Detail předmětu

Jaderná energetika a alternativní zdroje

FSI-LJEAk. rok: 2017/2018

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. Dále jsou představeny alternativní zdroje energie a doplňkové transformační technologie uplatnitelné v energetických centrálách

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

prof. Ing. Jiří Pospíšil, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Energetický ústav (EÚ)

Výsledky učení předmětu

Studenti se naučí základům výpočtů jaderných a alternativních energetických zdrojů. Seznámí se s technologickým vybavením pro jejich využívání.

Prerekvizity

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

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách. Účast na cvičení je poviná.

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
a používanými technologiemi jaderných elektráren. Představeny budou i alternativní zdroje energie včetně jejich technologického zajištění.

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
Murray, R., L. Nuclear Energy - an introduction to the concepts, systems, and applications of nuclear processes. Butterworth-Heinemann. 2001

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

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Jiří Pospíšil, Ph.D.

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 I.
5. Klasifikace jaerných reaktorů II.
6. Alternativní zdroje energie, Tepelná čerpadla I - přehled.
7. Tepelná čerpadla II - konstrukce a nízkoteplotní zdroje.
8. Absorpční oběhy, tepelné transformery.
9. Akumulace energie, konstrukce, charakteristiky
10. ORC oběhy, Kalinův Cyklus - vlastnosti, tepelná schémata.
11. Možnosti energetického využití odpadních produktů.
12. Termofotovoltaika, termoelektrické generátory.
13. Smart energy koncept

Cvičení

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Jiří Pospíšil, 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.