Jaderně energetická zařízení a urychlovače

Garant předmětu:

Tomáš Čechák

Přednášející:

Kamil Augsten, Tomáš Čechák

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra dozimetrie a aplikace ionizujícího záření

Anotace:

Předmět seznamuje studenty se základy jaderné energetiky a urychlovačů částic.

V úvodní části je podrobně vysvětleno schéma jaderného reaktoru a jaderné elektrárny, princip řetězové štěpné reakce a funkce hlavních částí energetického reaktoru. Probírány jsou nejdůležitější typy reaktorů používaných v energetice i výzkumu, jejich rozdíly v konstrukci a provozu, otázky bezpečnosti a nakládání s jaderným palivem. Důraz je kladen na praktické aspekty využití jaderných zařízení pro výrobu energie.

Druhá část předmětu poskytuje úvod do problematiky urychlovačů částic. Studenti se seznámí se základními principy činnosti iontových zdrojů a s hlavními typy lineárních i kruhových urychlovačů. Pozornost je věnována zejména praktickým aplikacím urychlovačů v medicíně (např. radioterapie, diagnostika) a průmyslu (např. materiálová analýza, sterilizace), a rovněž jejich významu v základním výzkumu.

Požadavky:

Předmět je zakončen ústní zkouškou, která je rozdělena do dvou částí odpovídajících hlavním tematickým celkům: jaderně energetická zařízení a urychlovače částic.

Osnova přednášek:

1. Jaderná energetika ve světě, klasifikace reaktorů používaných v JE

2. Základní schéma jaderného reaktoru, řetězová reakce

3. Radionuklidy vznikající v jaderném reaktoru

4. Faktory ovlivňující reaktivitu, palivový cyklus

5. Vyhořelé jaderné palivo

6. Monitorování polí v JE, vliv JE na životní prostředí

7. Perspektivy JE

8. Klasifikace urychlovačů a iontové zdroje

9. Lineární urychlovače

10. Kruhové urychlovače

11. Cyklotrony

12. Využití urychlovačů medicína, technika, synchrotronové záření a základní výzkum

13. Technika a bezpečnost na urychlovačích

Osnova cvičení:

Cíle studia:

Znalosti:

Student získá přehled o principech a typech jaderných reaktorů, palivovém cyklu a způsobech řízení reaktoru, včetně základů radiační ochrany v jaderné energetice. Dále se seznámí s principy a klasifikací urychlovačů částic a s jejich hlavními oblastmi využití v praxi i výzkumu.

Schopnosti:

Student bude schopen popsat funkci a strukturu jaderného reaktoru a jaderné elektrárny, vysvětlit princip činnosti různých typů urychlovačů a uvést jejich využití v medicíně, průmyslu a základním výzkumu. Dokáže také aplikovat znalosti o řízení reaktorů a zásadách radiační ochrany v kontextu jejich provozu a kriticky hodnotit přínosy a omezení jaderných zařízení a urychlovačů.

Studijní materiály:

Povinná literatura:

[1] L. Sklenka: Provozní reaktorová technika, ČVUT 2001

[2] S. Humphries, Jr., Principles of Charged Particle Acceleration, Dover Publications 2012.

[3] E. Wilson, An Introduction to Particle Accelerators, Oxford University Press, Oxford 2010.

Doporučená literatura:

[4] F. Klik, J. Daliba, Jaderná energetika, ČVUT 2002

Studijní pomůcky:

Čarný, P., Program ESTE EU, uživatelská příručka programu, Trnava 2008

Poznámka:

Další informace:

https://moodle-vyuka.cvut.cz/course/edit.php?id=14050

Rozvrh na zimní semestr 2025/2026:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2025/2026:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Radiologická technika (povinný předmět programu)