Master's Thesis

Validation of the RELAP5/MOD3.3 on the basis of the ATLAS data

Final Thesis 4.7 MB

Author of thesis: Ing. Jakub Jurčík

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Štěpán Foral, Ph.D.

Reviewer: Ing. Martin Blaha

Abstract:

This master's thesis deals with the validation of the system thermal-hydraulic computer code RELAP5/MOD3.3 based on reference data from the ATLAS test facility for a loss of primary coolant accident scenario. The first part of the thesis includes a theoretical introduction to the field of nuclear safety and the issue of thermal-hydraulic computer codes used for deterministic nuclear safety analyses. The following chapters describe in detail the ATLAS integral test facility and the selected test A4.1. The main part of the thesis focuses on the modification and tuning of the model of the test facility in the RELAP5 code for the initial and boundary conditions of the A4.1 test, performing the transient simulation itself, and a qualitative assessment of the calculated parameters of the primary and secondary circuits with experimental data from the A4.1 test, including an analysis of any identified deviations.

Keywords:

Nuclear Safety, Deterministic Analysis, Code Validation, RELAP5, ATLAS

Date of defence

11.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Student prezentoval výsledky své diplomové práce. Vedoucí práce doktor Foral přečetl posudky vedoucího i oponenta. Následnou rozpravu zahájil prof. Katovský požádáním studenta o vysvětlení otázek oponenta. Student prezentoval komisi odpovědi na tyto otázky. Doplňující otázku položil doktor Foral na kterou student s pomocí tazatele odpověděl. V další diskuzi položil dotaz doc. Zácha na téma verzí programu RELAP. Student s pomocí tazatele odpověděl. Další dotaz položil prof. Katovský ohledně aktuálností použití programu RELAP a technický dotaz ke shoděě výsledků. Student na položené dotazy odpověděl.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Nuclear Power Engineering (MPC-JAE)

Composition of Committee

prof. Ing. Karel Katovský, Ph.D. (předseda)
Ing. Štěpán Foral, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Lukáš Radil, Ph.D. (člen)
Ing. Petr Kracík, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Marek Baláš, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Pavel Zácha, Ph.D. (člen)
Ing. Ota Fišera, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Štěpán Foral, Ph.D.

Diplomová práce odpovídá zadání v plném rozsahu. Student stručně představil program RELAP5/ MOD3.3. Dále se seznámil s modelem zařízení ATLAS, který modifikoval dle vybraného testu A4.1 a test provedl simulaci testu. Tyto činnosti řádně zdokumentoval. V závěru práce provedl vyhodnocení a interpretaci výsledků.

Student pracoval samostatně, nabízené konzultace využíval k řešení konkrétních problémů, byl schopen sám interpretovat výsledky a rovněž i směrovat práci.

Předložená práce je dobře a přehledně strukturovaná s jednou řečnickou otázkou, proč student zvolil dvě kapitoly (6 a 7) na popis dosažených výsledků. To nic nemění na tom, že práce má logické uspořádání, kapitoly na sebe navazují a obsahují vše, co je možné od tohoto typu práce očekávat.

Práce přináší nové poznatky v hodnocení v kódu RELAP oproti testu ATLAS A4.1. Je velmi zajímavé sledovat vysokou míru shody mezi experimentálními daty a výsledky studenta. Tímto student provedl novou a úspěšnou validaci kódu RELAP5/MOD3.3.

Jako studijní prameny byly vybrány zejména vyhlášky a zákony, návody SÚJB a doporučení IAEA. Dále bylo využito manuálů kódů a technické dokumentace experimentu. Všechny studijní prameny jsou relevantní a vysoce odborné.

Po jazykové stránce je práce na vysoké úrovni, tabulky i grafy jsou zpracovány na dobré úrovni. Celková úprava práce je pěkná.

Výsledky práce mají velký potenciál pro publikaci na některé z termohydraulických konferencí. V případě zpřesnění modelování simulátoru aktivní zóny mohou být publikovány buďto v některém z impaktovaných časopisů, nebo v rámci in-kind contribution řady NUREG.

Práci doporučuji k obhajobě s celkovým hodnocením 95 bodů, tedy stupněm A.

Vyjádření konzultanta:
Diplomant v průběhu práce na diplomové práce pracoval velmi důkladně a pečlivě. Hned z počátku využil znalosti výpočtového programu RELAP5 získané v průběhu předchozí stáže u firmy TES. Tyto znalosti mu velmi usnadnily a především urychlily orientaci ve vstupním souboru experimentálního zařízení, který je součástí naměřených dat z provedených experimentů na zařízení ATLAS. Modifikaci a rozšíření vstupního prováděl samostatně v souladu s doporučeními uvedenými v dokumentaci výpočetního kódu a doporučované praxe. Diplomant provedl důkladné ověření správné činnosti rozšíření vstupního souboru (zde model SIT a SIP) tak, aby jejich činnost plně odpovídala požadované funkci a reálnému chování v průběhu experimentu. Aplikaci a nastavení pokročilých korelací/modelů pro modelování specifických jevů provedl na základě mých zkušeností a doporučení. Použití těchto korelací/modelů vyžaduje rozsáhlé znalosti a zkušenosti dalece přesahující časový a znalostí rámec diplomové práce. Před aplikaci příslušné korelace/modelu Diplomant vždy provedl citlivostí studii vlivu této korelace/modelu na celkový průběh vypočtených parametrů a na základě výsledků této studie zvolil příslušné nastavení (zde použití modelu CCFL) tak, aby bylo dosaženo co nejlepších výsledků u nejdůležitějších parametrů z pohledu cílů daného experimentu.  Celkově lze konstatovat že diplomantem odvedená práce na diplomové práci je velmi kvalitní a snese srovnání i v mezinárodním měřítku. Points proposed by supervisor: 95

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Martin Blaha

Viz přílohu Points proposed by reviewer: 93

Grade proposed by reviewer: A

File inserted by the reviewer Size
Posudek oponenta [.pdf] 215,73 kB

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová