Jaderné reaktory

Garant předmětu:

Tomáš Bílý

Přednášející:

Tomáš Bílý

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra jaderných reaktorů

Anotace:

Úvod. Světový energetický problém. Dosavadní vývoj energetických reaktorů. Jaderné štěpné reaktory, palivové články, aktivní zóna, řídící systémy, bezpečnostní systémy, ochranná obálka. Dělení reaktorů do IV. generací. Základní typy jaderných energetických reaktorů: koncepce, charakteristické rysy, uspořádání, dosavadní vývoj, zastoupení ve světě, perspektivy. Tlakovodní reaktory (PWR). PWR západní koncepce (Westinghouse, KWU, Framatom). reaktory VVER, jaderná elektrárna Temelín. Varné reaktory, těžkovodní reaktory, rychlé množivé reaktory, vysokoteplotní plynem chlazené reaktory. Druhá jaderná éra, reaktory III. generace (EPR, AP-1000, VVER 1200). Reaktory IV. generace:. Iniciativa GIF a INPRO. Hodnocení, selekce a výběr navržených systémů. Šest zvolených koncepcí. Scénáře světového vývoje ICRP, vodíková energetika, úloha jaderné energie v dlouhodobém výhledu.

Požadavky:

17ZAF

Osnova přednášek:

1. Úvodní přednáška - 1 přednáška,

Začlenění do studia a návaznosti. Energetický problém. Jaderná energetika ve světě. 1. a 2. jaderná éra. Jaderný energetický reaktor a jeho části, jaderná elektrárna, systém odvodu tepla, bezpečnostní systémy, ochranná obálka.

2. Základní typy jaderných energetických reaktorů - 1 přednáška,

1. jaderná éra, jaderná energetika ve světě, JE v provozu, JE ve výstavbě, JE plánované a smluvně zajištěné. Trvale odstavené jaderné elektrárny. Jaderná energetika a EU.

3. Jaderné reaktory II. generace - 6 přednášek

Tlakovodní reaktory (PWR): vývoj, koncepce, uspořádání JE. PWR západní koncepce: Westinghouse, Combustion Engineering, ABB+CE, KWU, FRAMATOM. JE s reaktory VVER: zvláštnosti VVER, reaktory V-230 a V-213, JE V1, barbotážní systém, ochranná obálka s ledovým kondenzátorem. Reaktory VVER-1000: koncepce, uspořádání a části reaktoru, primární okruh a ochranná obálka. Porovnání VVER a západních PWR. Varné reaktory(BWR): koncepce BWR, reaktory: General Electric, švédské BWR, ABWR. Těžkovodní reaktory (HWR): vývoj, Kanadské reaktory CANDU-950, československý reaktor KS 150. Rychlé množivé reaktory (FBR): vývoj, koncepce, palivové články, bezpečnost, Super Phenix. Vysokoteplotní reaktory HTGR: koncepce, uspořádání, konstrukce, palivo, bezpečnost HTGR, Fort St. Vrain, THTR-300, modulová koncepce HTGR, PBMR.

4. Jaderné reaktory III. generace - 3 přednášky

Požadavky na reaktory III. generace, EUR. Výběr nového zdroje, systémy ABWR, AP-1000, ESBWR, GT-MHR, PBMR, SWR-1000. Projekty: evropský tlakovodní reaktoru EPR, EP/AP 1000, VVER III. generace: JE-91/99, JE VVER-1000 Typ V-392 (JE-92), JE VVER-2006. Bezpečnostní funkce a systémy. Systémy havarijního chlazení aktivní zóny. Systémy odvodu tepla z reaktoru přes sekundární okruh. Ochranná obálka a pod.

5. Jaderné reaktory IV. generace - 1 přednáška,

Iniciativa GIF a INPRO. Hodnocení, selekce a výběr navržených systémů. Šest zvolených koncepcí (GFR, LFR, MSR, SFR, SGWR a VHTR). Perspektivy pro 21. století: scénáře světového vývoje ICRP, úloha jaderné energie v dlouhodobém výhledu.

Osnova cvičení:

-

Cíle studia:

Znalosti:

Přehled o jaderné energetice. Orientace v různých typech reaktorů - přednosti, nedostatky, současný stav, výhledy. Podrobná znalost koncepce a konstrukce tlakovodních reaktorů elektráren Dukovany a Temelín.

Schopnosti:

Orientace v dané problematice, uplatnění získaných znalostí v dalších předmětech (17TERR, 17DYR, 17JBEZ).

Studijní materiály:

Povinná literatura:

1. Heřmanský B.: „Jaderné reaktory I. a II.“, Praha 2010.

Doporučená literatura:

2. Weinberg, A.M., Spiewak, I., Barkenbus, J.N.: „The Second Nuclear Era“.Oak Ridge As. Universities, 1984.

3. Ingemarsson, K.F.: „European Utility Requirement - ten years on“. Nuclear Europe Worldscan, Summer 2002 Edition.

4. „Generation IV Roadmap Technology Goals for Generation IV Nuclear Energy Systems“. US DOE NERAC, GIF-019, December 2002.

5. „International Conference on Innovative Technologies for Nuclear Fuel Cycles and Nuclear Power (INPRO)“ 23-26 June 2003, Vienna.

Poznámka:

Rozvrh na zimní semestr 2024/2025:

	06:00–08:0008:00–10:0010:00–12:0012:00–14:0014:00–16:0016:00–18:0018:00–20:0020:00–22:0022:00–24:00
Po	místnost TR:210 Bílý T. 16:00–17:50 (přednášková par. 1) Trojanova 13 učebna 210
Út
St
Čt
Pá

Rozvrh na letní semestr 2024/2025:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Jaderné inženýrství - Aplikovaná fyzika ionizujícího záření (PS)
• Jaderná chemie (povinný předmět programu)
• Jaderné inženýrství - Jaderné reaktory (PS)
• jaderné inženýrství - Radioaktivita v životním prostředí (PS)
• Vyřazování jaderných zařízení z provozu (povinný předmět programu)