Detail předmětu

Jaderná energetika

FSI-LJEAk. rok: 2012/2013

Předmět seznamuje se základními zákonitostmi přeměny jaderné energie ze štěpení jader v tepelnou, mechanickou a elektrickou energii a s principiálními a konkrétními řešeními reaktorů a strojních zařízení jaderných elektráren, v nichž se tyto přeměny energií uskutečňují. Zvláštní pozornost je věnována základům přípravy, výroby, přepracování, skladování a transmutace jaderných paliv, dále radioaktivním odpadům v souvislosti s Atomovým zákonem. Akcentovány jsou otázky bezpečnosti jaderných elektráren, technických prostředků k jejímu dosažení a ochrany okolí jaderné elektrárny. Jsou probírány cesty zdokonalení jaderné elektrárny pomocí systémů s pasivní bezpečností.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

Garant předmětu

prof. Ing. Oldřich Matal, CSc.

Zajišťuje ústav

Energetický ústav (EÚ)

Výsledky učení předmětu

Studenti se naučí základům výpočtů při jaderných přeměnách, přenosu
tepla z palivových článků do chladiva, klasifikaci jaderných
energetických zařízení a seznámí se s metodami a zařízeními
zajišťujícími jadernou bezpečnost a s cestami k jejímu dalšímu
zdokonalování.

Prerekvizity

Fyzika se zaměřením na jádro atomu, termomechanika, oběhy energetických zařízení.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Způsob a kritéria hodnocení

Zápočet: Aktivní účast na cvičení. Splnění úkolů k samostatnému vypracování statí a zadaných výpočtů.
Zkouška: Prověřuje se znalost chápání principů jaderné energetiky a
znalost zařízení pro přeměnu jaderné energie v tepelnou, mechanickou
a elektrickou a znalost metod zajištění jaderné bezpečnosti.

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit studenty s principy přeměn jaderné energie
ze štěpení jader na tepelnou a elektrickou energii, problematiku
přípravy jaderného paliva a nakládání s vyhořelým jaderným palivem
a se základními otázkami jaderné bezpečnosti jaderných energetických
zařízení.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Účast na přednášce je nepovinná.
Účast na cvičení je povinná. Na cvičení bude prováděna prezence studentů. Maximální počet neomluvených neúčastí 2. V případě větší absence je student povinen vypracovat individuální práci podle požadavků učitele.

Základní literatura

Heřmanský, B.: Termomechanika jaderných reaktorů. Academia, 1986

Doporučená literatura

Dubšek, F.: Jaderná energetika. PC-DIR Brno, 1994
Heřmanský, B.: Termomechanika jaderných reaktorů. Academia, 1986

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program M2I-P magisterský navazující

    obor M-FLI , 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný
    obor M-FLI , 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný
    obor M-TEP , 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný
    obor M-TEP , 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný
    obor M-ENI , 1 ročník, letní semestr, povinný
    obor M-ENI , 1 ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Hugo Šen

Osnova

1. Základní pojmy, jaderné reakce, výroba a obohacování uranu, přepracování jaderného paliva. Atomový zákon.
2. Cyklus jaderného paliva. Štěpení uranu. Radioaktivní odpady.
3. Geneze neutronů, pohlcování a rozptyl neutronů, výtěžnost jaderných reakcí jaderného paliva, kritická velikost
reprodukující soustavy.
4. Klasifikace jaerných reaktorů, typy jaderných reaktorů, difuze neutronů v aktivní zóně reaktoru.
5. Moderace neutronů v aktivní zóně, výpočet kritické velikosti a kritického složení reaktoru.
6. Tepelné a hdraulické výpočty reaktoru. Měřicí systémy na jaderném reaktoru.
7. Tepelná a technologické schémata jaderných elektráren.
8. Technologická schémata pomocných systémů napojených na hlavní systém chlazení jaderného reaktoru. Územní a
dispoziční řešení jaderné elektrárny. Bezpečnost jaderných elSafety of ektráren a její legislativní zajištění.
9. Bezpečnost jaderných elektráren, technické prostředky jejího dosažení, ochrana okolí jaderné elektrárny.
Tepelný cyklus jaderné elektrárny. Spotřeba paliva. Manipulace s ozářeným palivem.
10. Skladovací bazény, mezisklady vyhořelého paliva. Potrubí a armatury jaderných energetických zařízení.
11. Čerpadla, výměníky tepla, parní generátory, parní turbiny a přihříváky páry pro jaderné elektrárny
12. Zdokonalené jaderné elektrárny s pasivní bezpečností (AP 600, VVER 640, evropský pokročilý reaktor).
13. Radioaktivní odpady a úloha státu. Principiální postupy zacházení s vyhořelým jaderným palivem. Separace a
transmutace jaderného vyhořelého paliva se získáváním energie, transmutor ADTT.

Cvičení

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Hugo Šen
Ing. Jiří Martinec, Ph.D.

Osnova

1. Základní pojmy
2. Problematika jaderného paliva a odpadu.
3. Výpočet kritičnosti podle vzorce 4 koeficientů.
4. Specifika jednotlivých typů jaderných reaktorů.
5. Výpočet kritické velikosti a kritického složení reaktoru.
6. Tepelné a hdraulické výpočty reaktoru.
7. Tepelná a technologické schémata jaderných elektráren.
8. Tepelná a technologické schémata jaderných elektráren.
9. Jaderná bezpečnost, bezpečnostní specifika jeaderných zařízení.
10. Výpočet základních parametrů cyklu jaderné elektrárny.
11. Výměníky tepla v jaderné energetice, vzorový výpočet
12. Nakládání s použitým jaderným palivem.
13. Jaderné transmutace a transmutory.