Detail předmětu

Jaderná energetika a alternativní zdroje

FSI-LJEAk. rok: 2024/2025

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 (palivové články, tepelná čerpadla) a doplňkové transformační technologie (tepelná absorpční oběhy) uplatnitelné v energetických systémech. Pozornost je dále věnována možným způsobům akumulace elektřiny a tepla.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

prof. Ing. Jiří Pospíšil, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Energetický ústav (EÚ)

Vstupní znalosti

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

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

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.
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.

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

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 N-ETI-P magisterský navazující

    specializace TEP , 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný
    specializace ENI , 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný
    specializace FLI , 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný

  • Program C-AKR-P celoživotní vzdělávání v akr. stud. programu

    specializace CLS , 1 ročník, letní semestr, volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Jiří Pospíšil, Ph.D.

Osnova

  1. Svět nejmenších rozměrů
  2. Svět nejmenších rozměrů II
  3. Jaderná energetika
  4. Cyklus jaderného paliva, Štěpení uranu. Radioaktivní odpady.
  5. Geneze neutronů, pohlcování a rozptyl neutronů, výtěžnost jaderných reakcí jaderného paliva .
  6. Jaderné reaktory I
  7. Jaderné reaktory II
  8. Vodíková energetika – palivové články
  9. Tepelná čerpadla I
  10. Tepelná čerpadla II
  11. Absorpční oběhy, tepelné transformery
  12. Akumulace energie, P2G
  13. Zkapalněný zemní plyn
  14. Chytré energetické systémy

Cvičení

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Jiří Pospíšil, Ph.D.

Osnova

1. Základní pojmy
2. Problematika jaderného paliva a odpadu.

4. Specifika jednotlivých typů jaderných reaktorů.
5. Výpočet kritické velikosti a kritického složení reaktoru.
6. Tepelné a hydraulické výpočty reaktoru.
7. Tepelná a technologické schémata jaderných elektráren.
8. Parametry tepelných čerpadel
9. Návrh instalace tepelného čerpadla.
9. Výpočet parního akumulátoru.
10. Absorpční oběhy.
11. Kondenzační výměníky tepla.
12. Termoelektrický generátor.
13. Technologie power-to-gas.