Experimentální reaktorová fyzika

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra jaderných reaktorů

Anotace:

Přednášky jsou zaměřeny na experimentální metody používané při určování neutronově-fyzikálních a základních provozních parametrů jaderných reaktorů. Pozornost je věnována výzkumným jaderným reaktorům, jejich dělení, charakteristikám a využití výzkumných reaktorů v oblasti experimentální reaktorové fyziky, experimentálním metodám zaměřeným na určování reaktivity, určování charakteristiky řídicích tyčí v jaderném reaktoru, studium dynamiky jaderného reaktoru, realizaci kritického experimentu. V závěrečných přednáškách probíhá příprava základního kritického experimentu na školním reaktoru VR-1.

Přednášky jsou doplněny praktickými experimentálními úlohami na školním reaktoru VR-1: měření reaktivity, kalibrace řídicích tyčí, studium dynamiky jaderného reaktoru, určení neznámého kritického stavu. Hlavní část cvičení je věnována realizaci základního kritického experimentu na školním reaktoru VR-1.

Požadavky:

17ZAF, 17EXNF

Osnova přednášek:

1. Výzkumné jaderné reaktory

Rozsah: 1 přednáška,

Téma přednášky: Experimentální metody fyziky jaderných reaktorů. Klasifikace experimentálních zařízení a výzkumných reaktorů. Dělení, charakteristiky a využití výzkumných reaktorů v oblasti experimentální reaktorové fyziky.

2. Měření reaktivity na jaderných reaktorech

Rozsah: 1 přednáška

Téma přednášky: Statické a dynamické metody měření reaktivity. Metoda násobení zdroje. Metoda Source Jerk. Metoda Rod Drop. Metoda kladné periody, Metoda inversní kinetiky.

3. Určování charakteristiky řídicí tyče jaderného reaktoru

Rozsah: 1 přednáška

Téma přednášky: Diferenciální a integrální charakteristika řídicí tyče. Váha řídicí tyče. Metody zaměřené na určování charakteristiky řídicí tyče: Metoda inverzní četnosti a Metoda násobení zdroje. Vzájemná kalibrace řídicích tyčí.

4. Studium dynamiky jaderného reaktoru

Rozsah: 1 přednáška

Téma přednášky: Kinetika a dynamika jaderného reaktoru. Studium chování reaktoru nulového výkonu. Reaktor v podkritickém, kritickém a nadkritickém stavu s vnějším neutronovým zdrojem a bez vnějšího neutronového zdroje. Studium impulsní, přechodové a frekvenční charakteristiky jaderného reaktoru. Koeficienty reaktivity a jejich vliv na provoz a řízení jaderného reaktoru.

5. Příprava základního kritického experimentu na reaktoru VR-1

Rozsah: 2 přednášky

Témata přednášek:

Základní požadavky kladené na aktivní zóny reaktoru VR-1. Návrh konfigurace aktivní zóny reaktoru VR-1. Neutronově-fyzikální charakteristiky aktivní zóny reaktoru VR-1 a jejich určení. Legislativní požadavky Státního úřadu pro jadernou bezpečnost na realizaci základního kritického experimentu.

Postup při přípravě a provedení základního kritického experimentu. Program základního kritického experimentu, jeho struktura a obsah. Kritický experiment na jaderném reaktoru. Predikce kritického stavu metodou inversní četnosti. Dosahování neznámého kritického stavu na jaderném reaktoru.

Osnova cvičení:

Budou probíhat praktická cvičení na školním reaktoru VR-1.

1. Měření reaktivity na reaktoru VR-1

Rozsah: 1 cvičení

Téma cvičení: Aplikace metod Source Jerk, Rod Drop a kladná perioda na měření reaktivity na školním reaktoru VR-1.

2. Kalibrace řídicí tyče reaktoru VR-1

Rozsah: 1 cvičení

Téma cvičení: Určení váhy a kalibrační křivky tyče reaktoru VR-1 pomocí metody inversní četnosti a metody násobení zdroje. Vzájemná kalibrace řídicích tyčí na reaktoru VR-1.

3. Studium dynamiky jaderného reaktoru

Rozsah: 1 cvičení

Téma cvičení: Studium chování reaktoru VR-1 v podkritickém, kritickém a nadkritickém stavu s vnějším neutronovým zdrojem a bez vnějšího neutronového zdroje. Studium odezvy reaktoru VR-1 na pulsní, skokovou a periodickou změnu. Studium vlivu dutinového koeficientu reaktivity v podmoderované a přemoderované oblasti reaktoru.

4. Dosahování neznámého kritického stavu na reaktoru VR-1

Rozsah: 1 cvičení

Téma cvičení: Predikce neznámého kritického stavu na reaktoru VR-1 metodou inversní četnosti. Dosahování kritického stavu na reaktoru VR-1 postupnou změnou polohy řídicí tyče.

5. Základní kritický experiment na reaktoru VR-1

Rozsah: 3 cvičení

Téma cvičení: Výpočtová příprava základního kritického experimentu. Vypracování programu základního kritického experimentu. Realizace základního kritického experimentu na reaktoru VR-1

Cíle studia:

Znalosti:

Detailní znalosti z oblasti experimentální reaktorové fyziky, znalost a osvojení metod zaměřených na určování základních neutronově-fyzikálních a provozních parametrů jaderného reaktoru.

Schopnosti:

Orientace v dané problematice, uplatnění získaných znalostí v oblasti vědy, výzkumu a dalších předmětech s experimentální tématikou, schopnost přípravy a provedení experimentálních prací, zpracování naměřených hodnot včetně jejich analýzy a interpretace.

Studijní materiály:

Povinná literatura:

1. Matějka, K., et al.: Experimentální úlohy na školním reaktoru VR-1, skripta ČVUT, ČVUT, Praha 2005.

2. Weston M. Stacey: Nuclear Reactor Physics, John Wiley & Sons, Inc., New York 2001, ISBN 0-471-39127-1.

Doporučená literatura:

3. Lewis E.,E.: Fundamentals of Nuclear Reactor Physics, Elsevier Inc., USA 2008, ISBN: 978-0-12-370631-7.

Studijní pomůcky:

Školní reaktor VR-1.

Poznámka:

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů: