Detail předmětu

Jaderná energetika

FSI-LJEAk. rok: 1999/2000

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, v nichž se tyto přeměny energií uskutečňují. Zvláštní pozornost je věnována základům přípravy, výroby, přepracování, skladování a transmutace jaderných paliv, dále radioaktivním odpadům v souvislosti s Atomovým zákonem. Akcentovány jsou otázky bezpečnosti jaderných elektráren, technických prostředků k jejímu dosažení a ochrany okolí jaderné elektrárny. Jsou probírány cesty zdokonalení jaderné elektrárny pomocí systémů s pasivní bezpečností.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

prof. Ing. Oldřich Matal, CSc.

Zajišťuje ústav

Energetický ústav (EÚ)

Výsledky učení předmětu

Studenti se naučí základům výpočtů při jaderných přeměnách, přenosu
tepla z palivových článků do chladiva, klasifikaci jaderných
energetických zařízení a seznámí se s metodami a zařízeními
zajišťujícími jadernou bezpečnost a s cestami k jejímu dalšímu
zdokonalování.

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
ze štěpení jader na tepelnou a elektrickou energii, problematiku
přípravy jaderného paliva a nakládání s vyhořelým jaderným palivem
a se základními otázkami jaderné bezpečnosti jaderných energetických
zařízení.

Základní literatura

Heřmanský, B.: Termomechanika jaderných reaktorů. Academia, 1986

Doporučená literatura

Dubšek, F.: Jaderná energetika. PC-DIR Brno, 1994
Heřmanský, B.: Termomechanika jaderných reaktorů. Academia, 1986

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program M2301-5 magisterský

    obor , 1. ročník, letní semestr, volitelný
    obor , 1. ročník, letní semestr, volitelný
    obor , 1. ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

42 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Oldřich Matal, CSc.

Osnova

1. Elementární částice a jejich vlastnosti, vazební energie jader, transmutace prvků a obecné zákony přeměny prvků, jaderné reakce jaderných paliv, výroba a obohacování uranu, přepracování jaderného paliva. Atomový zákon.
2. Cyklus jaderného paliva. Štěpení uranu v systémech s tepelnými neutrony a v systémech s rychlými neutrony. Radioaktivní odpady.
3. Geneze neutronů, pohlcování a rozptyl neutronů, výtěžnost jaderných reakcí jaderného paliva, kritická velikost reprodukující soustavy.
4. Klasifikace jaerných reaktorů, typy jaderných reaktorů, difuze neutronů v aktivní zóně reaktoru.
5. Moderace neutronů v aktivní zóně, výpočet kritické velikosti a kritického složení reaktoru. Tepelný a hydraulický výpočet reaktoru.
6. Přenos tepla v aktivní zóně reaktoru. Některé zvláštnosti pevnostního výpočtu tlakové nádoby reaktoru. Základy výpočtu dynamických jevů v reaktoru. Regulace jaderného reaktoru a měřicí systémy na jaerném reaktoru.
7. Tepelná a technologické schémata jaderných elektráren.
8. Technologická schémata pomocných systémů napojených na hlavní systém chlazení jaderného reaktoru. Územní a dispoziční řešení jaderné elektrárny. Bezpečnost jaderných elektráren a její legislativní zajištění.
9. Bezpečnost jaderných elektráren, technické prostředky jejího dosažení, ochrna okolí jaderné elektrárny. Tepelný cyklus jaderné elektrárny. Spotřeba paliva. Manipulace s ozářeným palivem.
10. Skladovací bazény, mezisklady vyhořelého paliva. Potrubí a armatury jaderných energetických zařízení.
11. Čerpadla, výměníky tepla a parní generátory pro jaderné elektrárny.
12. Parní turbiny a přihříváky páry pro jaderné elektrárny
13. Zdokonalené jaderné elektrárny s pasivní bezpečností (AP 600, VVER 640, evropský pokročilý reaktor).
14. Radioaktivní odpady a úloha státu. Principiální postupy zacházení s vyhořelým jaderným palivem. Separace a transmutace jaderného vyhořelého paliva se získáváním energie, transmutor ADTT.

Cvičení odborného základu

28 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Oldřich Matal, CSc.

Osnova

Individuální zpracování samostatné statě k jaderné energetice a zadaných výpočtů pod vedením učitele.