Kerntechnik

Angaben
Vorlesung, 4 SWS, ECTS-Studium, ECTS-Credits: 5
nur Fachstudium, für Gasthörer zugelassen, Unterrichtssprache Deutsch
Studienfächer / Studienrichtungen
PF ET-MA ab 1
Voraussetzungen / Organisatorisches
empfohlen: Technische Thermodynamik, Strömungsmechanik
Inhalt
Einführung

Reaktorphysikalische Grundlagen
Kernspaltung, Kettenreaktion, prinzipieller Aufbau eines Kernreaktors, Reaktivität, Kritikalität, Neutronenkinetik, Neutronentransport

Thermodynamik und Energieumwandlung in KKW
Schaltungsarten von KKW, Thermodynamik/Wirkungsgrad, Temperaturverlauf am Brennstab/im Kern, Wasser-Dampf-Kreislauf/Wärmeschaltbild

Aufbau verschiedener KKW-Typen
Druckwasserreaktor, Siedewasserreaktor, HTR, schneller Brutreaktor (jeweils Hauptkreisläufe, Containment, Sicherheitssysteme, wichtige Hilfs- und Nebensysteme)

Betrieb von KKW
Betriebszyklen, Streckbetrieb, Regelkonzepte, Steuerung/Regelung, Anlagendynamik, Lastwechselfahrweise, Chemische Fahrweise, RDB-Versprödung

Reaktivitätseffekte
Kurzzeit- und Langzeitreaktivitätseffekte, Inhärente Sicherheit

Brennstoffver- und -entsorgung
Urangewinnung, Anreicherung, Brennelement-Herstellung, BE-Einsatz im KKW, Abbrand, Entsorgung/Endlagerung

Sicherheit und Zuverlässigkeit von KKW
Barrierenkonzept, Sicherheitsebenen, Schutzziele, Aktive/passive Sicherheitseinrichtungen, Auslegungsprinzipien für Sicherheitssysteme, Störfallabläufe, Probabilistische Sicherheitsanalyse, Strahlenschutz

Wartung/Instandhaltung/Alterungsmanagement
Überwachungssysteme, Prüfkonzept, wiederkehrende Prüfungen

Ausblick
Reaktoren der 4. Generation, Kernfusion.
Empfohlene Literatur
Es wird ein Skript zur Verfügung gestellt.


ECTS-Informationen:

Title
Nuclear Engineering
Credits
5
Prerequisites

Contents
Introduction

Reactor physics fundamentals
Nuclear fission, Chain reaction, Principal design of a nuclear reactor, Reactivity, Criticality, Neutron kinetics, Neutron transport

Thermodynamics and Energy conversion in NPP
NPP general designs, Thermodynamics/Efficiency, Temperature distribution along fuel rod/inside reactor core, Steam-water cycle/Heat flow diagram

Design of different NPP types
Pressurized water reactor, Boiling water reactor, HTR, Fast Breeder reactor (in each case: Main circuits, Containment, Safety systems, important auxiliary systems)

NPP operation
Operation cycles, Stretch-out operation, Control principles, Dynamic plant behaviour, Load change operation, Operational chemistry, RPV embrittlement

Reactivity feedback
Short-term and long-term reactivity feedback, Inherent safety

Fuel supply and disposal
Uranium production, Enrichment, Fuel assemblies manufacturing, Deployment of fuel in NPP, Burnup, Used nuclear fuel treatment, Disposal/Final storage

Safety and Reliability of NPP
Barriers’ concept, Safety levels, Main safety targets, Active/passive safety systems, Design principles for safety systems, Transient/Accident scenarios, Probabilistic safety analysis, Radiation protection

Maintenance, Ageing management
Monitoring systems, Inspection planning and principles, Recurrent inspections

Outlook
Generation 4 reactors, Nuclear fusion

Zugeordnete Übung:

Übung, 2 SWS
nur Fachstudium, für Gasthörer zugelassen, Unterrichtssprache Deutsch

Material zur Vorlesung: