1 of 8

CANUT II

PRO BEZPEČNÝ A SPOLEHLIVÝ PROVOZ JADERNÝCH ZAŘÍZENÍ

Jaderné dny 2026 • 4. kulatý stůl

prof. Ing. Zdeněk Peroutka, Ph.D.

RICE • ZČU/FEL • CANUT II

fel.zcu.cz

2 of 8

BEZPEČNOST JADERNÝCH TECHNOLOGIÍ

CANUT II – zvyšování úrovně bezpečnosti::

Systémový koncepční přístup = pokrytí problému od systémového konceptu, �přes návrh, provoz až po decommissioning

Fáze návrhu (nové instalace i retrofity)

Materiálové kvalifikace, funkční a životnostní testy

Unikátní materiálová databáze – knowledgebase

Vývoj a aplikace nových materiálů
Nové návrhové, konstrukční a výrobně-technologické postupy

Nové výpočetní a návrhové nástroje (vč. AI-supported engineeringu)
Kódy
Automatické resp. semi-automatické nástoje pro parametrickou optimalizaci
Aditivní technologie (3D tisk pro novou výrobu i opravy)
Digitální dvojčata

Bezpečnost v projektu CANUT II chápeme jako úkol pro celý životní cyklus technologie. Začínáme systémovým konceptem a návrhem, pokračujeme výrobou a provozem a počítáme také s budoucím vyřazováním zařízení.

U nových instalací i modernizací stávajících zařízení proto ověřujeme vlastnosti materiálů, funkčnost komponent a jejich životnost. Získané poznatky ukládáme do znalostních databází, aby byly využitelné i pro další návrhy a kvalifikace.

Vedle nových materiálů rozvíjíme návrhové a výpočetní nástroje, parametrickou optimalizaci, aditivní výrobu a digitální dvojčata. Nejde o izolované aktivity. Jejich propojení umožňuje posuzovat bezpečnost už ve fázi návrhu a sledovat ji po celou dobu provozu.

Zdroj: Odborná zpráva projektu CANUT II za rok 2025.

Tento snímek zasazuje uvedené výsledky do celkové struktury projektu CANUT II. Projekt má pět propojených výzkumných segmentů od jaderného paliva přes materiály a diagnostiku až po provoz elektráren a nakládání s odpady.

Výsledky FEL a RICE zasahují do několika segmentů současně. Diagnostická jednotka čerpadla řeší spolehlivost provozu. Multiplexer a Katherine patří do instrumentace. Řízení COMPASS-U a JMTCS rozvíjejí řídicí a výpočetní metody. Kondicionační systém paliva přispívá k technologiím pro SMR.

Přínosem CANUT II je právě toto propojení. Jednotlivé výsledky nevznikají izolovaně, ale navazují na potřeby dalších výzkumných pracovišť, výrobců a budoucích uživatelů.

Zdroj: Odborná zpráva projektu CANUT II za rok 2025.

3 of 8

BEZPEČNOST JADERNÝCH TECHNOLOGIÍ

CANUT II – zvyšování úrovně bezpečnosti::

Systémy kontroly řízení a instrumentace

Nová koncepční řešení
Kvalifikace nových designů a komponent
Zvyšování bezpečnosti a spolehlivosti

Vývoj HW i SW
Automatické testování (factory i side testy)

Radiační odolnost, ozařovací experimenty

Knowledgebase – radiační odolnost komponent (speciálně elektroniky)

Senzory a detektory
Autodiagnostika a systémová a komponentní diagnostika v reálném čase

4 of 8

BEZPEČNOST JADERNÝCH TECHNOLOGIÍ

CANUT II – zvyšování úrovně bezpečnosti::

Pokročilá diagnostika

Nové technologie pro on-line i off-line diagnostiku.
OFF-line diagnostika

Stavba nových diagnostických zařízení (např. robotů)
Stav zdraví a života komponent i sub-systémů (aktivní i neaktivní systémy)
Knowledgebase – správa nabytých znalostí

ON-line diagnostika

Zvyšování vestavěné inteligence – nové funkce

SKŘ (I&C)
Senzory a detektory
Autodiagnostika na úrovni komponent a subsystémů

Trendová diagnostika a pattern-based diagnostika
Digitální dvojčata

Pokročilá diagnostika má dvě vzájemně doplňující části. Off-line diagnostiku používáme při plánovaných kontrolách a odstávkách. Patří sem specializovaná měřicí zařízení, roboty a metody pro hodnocení stavu i zbývající životnosti komponent.

On-line diagnostika pracuje za provozu. Senzory a řídicí systém průběžně sledují stav zařízení, vyhodnocují trendy a hledají charakteristické vzory, které mohou upozornit na vznikající závadu.

Digitální dvojče propojuje naměřená data s modelem očekávaného chování. Znalostní databáze pak umožňuje uchovat výsledky kontrol a porovnávat je v čase. Cílem je zachytit změnu dříve, než ovlivní bezpečnost nebo dostupnost zařízení.

Zdroj: Odborná zpráva projektu CANUT II za rok 2025.

5 of 8

BEZPEČNOST JADERNÝCH TECHNOLOGIÍ

CANUT II – zvyšování úrovně bezpečnosti::

Prediktivní diagnostika a údržba

Detekce a predikce anomálních a poruchových stavů
Prediktivní údržba
Digitální dvojčata

6 of 8

DIAGNOSTIKA: OD DAT K VČASNÉMU VAROVÁNÍ

INTELIGENTNÍ JEDNOTKA PRO BOP ČERPADLO

Vyrobena, sestavena a laboratorně otestována

Zapojena do hydraulického zkušebního stendu

CO HLÍDÁ

vibrace • provoz blízko kavitace • poruchy ložisek

CÍL: závadu odhalit dříve, než ovlivní provoz

Začnu konkrétním výsledkem v diagnostice čerpadla. Zkratka BOP znamená Balance of Plant, tedy pomocné a podpůrné systémy elektrárny. Nejde o hlavní cirkulační čerpadlo primárního okruhu, ale o modelové odstředivé čerpadlo reprezentující čerpadla pomocných systémů.

V roce 2025 jsme dokončili hardware inteligentní řídicí a diagnostické jednotky. Jednotka prošla laboratorními testy a následně jsme ji zapojili do hydraulického zkušebního stendu.

Systém umožní ověřovat různé strategie řízení a současně sledovat příznaky nežádoucích stavů, například zvýšené vibrace, provoz v blízkosti kavitace nebo poruchu ložiska. Smyslem je zachytit změnu včas, ještě než ovlivní provoz nebo povede k odstávce.

Zdroj: Odborná zpráva projektu CANUT II za rok 2025, s. 51–52.

7 of 8

ODOLNÁ ELEKTRONIKA A RYCHLÁ DATA

Timepix4: čtecí zařízení Katherine dokončeno

až 350 MHit/s přes PCIe • předpětí detektoru ±1 kV

Společné testování RICE a ADVACAM

Radiačně odolný multiplexer pro COMPASS‑U

5 vzorků dosáhlo 1 000 Gy; jeden překročil 10 000 Gy

Zdroj: Odborná zpráva CANUT II za rok 2025, s. 48 a 98.

Na tomto snímku jsou dva konkrétní výsledky z oblasti instrumentace. Prvním je Katherine, čtecí zařízení pro pixelové detektory Timepix4. Dokáže zpracovávat velmi vysoký tok dat a současně zajišťuje vysoké předpětí detektoru. Zařízení jsme společně testovali s firmou ADVACAM.

Druhým výsledkem je radiačně a teplotně odolný multiplexer určený pro sběr dat tokamaku COMPASS-U. Při ozařovacích testech všech pět vzorků dosáhlo cílové dávky 1 000 Gy. Jeden vzorek pokračoval nad 10 000 Gy.

Tyto výsledky ukazují, že zkušenosti z částicové fyziky a fúzních zařízení lze využít také při vývoji spolehlivé instrumentace pro náročné prostředí jaderné energetiky.

Zdroj: Odborná zpráva projektu CANUT II za rok 2025, s. 48 a 98.

8 of 8

BUDOUCNOST JÁDRA STOJÍ NA LIDECH

FEL ZČU připravuje odborníky napříč technikou i managementem

Specializace Management jaderného inženýrství

v návaznosti na rámec IAEA INMA

bezpečnost • provoz • řízení • EMC • metrologie • elektro část JE

Otázka pro kulatý stůl: jak rychle převést výsledky do praxe a výuky?

fel.zcu.cz

Na závěr jen krátká poznámka k lidem a vzdělávání, protože tomuto tématu se podrobně věnuje předchozí kulatý stůl.

Pro FEL ZČU je důležité, aby se zkušenosti z projektů, jako je CANUT II, promítaly také do výuky. Specializace Management jaderného inženýrství propojuje technické předměty s bezpečností, provozem a řízením jaderných zařízení a navazuje na rámec IAEA INMA.

Výzkumné projekty tak nepřinášejí pouze nové technologie. Dávají studentům možnost pracovat na skutečných úlohách a připravují je na spolupráci s provozovateli a dodavateli.

Za hlavní otázku pro další diskusi proto považuji, jak výsledky výzkumu rychleji převádět do ověřování, průmyslové praxe a výuky. Děkuji za pozornost.

Zdroje: https://www.fel.zcu.cz/cs/Admission/Master-studies/management-jaderneho-inzenyrstvi.html; https://www.fel.zcu.cz/cs/Admission/Master-studies/study_plan.html.