Скачать 178.91 Kb.
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) ИНСТИТУТ ТЕПЛОВОЙ И АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ (ИТАЭ) ___________________________________________________________________________________________________________ Направление подготовки: 140700 Ядерная энергетика и теплофизика Профиль(и) подготовки: Термоядерные реакторы и плазменные установки Квалификация (степень) выпускника: бакалавр Форма обучения: очная РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ "Физика ядерных реакторов"
Москва - 2010 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Целью дисциплины является: получение основных сведений (знаний) о физических процессах, протекающих в ядерных реакторах, и их конструкционных особенностях, а также получение первичных навыков в проведении расчётов основных нейтронно-физических характеристик реактора. По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:
Задачами дисциплины являются:
2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО Дисциплина относится к части по выбору профессионального цикла Б.3 основной образовательной программы подготовки бакалавров по профилю “Термоядерные реакторы и плазменные установки” направления 140700 «Ядерная энергетика и теплофизика». Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: "Математика", "Математические методы моделирования физических процессов", "Ядерная и нейтронная физика", "Тепломассообмен в оборудовании АЭС" Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при изучении дисциплин "Экспериментальные электрофизические и плазменные установки", выполнении учебной и производственной практик, курсовой работы и учебно-исследовательской работы. 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования: Знать:
Уметь:
Владеть:
4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетных единицы, 144 часа.
4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения 4.2.1. Лекции 7 семестр
Ядерный реактор. Физическая классификация реакторов. Коэффициент размножения нейтронов в бесконечной среде. Возможные представления цикла размножения нейтронов. Эффективный коэффициент размножения.
Гомогенный реактор без отражателя. Уравнение реактора в диффузно-возрастном приближении. Одногрупповое приближение. Геометрический параметр и распределение потока нейтронов по объему реактора. Квазикритическое приближение. Гомогенный однозонный реактор с отражателем в одногрупповом и двух групповом приближении. Эффективная добавка. Реактор без отражателя, эквивалентный реактору с отражателем. Многозонный реактор. Условие критичности двухзонного реактора с отражателем в одногрупповом приближении. Физические особенности гетерогенного реактора. Классификация реакторных решеток. Основные предположения и допущения в теории решетки. Принципы гомогенизации ячеек. Метод вероятностей первых столкновений (ВПС). Основные понятия метода ВПС. Соотношения между вероятностями. Расчет ВПС в разреженных и тесных решетках. Коэффициент размножения на быстрых нейтронах. Расчет коэффициента размножения на быстрых нейтронах для различных решеток. Зависимость этого коэффициента от параметров решетки и ее компонентов.
Вероятность избежать резонансного поглощения. Применение метода ВПС для расчета эффективного резонансного интеграла. Расчет эффективного резонансного интеграла поглощения в различных решетках. Учет энергетической и пространственной экранировок, взаимного затенения блоков, замедления внутри блока, температурных эффектов. Зависимость вероятности избежать резонансного поглощения от параметров решетки и ее компонентов. Коэффициент использования тепловых нейтронов. Относительное вредное поглощение. Блок-эффект. Особенности расчета в различных ячейках. Спектры нейтронов и усреднение сечений в области тепловых энергий. Зависимость коэффициента использования тепловых нейтронов от параметров решетки и ее компонентов. Число вторичных нейтронов деления на один поглощенный топливом первичный нейтрон. Расчет длин диффузии и замедления в pазличных pешетках. Зависимость возpаста и квадрата длины диффузии нейтронов от температуры и параметров решетки. Зависимость материального параметра от отношения объемов замедлителя и топлива. Выбор оптимального варианта решетки.
"4х сомножителей" Водо-водяные энергетические реакторы (ВВЭР). Нейтронно-физические особенности. Компенсация реактивности и способы регулирования реактора. Коэффициенты неравномерности энерговыделения. Перегрузка и выгорание топлива. Этапы нейтронно-физического расчета реактора. Оценочный расчет коэффициента размножения. Водо-водяные кипящие реакторы (ВК). Нейтронно-физические особенности. Взаимосвязь нейтронно-физического и теплогидравлического расчетов. Сравнение характеристик реакторов типа ВК и ВВЭР. Канальные реакторы. Нейтронно-физические особенности и оценочный расчет канальных реакторов. Высокотемпературные реакторы. Нейтронно-физические особенности и оценочный pасчет этих pеактоpов. Pеактоpы на быстpых нейтpонах. Основные нейтpонно-физические особенности (спектр нейтронов, воспроизводство делящихся материалов, запас реактивности, температурные эффекты). Особенности нейтронно-физического расчета. 8 семестр
Последовательность нейтронно-физического расчета реактора. Подготовка библиотек констант. Гомогенизация ячейки. Расчет макроячейки, полиячейки, гомогенного реактора. Обзор методов решения уравнения переноса нейтронов. Программы расчета реакторных ячеек на ЭВМ. Физические модели и методы подготовки многогрупповых микроскопических констант и расчета ячеек. Этапы расчета реакторной ячейки. Спектральная и пространственная задачи. Редактирование. Режимы работы программ. Расчеты состояния, выгорания топлива, эффектов реактивности.
Гидродинамика и теплообмен в ядерных энергетических реакторах. Гидравлические потери давления для случаев применения однофазного и кипящего теплоносителей. Теплообмен для случаев применения однофазного, кипящего и двухкомпонентного теплоносителей. Критические тепловые нагрузки. Кризис теплообмена. Тепловой расчет энергетических реакторов, охлаждаемых однофазным теплоносителем. Формирование расчетной ячейки. Распределение температуры по высоте ТВЭЛа и по сечению расчетной ячейки. Расчет температуры замедлителя в графитовых реакторах. Теплогидравлический расчет кипящих реакторов. Расчет водо-водяного кипящего реактора. Теплогидравлический расчет высокотемпературных газовых реакторов. Схемы движения шаровых ТВЭЛов в активной зоне. Распределение температуры в шаровом ТВЭЛе. Расчет температурного режима теплоносителя в активной зоне.
Программы расчета реакторов. Физические модели и методы расчета реакторов. Режимы работы программ. Расчеты состояний, эффективности СУЗ, эффектов и коэффициентов реактивности, выгорания топлива. Структура и этапы нейтронно-физического проектирования энергетического реактора. Классификация экспериментов. Зависимость особенностей эксперимента от способа использования получаемой информации. Взаимосвязь расчетных и экспериментальных исследований. Нейтронно-физические характеристики, определяемые в экспериментах на сборках и реакторах. Сравнение экспериментов на реакторах, подкритических и критических стендах. Энерговыделение в реакторе. Организация теплоотвода. Энерговыделение в активной зоне реактора, в корпусе, в конструкционных материалах, в элементах биологической защиты. Распределение энерговыделения. Локальные и технические коэффициенты неравномерности. Эффекты реактивности. Остаточное тепловыделение.
Режимы работы энергетического ядерного реактора. Контроль работы реактора. Принципиальная схема управления ядерным реактором. Штатные и аварийные режимы работы реактора. Понятие о нестационарных процессах в реакторе. Переходные режимы. Отравление. Шлакование. Вопросы безопасности ядерных реакторов. Анализ аварийных ситуаций и аварий. Средства предупреждения и предотвращения аварий. Средства локализации аварий. 4.2.2. Практические занятия 7 семестр
8 семестр
4.3. Лабораторные работы Лабораторные работы учебным планом не предусмотрены. 4.4. Расчетные задания 7 семестр
4.5. Курсовые проекты и курсовые работы Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен. 5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Лекционные занятия проводятся в форме лекций с использованием презентаций и видео роликов. Презентации лекций содержат большое количество фотоматериалов. Практические занятия включают посещение первого на евразийском континенте ядерного реактора Ф-1 на территории РНЦ «Курчатовский институт». Самостоятельная работа включает подготовку к тестам и контрольным работам, оформление расчётных работ и реферата, подготовку к зачету и экзамену. 6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Для текущего контроля успеваемости используются различные виды тестов, контрольные работы, устный опрос, защита расчётных работ. Аттестация по дисциплине – 2 зачета и 1 экзамен. Оценка за освоение дисциплины, определяется как: 0,3(среднеарифметическая оценка за контрольные и тесты) + 0,3оценка за зачёт + 0,4оценка на экзамене. В приложение к диплому вносится оценка за 8 семестр. 7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 7.1. Литература: а) основная литература:
б) учебные пособия
7.2. Электронные образовательные ресурсы: а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы: http://www.kiae.ru/ , http://www.nuclear.ru/, http://nucleardata.nuclear.lu.se/NuclearData/toi/, http://ie.lbl.gov/fission.html, http://www-rsicc.ornl.gov/rsiccnew/CFDOCS/qryPackageCCC.cfm , http://dlib.eastview.com/browse/doc/18973866, http://mcu.vver.kiae.ru/rinfo.html, http://rts.kiam.ru/~ozzycom, http://mcu.vver.kiae.ru/rifreesoft.html . б) другие: фильмы "За минуту до катастрофы", "За секунды до катастрофы - Чернобыль.", видеоролики технологических операций при проведении работ на реакторе, изготовления ядерного топлива и др. 8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций лекций и показа учебных фильмов. Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 140700 «Ядерная энергетика и теплофизика» и профилю «Термоядерные реакторы и плазменные установки». ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ: д.т.н., нач. лаборатории Российского Научного Центра «Курчатовский институт» Гольцев А.О. "УТВЕРЖДАЮ": Зав. кафедрой ОФиЯС д.т.н., профессор Комов А.Т. |
Московский энергетический институт (технический университет) институт... | Московский энергетический институт (технический университет) институт... | ||
Московский энергетический институт (технический университет) институт... | Московский энергетический институт (технический университет) институт... Целью дисциплины является изучение основ современной энергетики и ее связи с экологией | ||
Московский энергетический институт (технический университет) институт... Профиль(и) подготовки: Автоматизация технологических процессов в теплоэнергетике | Московский энергетический институт (технический университет) институт... Дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла М. 2 основной образовательной программы подготовки магистров «Физико-технические... | ||
Московский энергетический институт (технический университет) институт... Магистерская программа: Прикладная физика плазмы и управляемый термоядерный синтез | Московский энергетический институт (технический университет) институт... Магистерская программа: Прикладная физика плазмы и управляемый термоядерный синтез | ||
Московский энергетический институт (технический университет) институт... Магистерская программа: Прикладная физика плазмы и управляемый термоядерный синтез | Московский энергетический институт (технический университет) институт... Принципы эффективного управления технологическими процессами в теплоэнергетике, теплотехнике и теплотехнологиях” | ||
Московский энергетический институт (технический университет) институт... Магистерская программа: Прикладная физика плазмы и управляемый термоядерный синтез | Московский энергетический институт (технический университет) институт... Магистерская программа: Прикладная физика плазмы и управляемый термоядерный синтез | ||
Московский энергетический институт (технический университет) институт... Целью дисциплины является изучение современных информационных и сетевых технологий используемых в ядерной энергетике | Московский энергетический институт (технический университет) институт... Ознакомить студентов с основными законами термодинамики как науки о превращении энергии в теплоту и работу | ||
Московский энергетический институт (технический университет) институт... ... | Московский энергетический институт (технический университет) институт... Целью дисциплины является изучение методов интенсификации теплообмена для написания реферата по выбранной теме |