Jaderná energetika (FSI-LJE)

Akademický rok 1999/2000
Garant: prof. Ing. Oldřich Matal, CSc.  
Garantující pracoviště: EÚ všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
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.
Výstupy studia a kompetence:
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.
Prerekvizity:
 
Obsah předmětu (anotace):
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.
Metody vyučování:
 
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.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
 
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  14 × 3 hod. nepovinná                  
    Cvičení odborného základu  14 × 2 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška 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 Individuální zpracování samostatné statě k jaderné energetice a zadaných výpočtů pod vedením učitele.
Literatura - základní:
3. Heřmanský, B.: Termomechanika jaderných reaktorů. Academia, 1986
Literatura - doporučená:
1. Dubšek, F.: Jaderná energetika. PC-DIR Brno, 1994
2. Heřmanský, B.: Termomechanika jaderných reaktorů. Academia, 1986
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
M2301-5 prezenční studium Technika prostředí -- zá,zk 5 Volitelný 2 1 L
M2301-5 prezenční studium Tepelné a jaderné stroje a zařízení -- zá,zk 5 Povinný 2 1 L
M2301-5 prezenční studium Hydraulické a pneumatické stroje a zařízení -- zá,zk 5 Volitelný 2 1 L