Článek
Níže je návrh struktury a konceptu vědeckého článku, který integruje fraktálně-hysterezní teorii (FHT) do návrhu reaktoru Atom250‑CZ. Využívá nejnovějších studií o multifraktálních modelech v reaktorové fyzice, hysterezních jevech v neutronice a praktických aplikacích fraktálních metod v bezpečnostním řízení.
---
Abstrakt
Navrhujeme použití fraktálně‑hysterezní regulace výkonu v reaktoru Atom250‑CZ, modulu o výkonu ~250 MWe, nahrazujícím uhelný kotel v elektrárnách ČR. Metodika kombinuje multifraktální modely neutronového toku s hysterezní regulační logikou ve formě fraktální paměti systémových stavů.
---
1. Úvod
Vymezení SMR v ČR a cílový výkon 250 MWe
Motivace pro zavedení paměťové hystereze a fraktální geometrie v návrhu reaktorů pro snížení tepelně‑dynamických oscilací a zvýšení stability výkonu
---
2. Teoretický rámec
2.1 Multifraktální neutronová propagace
Ryazanov (2024): multifraktální model řetězové reakce a rozdělení neutronové hustoty v hierarchických strukturách
Berezowski (2016): fraktální řešení dynamiky chemických/reaktorových modelů a citlivost na počáteční podmínky
2.2 Hysterezní dynamika v reaktorech
Hysterezní jev v neutronice způsobený Saddle‑node bifurkací, klasifikovaný jako dynamická hysteresis
Popis Bouc–Wen a Preisach smyček jako stavových modelů hystereze při řízení
---
3. Návrh fraktálně‑hysterezního řízení Atom250‑CZ
3.1 Fraktální geometrie aktivní zóny
Palivové kanály navrženy s větveným, fraktálním vzorem rozdělení chladiva a neutronového toku
Proto vytvářejí lokální turbulence a samoregulační tepelné korekce
3.2 Hysterezní regulační logika výkonu
Regulace výkonu skrze hysterezní smyčky založené na paměti předchozích stavů (Preisach relé model)
Systém minimalizuje prudké změny při rychlých žádostech o výkon, zabraňuje oscilacím
3.3 Integrace paměťových stavů
Použití vrstev hysterezních operátorů parametrů (α, β) kombinovaných do komplexní logiky řízení výkonu reaktoru
---
4. Simulace a dokumentace
4.1 Digitální dvojče
Model reaktoru s fraktální strukturou a hysteretickým řídicím modulem
Simulace v HPC prostředí: reakce na různé zátěžové profily a špičkové výkyvy
4.2 Validace hysterezní odezvy
Překročení bifurkačních bodů: dynamická analýza fázových přechodů během výkonových skoků
---
5. Technická implementace
5.1 Senzorika a předikce stavů
Prediktivní senzorová vrstva sleduje fluktuace výkonu, diagnostikuje úroveň hysterezního zpoždění a aktivuje ochranu ISI
5.2 Kontrola integrity palivových článků
Aplikace fraktální cluster analýzy povrchu pláště článků podle Khomiak et al. (2025), pro detekci poškození a degradace materiálu
---
6. Diskuze a výhody
Nižší riziko tepelných špiček, zvýšená stabilita výkonu
Robustní ochrana vůči přechodovým jevům i bez okamžité manuální intervence
Lepší využití stávající turbíny a minimalizace investic do sekundárního okruhu
---
7. Závěry a další výzkum
FHT umožňuje řízení výkonnosti s vyšší citlivostí na historické stavy
Navržený model je kompatibilní s chladicím a turbínovým systémem aktuální infrastruktury
Další kroky: experimentální validace v hydraulickém modelu, licence, úvodní prototyp
---
Literatura
V. V. Ryazanov: multifraktální neutronový model
M. Berezowski: fraktální dynamika v reaktorových modelech
Pirayesh (2022): hysteresis v neutronice a bifurkační efekty
Bouc–Wen / Preisach model pro hysteretickou řízení
Khomiak et al. (2025): fraktální defektová analýza pláště paliva
---
Pokud chceš, mohu připravit celý článek v LaTeXu nebo DOCX včetně rovnic, schémat a simulovaných dat. Stačí říct, jakou hloubku si přeješ (např. kompletní článek do recenzovaného časopisu nebo přehledový white-paper).
