Course detail
Nuclear reactor physics and thermomechanics of nuclear fuel
FEKT-MPC-RFPAcad. year: 2025/2026
Not applicable.
Language of instruction
Number of ECTS credits
Mode of study
Guarantor
Entry knowledge
Rules for evaluation and completion of the course
Aims
Study aids
Prerequisites and corequisites
Basic literature
John R. Lamarsh, Anthony Baratta: Introduction to Nuclear Engineering, Pearson publ. 2001, ISBN ISBN 978-0201824988 (EN)
Neil E. Todreas, Mujid S Kazimi, Mahmoud Massoud: Nuclear Systems Volume II: Elements of Thermal Hydraulic, CRC Press 2021, ISBN 978-1482239584 (EN)
Neil E. Todreas, Mujid S Kazimi: Nuclear Systems Volume I: Thermal Hydraulic Fundamentals, CRC Press 2011, ISBN 978-1439808870 (EN)
Olander, D. R.: Fundamental aspects of nuclear reactor fuel elements, California Univ., Berkeley 1976, TID-26711-P1, TRN: 08-019392 (EN)
Olander D.R.: A New Book: Light-Water Reactor Materials, Nucl. Engin & Technol. 37, 2005 (EN)
Recommended reading
Classification of course in study plans
- Programme MPC-JAE Master's 1 year of study, summer semester, compulsory
Type of course unit
Lecture
Teacher / Lecturer
Syllabus
1. Základní pojmy z fyziky ionizujícího záření, radioaktivní rozpady, reakce neutronů, účinné průřezy
2. Štěpení jader, neutronové výtěžky, energetické výtěžky, okamžité a zpožděné neutrony
3. Časový průběh štěpné řetěžové reakce, koeficient násobení, reaktivita, ustálený stav, generace neutronu
4. Prostorové rozložení neutronů v jaderném reaktoru, Fickův zákon, odvození difúzní rovnice
5. Rozbor difúzní rovnice v nenásobícím a násobícím prostředí, difúzní délka, Fermiho stáří, migrační plocha neutronů
6. Kritická rovnice, transportní rovnice
7. Vývin tepla v jaderném reaktoru, koeficienty nevyrovnání výkonu
8. Vývin tepla v palivovém elementu, rozložení teplot v palivovém proutku
9. Chlazení palivového elementu, teorie horkého kanálu
10. Fyzikální procesy v palivu a pokrytí v průběhu vyhořívání
11. Chování paliva v havarijních podmínkách a bezpečnostní limity
12. Počítačové simulace a matematické modelování v reaktorové a neutronové fyzice a havarijní analýzy
Exercise in computer lab
Teacher / Lecturer
Syllabus
1. Cvičení s programem FEMAXI
2. Seznámení s programem UWB/MCNP
3. Seznámení s programem MELCOR
Laboratory exercise
Teacher / Lecturer
Syllabus
1. Určování difúzní délky neutronů ve vodě, grafitu a parafínu
2. Závislost moderačních parametrů na teplotě a hustotě moderátoru
3. Závislost efektivních účinných průřezů na neutronovém spektru
Fundamentals seminar
Teacher / Lecturer
Syllabus
1. Výpočet parametrů vyhořívání jaderného paliva
2. Řešení difúzní rovnice