Doctoral Thesis

Severe Accident Modeling under Design Extension Conditions for an Advanced Pressurized Water Reactor

Final Thesis 18.17 MB Summary of Thesis 18.17 MB

Author of thesis: Ing. Peter Mičian, Ph.D.

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: prof. Ing. Karel Katovský, Ph.D.

Reviewers: prof. Ing. Vladimír Slugeň, DrSc., doc. Ing. Pavel Zácha, Ph.D.

Abstract:

This dissertation deals with the analysis of the progression of severe accidents in an APR1400 nuclear reactor under design extended  conditions. The main objective was the development of a detailed computational model of the reactor and the subsequent simulation of selected accident scenarios (SLOCA, SBO, SGTR) using the severe accident code MELCOR, followed by a comparison with the MAAP code using the Figure of Merit (FoM) metric.
Within this work, the influence of natural circulation and the FLEX strategy on the progression of accident scenarios was analyzed. It was demonstrated that the consideration of natural circulation leads to a measurable slowing of core degradation, manifested by a delay in fuel damage and a reduction in maximum temperatures. At the same time, it was shown that the effectiveness of the FLEX strategy is strongly dependent on the timing of its deployment, where early application allows a significant limitation of core damage, while delayed intervention leads to its extensive degradation. The results emphasize the importance of accurate modeling of physical phenomena and timely management of accident conditions from the perspective of nuclear safety.

Keywords:

severe accidents, APR1400, MELCOR, natural circulation, FLEX strategy, degradation of nuclear core, nuclear safety

Date of defence

23.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaPznamka

Process of defence

Obhajoba proběhla prezenční formou. V rámci obhajoby doktorand seznámil komisi s výsledky své disertační práce, včetně vlastních přínosů. Po skončení prezentace doktoranda jeho školitel seznámil přítomné se svým hodnocením celého průběhu studia. Následovala prezentace oponentních posudků a diskuse k dotazům a připomínkám oponentů. Poté ve veřejné diskusi vystoupili s dotazy/připomínkami k disertační práci prof. Slugeň, prof. Drápela, doc. Muller, prof. Toman. Písemný záznam dotazů je přílohou protokolu. Všechny dotazy oponentů i v rámci veřejné diskuse byly doktorandem správně vypořádány. Doktorand prokázal tvůrčí schopnosti v dané oblasti výzkumu a práce splňuje požadavky standardně kladené na dizertační práce v daném oboru. V neveřejné diskusi a po tajném hlasování komise konstatovala, že doktorand splnil podmínky par. 47 odst. 4 Zákona o vysokých školách č. 111/98 a lze mu tedy udělit titul doktor - Ph.D.

Language of thesis

Slovak

Faculty

Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií

Department

Department of Electrical Power Engineering

Study programme

Power Systems and Power Electronics (DKC-SEE)

Composition of Committee

prof. RNDr. Vladimír Aubrecht, CSc. (předseda)
doc. Ing. Jan Bárta, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Jiří Drápela, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Petr Toman, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Pavel Zácha, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Vladimír Slugeň, DrSc. (člen)
doc. Ing. Miloš Müller, Ph.D. (člen)
Ing. Jan Štěpánek, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
prof. Ing. Karel Katovský, Ph.D.

Doktorand Peter Mičian je studentem doktorského studia od roku 2018. Zpočátku se věnoval výzkumu nových pokročilých jaderných paliv z pohledu jejich neutronických vlastností. Od roku 2020 se směřování tématu práce nasměrovala na těžké havárie a chování jaderného paliva během nich. Student v té době vykonal dvě dlouhodobé stáže v Jižní Koreji a byl klíčovou osobou mezinárodního výzkumného projektu řešeného mezi českými a korejskými firmami a univerzitami. V průběhu studia dokázal jako hlavní autor připravit a publikovat časopisecký článek s hodnocením Q1 podle AIS. Jeho doktorské studium bylo významně ovlivněno jeho upřímnou a nezištnou účastí na výuce, práci v laboratoři, vedení studentských prací, práci na projektech a v posledních dvou letech zejména účastí na přípravě a výuce nového studijního programu Jaderná energetika. Tato jeho aktivita měla vliv na termín odevzdání dizertační práce.
Předložená práce odpovídá zadání a obsahuje všechny potřebné části – popisuje vytyčené cíle, definuje danou problematiku, vybírá konkrétní řešení a jeho přínos komunitě a vědě. Ze závěrečné části je zjevné, že cíle byly splněny. Student díky tomu ukázat schopnost samostatné vědecké práce.

Disertační práci pana Ing. Peter Mičiana doporučuji k obhajobě.

Reviewer’s report
prof. Ing. Vladimír Slugeň, DrSc.

viz pdf
File inserted by the reviewer Size
Posudek oponenta [.pdf] 3,88 MB

Reviewer’s report
doc. Ing. Pavel Zácha, Ph.D.

viz pdf
File inserted by the reviewer Size
Posudek oponenta [.pdf] 809,90 kB

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová