Detail předmětu

Jaderné elektrárny

FEKT-MPC-JELAk. rok: 2020/2021

Předmět je určen pro studenty, kteří se chtějí věnovat práci v oblasti jaderné energetiky. Cílem předmětu je seznámit studenty s vybranými partiemi z jaderné fyziky, které jsou nutné k pochopení základních fyzikálních procesů v jaderném reaktoru, s typy průmyslově využívaných jaderných reaktorů, s problematikou provozu jaderného reaktoru a výměny paliva v jaderném reaktoru, s charakteristikami jaderně eneregtického zařízení, údržbou a diagnostikou v jaderné elektrárně a s problematikou provozu pomocných zařízení.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

prof. Ing. Karel Katovský, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav elektroenergetiky (UEEN)

Výsledky učení předmětu

Seznámení s vybranými partiemi z jaderné fyziky, které jsou nutné k pochopení základních fyzikálních procesů v jaderném reaktoru, dále s problematikou provozu jaderného reaktoru a výměny paliva v jaderném reaktoru, s charakteristikami jaderně eneregtického zařízení, údržbou a diagnostikou v jaderné elektrárně a s problematikou provozu pomocných zařízení.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni bakalářského studia programu Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika.
Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „pracovníka znalého pro samostatnou činnost“ dle Vyhl. 50/1978 Sb., kterou musí studenti získat před zahájením výuky. Informace k této kvalifikaci jsou uvedeny ve Směrnici děkana Seznámení studentů s bezpečnostními předpisy.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování zahrnují přednášky, cvičení odborného základu a laboratoře. Předmět využívá e-learning (Moodle). Student odevzdává jeden samostatný úkol.

Způsob a kritéria hodnocení

Podmínky pro úspěšné ukončení předmětu stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Osnovy výuky

Úvod. Úloha jaderných elektráren v elektrizační soustavě. Školní reaktor VR-1. Vybrané kapitoly ze základů jaderné a neutronové fyziky. Fyzika jaderných reaktorů. Reaktor v provozních podmínkách. Klasifikace a typy jaderných reaktorů. Tlakovodní reaktor VVER. Tlakovodní reaktory západní koncepce. Rychlé reaktory. Celková koncepce jaderné elektrárny. Bezpečnost provozu jaderných elektráren.

Pracovní stáže

Dukovany, Temelín, FJFI, CVŘ

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit studenty s vybranými partiemi z jaderné fyziky, které jsou nutné k pochopení základních fyzikálních procesů v jaderném reaktoru, dále s problematikou provozu jaderného reaktoru a výměny paliva v jaderném reaktoru, údržbou a diagnostikou v jaderné elektrárně a s charakteristikami jaderně eneregtického zařízení.

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

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Základní literatura

Lamarsh, Barata: Nuclear Engineering and Design (EN)
Malcom Joyce: Nuclear Engineering: A Conceptual Introduction to Nuclear Power, Butterworth-Heinemann, 2017, 978-0081009628 (CS)
Raček, J.: Jaderné elektrárny. (CS)
Raček, J.: Stroje a zařízení jaderných elektráren. (CS)
Vaclav Smil: Energy Transitions: Global and National Perspectives (Second expanded and updated edition), Praeger, 2016, 144085324X (CS)

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program MPC-EEN magisterský navazující 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Karel Katovský, Ph.D.

Osnova

Úvod. Úloha jaderných elektráren v elektrizační soustavě.
Základní pojmy z jaderné fyziky. Stavba atomů. Vazebná energie jádra.
Základní pojmy z jaderné fyziky. Radioaktivní přeměna. Jaderné reakce. Vlastnosti a typy jaderných reakcí. Pravděpodobnost jaderných reakcí.
Jaderné reakce. Štěpení jader. Štěpná řetězová reakce.
Fyzika jaderných reaktorů. Základní typy jaderných reaktorů. Zpomalování neutronů.
Fyzika jaderných reaktorů. Neutronový tok v reaktoru. Multiplikační činitel u tepelného reaktoru.
Reaktor v provozních podmínkách. Všeobecné. Výpočet otravy a zastruskování. Změna reaktivity během provozu reaktoru.
Reaktor v provozních podmínkách. Změna reaktivity v odstaveném reaktoru. Vliv teplotních změn na reaktivitu reaktoru. Regulace výkonu reaktoru.
Základní typy energetických reaktorů. Třídění jaderných reaktorů. Jaderné elektrárny s tlakovodními reaktory. Jaderné elektrárny s reaktory VVER.
Jaderné elektrárny s tlakovodními reaktory. Jaderné elektrárny s reaktory VVER.
Jaderné elektrárny s tlakovodními reaktory. Jaderné elektrárny s tlakovodními reaktory západní koncepce.
Jaderné elektrárny s rychlými reaktory. Materiály aktivního prostoru reaktoru. Bezpečnost provozu jaderných elektráren.
Ochrana před zářením. Ochrana proti záření gama. Ochrana proti neutronům.

Cvičení odborného základu

4 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Karel Katovský, Ph.D.

Osnova

Úvod. Školní reaktor VR-1. Bezpečnost práce při cvičeních na školním reaktoru a v jaderné elektrárně. Pokyny pro vypracování úloh.
Závěrečný test.

Laboratorní cvičení

22 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Karel Katovský, Ph.D.

Osnova

Cvičení na školním reaktoru.
Cvičení na školním reaktoru.
Cvičení na školním reaktoru.
Cvičení na školním reaktoru.
Cvičení na školním reaktoru.
Cvičení na školním reaktoru.
Školící středisko ČEZ.
Školící středisko ČEZ.
Elektrická část jaderné elektrárny.
Elektrická část jaderné elektrárny.
Elektrická část jaderné elektrárny.

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz