023

V roce 2023 se velká výzkumná infrastruktura rozšířila na VR-1 Nuclear Experimental Hub a kromě reaktoru VR-1 do již ní patří i podkritický reaktor VR-2, šest specializovaných laboratoří a také další neutronové zdroje. V tomto roce byla také ukončena výstavba podkritického reaktoru VR-2, který v červnu dostal povolení k uvádění do provozu. V roce 2023 byl dokončen vývoj zařízení pro pro neutronové zobrazování na výzkumných reaktorech velmi nízkého výkonu (ve spolupráci s Heinz Maier-Leibnitz Zentrum Technické univerzity v Mnichově v Německu). Toto experimentální zařízení, nazvané NIFFLER, bylo uvedeno do trvalého provozu a začalo se využívat ve výuce i ve výzkumu a vývoji. V tomto roce také začal dvouletý vývoj metody k-nula (k-zero) pro určování absolutní hodnoty hmotnosti prvků metodou neutronové aktivační analýzy na výzkumných reaktorech nízkého výkonu.

K nejzajímavějším výzkumným a vývojovým pracím v roce 2023 lze zařadit např. pokračování výzkumu odolnosti želvušek na vysoké dávky gama záření a neutronů (ve spolupráci s Univerzitou Palackého v Olomouci) nebo pokračování v měření spekter gama záření nad reaktorovou nádobou a v radiálním kanálu reaktoru (ve spolupráci s Centrem výzkumu Řež). V tomto roce např. probíhalo testování neutronových generátorů typu D-D a D-T pro potenciální využití v neutronovém zobrazování (ve spolupráci s International Atomic Energy Agency a Heinz Maier-Leibnitz Zentrum v Mnichově), analýza vzorků kompozitních materiálů pomocí neutronové aktivační analýzy (ve spolupráci s Univerzitou Komenského v Bratislavě), ozařování vzorků lidských tkání v rámci výzkumu v oblasti radiační ochrany (ve spolupráci se Státním ústavem radiační ochrany), určování prvkového složení říčních lastur pomocí neutronové aktivační analýzy (ve spolupráci s Katedrou inženýrství pevných látek ČVUT), ozařování buněčných kultury fibroblastů pomocí gama záření (ve spolupráci s Bene Meat Technologies) nebo analýza vzorků kapradin (ve spolupráci s VÚKOZ). Studenti v rámci svých bakalářských, diplomových a dizertačních prací pokračovali ve výzkumu deformace hustoty toku neutronů v aktivní zóně reaktoru v průběhu pádu řídicí tyče, dále např. studovali složení starověkých a středověkých mincí, prováděli gama spektrometrická měření s HPGe detektorem nebo prováděli kalibrace HPGe detektoru s cílem co možná nejpřesněji určit minimální detektovatelné množství vybraných prvků.

2024

K nejzajímavějším výzkumným a vývojovým pracím v první polovině roku 2024 lze zařadit např. testování nových typů scintilačních detektorů pro neutronové zobrazování (ve spolupráci s Paul Scherrer Institute, Villingen ve Švýcarsku), testování detektorů pro směsná pole gama záření a neutronů (ve spolupráci s VF Černá Hora), integrální měření tzv. „Broomstick experimentˮ (ve spolupráci s Centrem výzkumu Řež), ozařování vzorků lidské krve rámci výzkumu v oblasti radiační ochrany (ve spolupráci se Státním ústavem radiační ochrany), nebo studium složení obsidiánů a vltavínů metodou k-nula (k-zero) neutronové aktivační analýzy.