Magyarországon megalapozott, Skandináviában gyarapított tudással érkezett Bánáti József a Paks II. projektbe

Bánáti Józsefet már gimnáziumi éveiben bűvkörébe vonta a Paksi Atomerőmű: a minden természettudományos tárgy iránt egyaránt érdeklődő diák részben ezért is döntött a Műegyetem, majd annak Gépészmérnöki Karának Hő- és Atomenergetika ágazata mellett. Hallgatói évei során aztán egyre közelebb került az atomenergia hasznosításához: negyedik évfolyamos hallgatóként szakmai gyakorlatokon vehetett részt az egykori Szovjetunióban (Moszkvában, Leningrádban és Voronyezsben) és a Paksi Atomerőműben.

 

Már 1985-ben számítógépen készítette a diplomamunkáját

„Ekkoriban már a diplomamunkám lehetséges témáján kezdtem el gondolkodni” – meséli – „és az a fiatal mérnökcsapat, akikkel Pakson megismerkedtem, javasolt is egy témát. Így a gőzfejlesztő vízszint-szabályozásának numerikus szimulációján és behangolásán dolgozva készítettem el a diplomamunkámat.” A számítógépes szimuláció a mai világban már megszokott dolognak számít, de amikor Bánáti József a szakdolgozatát írta, ez még korántsem volt így: „Miközben a többieknek időpontot kellett foglalniuk a lyukszalagos, szobaméretű komputerekhez, én az első személyi számítógép típusok egyikén, egy Sinclair Spectrumon dolgoztam, amelynek egy Junoszty gyártmányú tévé volt a monitora.”

Diplomamunkájának védésekor a paksi erőmű egyik vezetője, Petz Ernő volt az opponense (aki a rendszerváltás után a Paksi Atomerőmű vezérigazgatója is lett), azonnal állást is kínáltak Bánáti Józsefnek. Családi körülményei miatt azonban – a főváros közelében lakó idős szüleiről kellett gondoskodnia – nem tudott élni a lehetőséggel.

 

A csillebérci kutatóközpontban foglalkozott zónamonitorozással

Első munkahelye így a csillebérci MTA Központi Fizikai Kutatóintézet (KFKI) lett, az ország legnagyobb önálló tudományos központja, ahol több mint 4000 kutató foglalkozott részecske- és magfizikával, reaktorfizikával, informatikával és még sok minden mással. Itt, a KFKI-ban ismerkedett meg és dolgozott a VVER On-Line Analysis (VERONA) rendszer fejlesztésével, mely a paksi erőmű első zónamonitorozó és adatvizualizációs rendszere volt. Ezen az operátor már összefoglaló ábrákat, zónatérképeket látott teljes adatsorokkal, és így rögtön észlelhette, hogy milyen paraméter, milyen tartományban milyen értékeken áll. A rendszer továbbfejlesztett változata ma is működik a Paks I.-es blokkvezénylőkben.

„A VERONA-n végzett munka után kezdtem el azon gondolkodni, hogy én inkább a termohidraulikára szeretnék koncentrálni. (A termohidraulika gyakorlatilag az áramlástan, a többfázisú áramlások, nyomás, hőmérséklet és hőátadás, valamint ezek viszonyrendszerét kutató tudományág – a szerk.) Így a Reaktorfizikáról – az AEKI-ben házon belül –átjelentkeztem a Termohidraulikai Osztályra.”

 

 

A Paksi Atomerőmű 1:2070-es modelljén végzett biztonsági kísérleteket

Bánáti József itt dolgozott először a DSA-karrierje szempontjából különösen fontos skálázható modellek egyikén a PMK (Paksi Modell Kísérlet) elnevezésű berendezésen, Paks I.-nek egy (1:2070-hez arányban) lekicsinyített modelljén. „Alap dolog, hogy egy atomerőműben nem kísérletezünk! A posztulált üzemzavarok biztonsági kockázatait előre kell kiértékelni analitikus (számítógépes) és nem-nukleáris körülmények között elvégzett laboratóriumi kísérleti módszerekkel. Ez hasonló ahhoz, ahogy az orvostudományban sem végeznek kísérleteket közvetlenül az embereken, viszont a gyógyszerek hatását „leskálázva”, pl. kísérleti egereken tudjuk tanulmányozni. Ezzel analóg módon, a valós atomerőművi folyamatokat is modellezni tudjuk egy kicsinyített berendezésen, ahol pl. a nukleáris fűtést elektromos hőforrással helyettesítjük. Amennyiben a hasonlósági törvényeket betartottuk, innentől már az egész termohidraulikai folyamat ugyanúgy megy végbe. A mára már nagyon fejlett számítógépes kódjaink (szoftvereink) lehetővé teszik, hogy a kicsinyített berendezésen modellezett folyamatot is le tudjuk szimulálni, majd a geometriai adatokat „felskálázva”, előre ki tudjuk számítani a valós reaktorban feltételezhető üzemzavarok következményeit. Ellenőrzésképpen, a modellkísérlet eredményeit összehasonlítva a számítógéppel kapott adatokkal „validálni” tudjuk az adott kódot, tehát megbizonyosodhatunk arról, hogy pl. egy valós erőművi csőtöréses balesetre adott előzetes számítás mennyire lesz pontos.

 

Finnország volt a következő állomás

Közben már a változás szelei fújtak, a rendszerváltás éveihez közeledünk az interjúban. „Miközben ezeken a feladatokon dolgoztam a KFKI AEKI-ben, Csillebércen, jött egy lehetőség a szakmai továbblépésre. A ’80-as évek végén a Nemzetközi Atomenergia Ügynökség (NAÜ) Magyarországot is támogatta fiatal kutatók számára biztosított ösztöndíjakkal, akik különböző nyugati kutatóintézetekben dolgozhattak egy rövid ideig. Én 1990-ben nyertem el egy ilyen ösztöndíjat és egy szép kis finn egyetemi városba, a Lappeenranta Műszaki Egyetemre kerültem, a Saimmaa nevű tó partján, az orosz határtól nem messze.

Itt is a PMK-hoz hasonló erőművi modellkísérleteken dolgoztam: a PACTEL-en (Parallel Channel Test Loop). Ez a berendezés is, hasonlóan a Paks I.-hez, egy orosz tervezésű VVER 440-es reaktornak (a Loviisai Atomerőműnek) egy 1:305-ös arányban kicsinyített modellje. Az itt kapott kísérleti eredményeket összefoglaló anyag lett később a PhD-m témája is.”

Az eredetileg fél évre szóló időszak kalandosan folytatódott. „A finn professzorom a NAÜ-ösztöndíjam lejártakor – amikor már összecsomagoltunk feleségemmel és készültünk haza – elém tolt egy munkaszerződést. Időközben Magyarországon már megalakult az első szabadon választott kormány, túl voltunk a taxisblokádon, nőtt a gazdasági bizonytalanság, munkanélküliség, infláció. Az eredeti munkahelyemen, a KFKI-ban is nagy átalakulások mentek végbe. Így a finnországi tartózkodás is kissé hosszabbra, összesen 11 évre nyúlt. A ’90-es évek alatt a finneknek előnyös keleti piacok összeomlottak. A finn parlament ezalatt kétszer is leszavazta egy új atomerőmű építését. Ezen elgondolkodva elfogadtam egy vendégkutatói kinevezést a norvégiai Haldenbe, ahol magyar létemre finn delegáltként a Halden Reactor Project nevezetű nagy OECD együttműködésben zajló kutatásokban vehettem részt közel négy éven keresztül.”

 

Norvégia és Svédország kutatóközpontjai következtek

A norvég-svéd határ déli részén található kisvárosban, Haldenben Bánáti József és kutatócsoportja egy TEMPO nevű kódot fejlesztett. (A betűszó a Thermal Performance Monitoring and Optimization rövidítése.) Ez a szoftver nem csak atomerőművi szimulációra, hanem bármilyen más erőművi folyamat adatainak megjelenítésére és hőtani optimalizációjára is alkalmas.

Élettörténetében haladva elmeséli: „mindeközben már 2004-et írtunk és a második határozott idejű megbízatásom is a végéhez ért. Három fiunk közül már a legkisebb is norvég iskolába járt, a Finnországba való visszaköltözés már ezért sem lett volna egy könnyű opció. Ekkor egy konferencián találkoztam újra Pázsit Imre professzorral, akit még a KFKI-ból ismertem. Ő korábban a Stockholm melletti Studsvikban kutatott, majd a göteborgi Chalmers Műszaki Egyetemre nevezték ki professzornak. Imre már korábban is hívott magához egy projektre – bár akkor még a haldeni kiküldetésem elején voltam és nemet kellett mondanom. De 2004-re már megváltozott a helyzet. Alaposan átgondolva a tényt, hogy a svéd és a norvég nyelv hasonló, az emberek megértik egymást, és a gyerekeknek sem okozna akkora törést a nyelvi váltás, így hát örömmel elfogadtam az ajánlatot. Egy többéves projekt keretében a Göteborgtól 60 kilométerre lévő Ringhalsi Erőmű 3-as és 4-es blokkjának teljesítményemeléséhez szükséges biztonsági elemzéseket végeztük el a Chalmers Műszaki Egyetem kutatócsoportjával. Ennek köszönhetően ez a két blokk megúszta a bezárást, sőt, még ma is működik, több mint 14%-kal megemelt teljesítményen.”

 

 

Ismét a politikai változás állította a kutatót nehéz döntés elé

„Hasonlóan a németekhez, néhány év elteltével sajnos a svédek is elkezdtek zöldülni, sőt ’sötétzöldülni’ – ekkor már 2015-16-ban járunk – egy kormányváltás után, mikor a zöldek is bekerültek a koalícióba. A radikálisok ármánykodása következtében (akiknek ma prominens képviselője Greta Thunberg) minden új építésű atomerőmű gondolatát lesöpörték az asztalról, sőt, elhatározták, hogy a még működőket is be fogják zárni.” Elgondolkozva emlékszik vissza: „Az oktatásban, kutatásban szinte szitokszóvá vált a nukleáris energetika. Még a tanszék nevéből is törölni kellett a nukleáris szót. Helyette összevontak bennünket a részecske és plazmafizikával. A diákok más irányt választottak, a nukleáris mérnökök oktatása, a kutatási projektek támogatása szinte nullára csökkent. Mára az egykor tizenkét működő svéd atomerőművi blokkból hetet bezártak

„Ez a helyzet komoly dilemma elé állított. Vajon érdemes-e olyan országban tovább küzdeni, amely hátat fordított az atomenergetikának, vagy inkább pályát váltani 57 évesen? Netán jobb lenne a Magyarországon megszerzett és Skandináviában gyarapított tudást a saját hazám érdekében hasznosítani? Így logikusan felmerült a hazatérés gondolata és az, hogy bekapcsolódjak a Paks II.-es fejlesztésbe. A gond csak az, hogy a családom – feleségem és az addigra már huszonéves fiaink – gyökeret vertek Svédországban, nem volt reális, hogy velem jöjjenek. Jelenleg szakmailag nagyon jól érzem magam Pakson és utólag visszagondolva, nehéz, de jó döntést hoztam 2017-ben. A család azonban nagyon hiányzik. Évente ugyan többször ingázom 2000 km-t az ’otthon’ és az ’itthon’ között (lám milyen szépen fejezi ki ezt a magyar nyelv), de a sorsom bizonyítja, hogy mindig van hazaút, még akkor is, ha néha hosszú, néha göröngyös is...”

Bánáti József tudományos munkásságát közel 80 szakcikk, konferenciaanyag és kutatási jelentés fémjelzi. Emellett 40 felett van azon publikációk száma, amelyekben más kutatók idézetben hivatkoznak az általa elért eredményekre.

 

De mit is jelent a Deterministic Safety Assessment?

Ezt követően Bánáti József kérésünkre bővebben is kifejti, mit takar a Paks II.-es projektben az általa vezetett csapat munkája. „A pozícióm a DSA szakterület vezető. A Deterministic Safety Assessmentben a ’safety’ – a biztonság szó egyértelmű, hogy mit takar, de a determinisztikus szót kibontanám egy ellendefinícióval: ami determinisztikus, az nem probabilisztikus, tehát nem valószínűség alapú. Az a Probabilistic Safety Assessment (PSA) lenne – ez is egy létező szakterület, azt mondja meg, hogy egy adott eseménynek mekkora a bekövetkezési gyakorisága, tehát a végén milyen valószínűséggel történik meg egy következmény.”

„Ezzel szemben a DSA nem az esélyeket vizsgálja, hanem megmondja: ha egy kezdeti esemény bekövetkezik, annak mik lesznek a hatásai. Itt jön be a képbe a folyamatok modellezése és a számítógépes szimulációk futtatása. Ez azt jelenti, hogy a fizika törvényeit matematikai formába öntve, numerikus módszerek alkalmazásával meg tudjuk mondani bármely olyan kezdeti eseménynek a kimenetelét, lefolyását és a biztonságra való kihatását, amihez elég információnk van és ami egy olyan rendszerben történik, amit pontosan ismerünk. Ez a mi esetünkben a VVER típusú blokkok termohidraulikai és irányítástechnikai rendszere, melynek különböző változatait pályám során többször is volt alkalmam tanulmányozni. A mi feladatunk jelentős részben abból áll, hogy a tervező – a Roszatom podolszki intézete, a GIDROPRESS – által megtervezett, a Paks II. reaktoraiban használt VVER 1200-as fő berendezésekre modelleket alkotunk és az előzetes dokumentációk alapján a folyamatokat számítógépen szimuláljuk és a tervezőtől független biztonsági elemzéseket készítünk.”

 

 

Mint Bánáti József szavaiból kiderül, a GIDROPRESS az előzetes biztonsági jelentésében dokumentálta, hogy a magyar Nukleáris Biztonsági Szabályzatban előírt összes üzemzavari szituációkra hogyan fog reagálni a rendszer, kifejezetten tág biztonsági ráhagyással. Elmondja: „a megközelítés kulcsa az, hogy ha netán egyszerre több berendezés is üzemképtelenné válna, a redundáns biztonsági rendszerek hogyan tudják lekezelni az egész folyamatot és a kritériumparaméterek (nyomás, hőmérséklet, üzemanyag burkolathőmérséklet, akár dózis terhelés tekintetében) elérnek-e valamilyen határértéket, illetve sérül-e bármely fizikai gát.”

 

Magyarországon tartottak egy nemzetközi csúcskonferenciát 2023 májusban

Végül zárszóként még arról beszél nem titkolt büszkeséggel, miként érték el, hogy a CAMP (Code Application and Maintenance Program) nagy nemzetközi együttműködés éves találkozóját Budapesten rendezzék. „Az 1970-es években az USA Nukleáris Hatóságának (US NRC) koordinálásával különböző termohidraulikai és neutronkinetikai kódokat kezdtek fejleszteni az erőművi folyamatok modellezésére. Később nemzetközi intézmények is bekapcsolódtak a fejlesztésbe és az alkalmazásba. Magyarország a 1990-es években csatlakozott a CAMP egyezményhez. Jelenleg a CAMP által biztosított kódrendszert világszerte alkalmazzák, mi is ezeket használjuk a tervezett Paks II.-es VVER 1200-as blokkok elemzéseire. A kódok fejlesztői és felhasználói évente találkoznak a világ más-más tájain, hogy eszmét cseréljenek a tapasztalatokról. Időszerű volt tehát, hogy hazánk is otthont adjon egy ilyen konferenciának. Egy igazi csapatmunka eredményeként, Paks II. szponzorálásával elértük, hogy erre végül az idén tavasszal sor kerülhetett Budapesten. Nagy köszönet illeti a Paks II. vezetését és munkatársait a szervezésben nyújtott lelkes munkájukért. Közel száz kutató, mérnök, fizikus és IT szakember vett részt a nagy sikerű találkozón, amelyen számos előadás hangzott el, és a működő erőmű 4-es blokkjának meglátogatásával, illetve az új blokkok építési területének megtekintésével ért véget Pakson.”