Fyzika jaderných reaktorů

Garant předmětu:

Jan Frýbort, Lenka Frýbortová

Přednášející:

Jan Frýbort, Lenka Frýbortová

Cvičící:

Jan Frýbort, Lenka Frýbortová, Pavel Suk

Předmět zajišťuje:

katedra jaderných reaktorů

Anotace:

Předmět „Fyzika jaderných reaktorů“ navazuje na dříve získané znalosti z oblasti základů reaktorové fyziky, kinetiky, dynamiky, termohydrauliky a termomechaniky. V úvodních přednáškách se studenti seznámí se zavedením transportní teorie, formulací transportní rovnice a jejím využití ve výpočtech v oblasti reaktorové fyziky. Transportní teorie vyžaduje rozsáhlou sadu jaderných dat. V přednáškách se studenti dozví, jak jsou připravovaná spojitá i grupová jaderná data a jak se zohledňuje efekt samostínění v heterogenních reaktorech. Specifickou disciplínou jsou výpočty s využitím poruchové teorie. Studenti zjistí, jaký je význam sdružené hustoty toku neutronů, která má široké využití pro rozbor nejistot a citlivostí v reaktorové fyzice. Poslední část přednášek je zaměřena na spojené výpočty neutroniky, termomechaniky a termohydrauliky v analýze jaderných reaktorů.

Požadavky:

V rámci předmětu budou zadány individuální domácí úkoly. Jejich splnění kontroluje cvičící a jsou spolu s aktivní účastí na cvičení podmínkou pro udělení zápočtu. Písemná a ústní zkouška.

Osnova přednášek:

1.Transportní teorie v reaktorové fyzice (3 přednášky): definice předpokladů, odvození a platnost transportní rovnice, využití transportní rovnice v reaktorové fyzice, metody pro numerické řešení, zjednodušení na difuzní rovnici

2.Jaderná data pro reaktorovou fyziku (3 přednášky): rozsah jaderných dat potřebný v reaktorové fyzice, zdroje jaderných dat, evaluace a validace, specifika spojitých a grupových jaderných dat

3.Efekt samostínění a jeho význam v reaktorové fyzice (2 přednášky): význam efektu samostínění v reaktorové fyzice, způsoby zohlednění samostínění, praktické ukázky aplikací

4.Poruchová teorie a její význam (2 přednášky): matematický aparát k poruchové teorii, odvození jednogrupové a vícegrupové poruchové teorie v difuzním přiblížení, využití poruchové teorie v reaktorové fyzice

5.Spojené výpočty neutroniky, termomechaniky a termohydrauliky (2 přednášky): vliv parametrů jaderného paliva a odvodu tepla na parametry neutronické charakteristiky paliva, definice vhodného způsobu numerického spojení neutronických, termomechanických a termohydraulických výpočtů, ilustrace na jednoduchém modelu paliva lehkovodních reaktoru

Osnova cvičení:

1.Transportní teorie (2 cvičení)

2.Diferenciální účinný průřez (1 cvičení)

3.Příprava jaderných dat (2 cvičení)

4.Využití poruchové teorie (1 cvičení)

5.Vliv teplot na výpočty v reaktorové fyzice (2 cvičení)

Cíle studia:

Studijní materiály:

Povinná literatura:

[1]Lamarsh J.R., Baratta A.J.: Introduction to Nuclear Engineering. Londýn: Pearson, 2017. ISBN 978-0134570051

[2]Frýbort J., Frýbortová L., Štefánik M.: Úvod do reaktorové fyziky: teorie a cvičení. Praha: ČVUT, 2013

[3]Hebert A.: Applied Reactor Physics. Quebec: Presses internationales Polytechnique, 2016. ISBN 978-2553016981

Doporučená literatura:

[4]Lamarsh J.R.: Introduction to Nuclear Reactor Theory. LaGrange Park:ANS, 2002. ISBN 978-0894480409

Poznámka:

Rozvrh na zimní semestr 2024/2025:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2024/2025:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Jaderné inženýrství - Jaderné reaktory (PS)