Provozní stavy jaderných reaktorů

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra jaderných reaktorů

Anotace:

Kinetika reaktorů, zpožděné neutrony, doba života okamžitých neutronů, perioda reaktorů, rovnice kinetiky a její zjednodušená řešení, přenosová funkce nulového reaktoru, koeficienty reaktivity, teplotní koeficienty, stabilita reaktorů, dlouhodobá kinetika, izotopické změny v palivu, vyhoření, štěpné produkty, pseudostrusky, xenon a samárium v provozu reaktoru, xenonové prostorové oscilace, vyhořívající absorbátory, lineární model reaktivity, výměna paliva v reaktoru, provoz na výkonovém a teplotním efektu, fyzikální a energetické spuštění reaktoru.

Požadavky:

Osnova přednášek:

1. Úvodní přednáška, 1 přednáška

Uvedení do problematiky, začlenění přednášky do studia a návaznost na jiné předměty, cíle výuky, seznámení se strukturou přednášek a cvičení, požadavky na absolvování předmětu, definice základních pojmů.

2. Kinetika jaderných reaktorů, 4 přednášky

Podkritický, kritický, nadkritický reaktor, reaktor s externím zdrojem neutronů, parametry okamžitých a zpožděných neutronů, vliv zpožděných neutronů na procesy v jaderných reaktorech, rovnice bodové kinetiky.

3. Dynamika jaderných reaktorů, 2 přednášky

zpětné vazby v jaderných reaktorech, vliv teplotních změn na reaktivitu, koeficienty reaktivity, stabilita jaderných reaktorů.

4. Dlouhodobá a střednědobá kinetika, 2 přednášky

Jednoduchý model dlouhodobé kinetiky, izotopické změny paliva, efektivní doba, vyhoření, závislost koeficientu násobení na době provozu reaktoru, vliv štěpných produktů na dlouhodobou kinetiky, xenon a samarium v provozu jaderných reaktorů, jednoduchý model střednědobé kinetiky, xenonová otrava a jodová jáma, xenonové prostorové oscilace, provoz na teplotním a výkonovém efektu, vyhořívající absorbátory.

5. Palivový cyklus a palivové kampaně energetických reaktorů, 2 přednášky

Palivový cyklus a překládky paliva různých typů energetických reaktorů, kontinuální výměna paliva, kampaňová výměna paliva, legislativní požadavky na aktivní zóny reaktorů, výměna paliva, navrhování vsázek a překládek paliva, řízení strategie palivového cyklu, metody používané při modelování chování AZ, optimalizační metody při návrhu aktivní zóny, palivové kampaně JE Dukovany, palivové kampaně JE Temelín.

6. Palivo typu MOX, 1 přednáška

Palivo MOX, složení MOX paliva, palivový soubor MOX, provoz reaktorů s MOX palivem, použití MOX paliva ve světě, neutronové vlastnosti paliva MOX paliva, palivové vsázky s palivem typu MOX.

Osnova cvičení:

Na cvičeních se počítají jednoduché příklady z výše uvedených kapitol, provádějí se numerické simulace některých přechodových procesů. Součástí cvičení je ukázka nejvýznamnějších dynamických dějů na reaktoru VR 1.

Cíle studia:

Znalosti:

Přehled možných stavů jaderných reaktorů a jejich důsledky pro provoz reaktorů, vliv okamžitých a zpožděných neutronů na chování jaderných reaktorů, zpětné vazby v jaderných reaktorech a jejich vliv na bezpečný provoz, izotopické změny paliva během vyhořívání, účinky vyhořívání paliva na provozní stavy jaderných reaktorů.

Schopnosti:

Aplikace získaných znalostí při řešení úloh, kvalifikace a kvantifikace vlivů jednotlivých veličin a fyzikálních jevů na provoz jaderných reaktorů a jadernou bezpečnost.

Studijní materiály:

Povinná literatura:

1. Stacey, W. M.: Nuclear Reactor Physics, WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, 2007.

2. Sklenka, L.: Provozní reaktorová fyzika, učební texty vysokých škol, Vydavatelství ČVUT, 2000.

3. Heřmanský B.: „Dynamika jaderných reaktorů.“, Ministerstvo školství, Praha 1987.

Doporučená literatura:

4. Lewis, Elmer E.: Fundamentals of Nuclear Reactor Physics, Elsevier/Academic Press, Amsterdam, Boston, 2008.

5. Hetrick D. L.: „Dynamics of Nuclear Reactors“, University of Chicago Press, 1971.

Studijní pomůcky:

Počítačová učebna, reaktor VR 1, audiovizuální technika, odborné filmy na DVD.

Poznámka:

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• 17 156 NJEZ 2012 bez odoru základ (povinně volitelný předmět)
• BS Jaderné inženýrství C (povinný předmět oboru)