Detail předmětu

Jaderná zařízení a jejich bezpečnost

FSI-LJZAk. rok: 2018/2019

Předmět ve své první části prohlubuje znalosti studentů v oblasti základů výpočtu jaderných reaktorů jednak z pohledu fyziky aktivní zóny jaderného reaktoru, jednak z pohledu vývinu a odvodu tepla z aktivní zóny jaderného reaktoru a jednak z pohledu hydrodynamiky aktivní zóny jaderného reaktoru. Dále předmět osvětluje koncepční řešení jaderných elektráren s různými typy reaktorů, zabývá se vybraným strojním zařízením jaderných elektráren a představuje varianty pokročilých reaktorů.
Druhá část předmětu je věnována technické a jaderné bezpečnosti. Dále se zabývá problematikou jaderného paliva a jaderných odpadů s přihlédnutím k prohloubení znalosti studentů v oblasti nakládáním s vyhořelým jaderným palivem, s jeho skladováním a metodami jeho dalšího využití.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

Garant předmětu

doc. Ing. Jan Fiedler, Dr.

Zajišťuje ústav

Energetický ústav (EÚ)

Výsledky učení předmětu

Studenti získají hlubší znalosti v oblasti základů výpočtů jaderných reaktorů, v oblasti koncepcí jaderných elektráren s různými typy reaktorů a v oblasti nových trendů jaderně energetických zařízení. Dále si prohloubí své znalosti v otázkách technické a jaderné bezpečnosti, v otázkách jaderného vyhořelého paliva a v otázkách jeho skladování a dalšího využití.

Prerekvizity

Základy aplikované jaderné fyziky.
Difuzní a kritická rovnice reaktorů.
Základy tepelných oběhů jaderně energetických zařízení.
Základní pojmy v oblasti jaderné bezpečnosti.
Základní pojmy v oblasti nakládání s vyhořelým jaderným palivem.

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.

Způsob a kritéria hodnocení

Zápočet: Aktivní účast na cvičení. Splnění úkolů k samostatnému vypracování statí a zadaných výpočtů. Složení zápočtového testu.
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 blíže seznámit studenty se základními aspekty výpočtu jaderných reaktorů a s novými trendy v jejich vývoji. Velmi důležitý cíl představuje seznámení studentů s otázkami technické a jaderné bezpečnosti elektráren a s jednotlivými pohledy na využití jaderného vyhořelého paliva.

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

Bečvář J. a kol.: Jaderné elektrárny. SNTL Praha, 1981.
Heřmanský, B.: Termomechanika jaderných reaktorů. Academia, 1986.
Horák, Z., Krupka, F., Fyzika. SNTL Praha, 1981.
Stacey, W., M. Nuclear Reactor Physics. Wiley-VCH. 2007

Doporučená literatura

Dubšek, F.: Jaderná energetika. PC-DIR Brno, 1994

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program M2I-P magisterský navazující

    obor M-ENI , 2 ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Jan Fiedler, Dr.

Osnova

1. Fyzikální výpočet reaktoru a kritická rovnice reaktoru v jednogrupovém přiblížení
2. Rozložení toku neutronů ve válcovém reaktoru
3. Nestacionární vývin tepla v aktivní zóně reaktoru, rovnice kinetiky
4. Přenos tepla z paliva do chladiva, zjednodušené případy řešení
5. Hydradynamika aktivní zóny, odvod tepla z kanálů aktivní zóny
6. Koncepční řešení JE s tlakovodním reaktorem, zejména typ VVER
7. Koncepční řešení JE s varným reaktorem
8. Koncepční řešení JE s rychlým, sodíkem chlazeným reaktorem, parní generátory JE
9. Pokročilé JE (AP 600, EPR 1600)
10. Technická a jaderná bezpečnost, pravděpodobnostní a deterministický přístup k hodnocení bezpečnosti, ochrana do hloubky, ukazatelé bezpečnosti a provozu
11. Zdroje jaderného paliva, radioaktivní odpady a úloha státu
12. Sklady a úložiště použitého jaderného paliva a radioaktivních odpadů
13. Jaderné palivo, palivový cyklus, vodné a bezvodé metody separace a přepracování jaderného paliva

Cvičení

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Jan Fiedler, Dr.

Osnova

1. Opakování základních typů úloh jaderné energetiky.
2. Účinné průřezy, definice, vlastnosti.
3. Výpočet účinných průřezů různých látek a směsí látek.
4. Fyzikální výpočet reaktoru, odvození platných vztahů.
5. Kritická rovnice reaktoru, výpočet kritických parametrů a složení aktivní zóny.
6. Porovnání aktivních zón válcového, kulového a krychlového tvaru.
7. Výpočet základních provozních parametrů různých jaderných elektráren.
8. Výpočet základních provozních parametrů různých jaderných elektráren.
9. Výpočet teplotních poměrů v palivu a aktivní zóně reaktoru.
10. Seznámení se software MCNP.
11. Technická a jaderná bezpečnost. Ukazatelé bezpečnosti a provozu.
12. Použité jaderné palivo, radioaktivní přeměny, úložiště.
13. Zápočtový test, zápočet