Bachelor's Thesis

Numerical model of spent nuclear fuel in dry storage

Final Thesis 10.94 MB

Author of thesis: Simona Mozgová

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Radomír Chýlek, Ph.D.

Reviewer: Ing. Libor Kudela, Ph.D.

Abstract:

This bachelor's thesis deals with the numerical simulation of the cooling of spent nuclear fuel in dry storage. The ANSYS Fluent calculation program was used to create the numerical simulation. The thesis also includes a theoretical research of the entire fuel cycle with a focus on the definition of spent nuclear fuel and the explanation of the mechanisms of residual heat generation.

Keywords:

Nuclear energy, spent nuclear fuel, residual heat, dry storage, numerical cooling model, fuel cycle, Spent fuel storage facility Temelín

Date of defence

17.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Student odprezentoval obsah své bakalářské práce. Otázky oponenta byly zodpovězeny. V průběhu obhajoby byly položeny tyto doplňující otázky: Brali jste v úvahu korelaci mezi modelem A a B, kde již tento druhý model neobsahuje žebra? V jaké výšce jsou snímače teploty? Počítali jste pro obalový soubor CASTOR nebo ŠKODA? Očekáváte rozdíl? Jak jste modelovali boční stěny prostoru? Jak významné bylo toto záření?

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Fundamentals of Mechanical Engineering (B-ZSI-P)

Specialization

Fundamentals of Mechanical Engineering (STI)

Composition of Committee

prof. Ing. Jiří Pospíšil, Ph.D. (předseda)
Ing. Pavel Milčák, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Jiří Škorpík, Ph.D. (člen)
Ing. Ladislav Šnajdárek, Ph.D. (člen)
Ing. Michal Špiláček, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Radomír Chýlek, Ph.D.

Studentka pracovala velmi svědomitě, její přístup byl aktivní a samostatný, ale důležitá rozhodnutí konzultovala vždy a předstihem a jednotlivé kapitoly odevzdávala včas pro kontrolu. Studentka se zúčastnila exkurze na JE Temelín, kde si teoretické a numerické znalosti dobře propojila a realitou. Úroveň její práce převyšuje úroveň kladenou na bakalářské práce. Její práce se mi po všech stránkách velmi líbila a hodnotím tak celkovou známkou A/výborně. 
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací A
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Libor Kudela, Ph.D.

Studentka vytvořila vskutku zdařilé dílo, v němž je znát péče, která se v dnešní době vyskytuje spíše výjimečně. Teoretická část je poměrně obsáhlá, má jasnou strukturu a obsahuje jen minimum nepřesností (například jednotky hustoty uranu). V praktické části jsou myšlenky formulovány jasně a se značnou mírou erudice. Grafická i stylistická úroveň práce je vysoká. Občas bych doporučil větší obezřetnost při používání slov „naměřená/naměřených“ v souvislosti s údaji získanými simulací, neboť to zejména v porovnávací kapitole stírá rozdíl mezi simulovanými a skutečně naměřenými daty. V práci jsou použity relevantní literární zdroje. Autorka si je dobře vědoma limitů a zjednodušení prováděných simulací a otevřeně a správně je diskutuje. Celkově práci vnímám velmi pozitivně a doporučuji ji k obhajobě s hodnocením výborně (A).
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací A
Topics for thesis defence:
  1. V práci popisujete použití hybridního turbulence modelu k‑ω SST. Model k‑ω obecně vyžaduje pro správnou funkci dostatečně jemnou síť v blízkosti stěn (dodržení požadovaných hodnot y⁺). Bylo toto kritérium zohledněno? Bylo možné ověřit nezávislost výsledků na hustotě výpočetní sítě ve studentské licenci ANSYS?
  2. V simulaci B-1 popisujete použití podmínky ulpívání (no-slip) na stěnách. Jaké okrajové podmínky jste nastavila na bočních řezných rovinách výseče (fiktivní stěny navazující na pokračující halu)? Nebylo by korektnější použít na těchto rovinách podmínku symetrie, když vzduch v těchto místech ve skutečnosti neulpívá?
  3. V popisu simulace A-1 je uvedeno použití stacionární definice úlohy. Tento typ úlohy je však typický pro vznik tzv. Kármánovy vírové cesty (obtékání válce). Při uvedeném Reynoldsově čísle Re = 158 000 by mělo být proudění spíše nestacionární. Můžete popsat důvody pro zvolené použití stacionárního modelování v tomto případě?
  4. V práci na jednom místě uvádíte, že laserová separace je nedostatečně vyzrálá (str. 18), a na jiném, že je to nejefektivnější a nejlevnější (str. 19) dostupná metoda obohacování. Není to rozpor? Jak tato tvrzení uvedete do souladu a co konkrétně brání jejímu komerčnímu nasazení?

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová