Absolventi ZČU ovládli soutěž se svými jadernými výzkumy. Cenu převzali od nobelisty

Nejen uznání, ale také odborná stáž ve špičkových výzkumných laboratořích ve Francii čekají na vítěze soutěže, kterou pořádá francouzské velvyslanectví v České republice společně se společností Framatome. Cena Henri Becquerel je určená pro české vysokoškolské studenty za vědeckou práci v rámci jejich doktorandského studia v oblasti jaderného výzkumu. První místo získal Tomáš Peltan, absolvent doktorského studia na Katedře elektroenergetiky Fakulty elektrotechnické (FEL). Druhou příčku obsadil Ondřej Vaníček z Katedry kybernetiky Fakulty aplikovaných věd (FAV). Na co svoje práce zaměřili? Odpovídají v rozhovoru.

Jak byste svůj výzkum popsali? Co přesně ve své práci řešíte?

Tomáš: Zabýval jsem se návrhem různých uspořádání aktivní zóny výzkumného jaderného reaktoru LR-0 v Centru výzkumu Řež. LR-0 je experimentální reaktor, který slouží k výzkumu a ověřování nových řešení pro jadernou energetiku. Aktivní zóna se skládá z jaderného paliva a dalších materiálů, které ovlivňují chování neutronů. Navrhl jsem několik různých konfigurací, které jsem následně testoval pomocí měření a experimentů. Na základě získaných výsledků jsme s kolegy vybrali konfiguraci s nejlepšími vlastnostmi. Cílem bylo vytvořit neutronové pole, které by po mezinárodním odborném posouzení mohlo být uznáno jako referenční. Jde o velmi přesně popsaný standard, podle kterého mohou vědci po celém světě ověřovat správnost svých měření, experimentů i výpočetních metod.

Ondřej: Hlavním obsahem mojí práce je automatické navádění průmyslových robotů na základě strojového vidění. Náš software a senzory slouží jako „mozek a oči“ robota a nahrazují složité programování pohybů lidským operátorem. Z pohledu výzkumu pracuji na metodách zpracování dat z optických snímačů, plánování pohybu a také na kalibraci, která zvyšuje přesnost celého robotického systému.

V čem spočívá největší praktický přínos vaší práce a jak může zlepšit lidské životy?

Tomáš: Referenční neutronová pole pomáhají vědcům ověřovat správnost měření a výpočetních metod a porovnávat výsledky mezi výzkumnými pracovišti. Na světě dnes existuje jen přibližně třináct takových mezinárodně uznávaných polí a moje práce jedno z nich rozvíjí. Díky tomu, že jsou jejich vlastnosti velmi přesně popsány, poskytují mimořádně spolehlivý základ pro výzkum nových jaderných technologií. To je důležité například při vývoji reaktorů čtvrté generace a malých modulárních reaktorů, které mají být bezpečnější a efektivnější než současné technologie.

Ondřej: Moje metody už pomáhají v několika průmyslových systémech, které se zaměřují na robotické laserové svařování a navařování. Tyto technologie vyžadují tak vysokou přesnost, že je lidský operátor nedokáže sám naprogramovat. Naše kalibrační metody umožňují navést nástroj s přesností na desetiny milimetru, což zefektivňuje výrobu, šetří materiál a zvyšuje bezpečnost průmyslových zařízení, která denně používáme.

Jaké jsou další možnosti využití vaší práce a na jaké limity narážíte?

Tomáš: Využití vidím celou řadu, ať už jde o ověřovací experimenty jaderných dat, která výzkumné týmy celosvětově používají pro simulace, nebo pro testy detektorů a dalších komponent v moderních grafitových reaktorech.

Ondřej: Naše nástroje pomáhají i v dalších oblastech, například při ultrazvukovém testování součástek v leteckém průmyslu nebo při robotickém lakování. Limity jsou technické, jako je robustnost robotů a přesnost měření, ale i ekonomické. Náš systém zvyšuje pořizovací náklady pracoviště o desítky procent, takže pro řadu jednodušších úloh zůstává ruční programování stále levnější variantou.

Jak moc se vaše obory posunuly za dobu, co na ZČU studujete? Co je dnes možné a dřív nebylo?

Tomáš: Vše se posouvá velmi rychle, ale „jádrařina“ je velmi konzervativní obor a ne všechny nové trendy v něm můžeme plně uplatnit. Hodně je však znát rozmach umělé inteligence a výpočetních modulů, které nám usnadňují simulace. Moje práce je ale z velké části experimentální a tam se bez vlastních rukou, nápadů a občasné improvizace neobejdeme.

Ondřej: Na hodnocení historie oboru se necítím jako dostatečný pamětník. Vnímám ale výrazný posun v tom, jak společnost přistupuje k automatizaci. Lidé dnes ochotně svěřují strojům daleko více úkolů než před deseti lety, ale mnohem méně myslí na to, že každý algoritmus může obsahovat chybu.

Jak plánujete s tímto úspěchem naložit dál? Pomůže vám k dalším mezinárodním spoluprácím?

Tomáš: Připravili jsme sadu podkladů, aby mezinárodní komunita přijala náš systém jako další uznávané referenční pole na reaktoru LR-0. Při experimentech jsme navíc objevili určité nesrovnalosti v popisu vlastností reaktorového grafitu. V budoucnu se chceme zaměřit na tyto aspekty a posunout naše znalosti zase o krok dál.

Ondřej: Vnímám tento úspěch jako příležitost ke zviditelnění práce celé naší výzkumné skupiny DiagEn. Zaměřujeme se na aplikovaný výzkum, úzce spolupracujeme s průmyslem a kvůli ochraně firemního know-how máme často omezené možnosti, jak naše výsledky propagovat. Pokud nám toto ocenění pomůže najít nové partnery, budu velmi rád.