Nuklearni gorivi ciklus i reaktorski materijali

Opis predmeta

Rasprostranjenost i pridobivanje urana i torija. Obogaćenje i konverzija urana. Projektiranje i proizvodnja gorivnih elemenata. Reaktorski proračuni. Gospodarenje gorivom u jezgri nuklearnog reaktora. Prerada i recikliranje istrošenog goriva. Gospodarenje radioaktivnim otpadom niske i visoke aktivnosti. Dekomisija nuklearne elektrane. Struktura i svojstva reaktorskih materijala. Gorivo. Strukturni materijali. Moderatori i rashladna sredstva nuklearnih reaktora. Materijali za štitove i kontrolu reaktora.

Ishodi učenja

  1. Identificirati načine proizvodnje urana i torija.
  2. Identificirati metode obogaćivanja i konverzije urana.
  3. Prikazati projektiranje i proizvodnju gorivnih elemenata.
  4. Identificirati metode proračuna reaktora.
  5. Analizirati preradu i recikliranje istrošenog nuklearnog goriva.
  6. Usporediti metode gospodarenja nisko i visoko radioaktivnog otpada.
  7. Ocijeniti troškove nuklearnog gorivnog ciklusa.
  8. Analizirati strukturu i svojstva reaktorskih materijala.

Oblici nastave

Predavanja

Predavanja se održavaju 15 tjedana s opterećenjem od 2 sata tjedno.

Auditorne vježbe

Auditorne vježbe se održavaju 15 tjedana s opterećenjem od 1 sat tjedno.

Samostalni zadaci

Domaće zadaće.

Laboratorij

Laboratorijske vježbe se održavaju tijekom pet tjedana s opterećenjem 3 sata tjedno.

Način ocjenjivanja

Kontinuirana nastava Ispitni rok
Vrsta provjere Prag Udio u ocjeni Prag Udio u ocjeni
Laboratorijske vježbe 0 % 10 % 0 % 5 %
Domaće zadaće 0 % 10 % 0 % 5 %
Međuispit: Pismeni 0 % 30 % 0 %
Završni ispit: Pismeni 0 % 50 %
Ispit: Pismeni 0 % 40 %
Ispit: Usmeni 50 %

Tjedni plan nastave

  1. Zalihe urana i njegovo pridobivanje. Zalihe torija i njegovo pridobivanje.
  2. Metode konverzije urana (žuti kolač i uranov heksaflorid). Metode obogaćivanja urana i separacijski rad. Dizajn i proizvodnja nuklearnih gorivnih elemenata.
  3. Otvoreni gorivni ciklus. Gospodarenje gorivom u jezgri nuklearnog reaktora.
  4. Sheme punjenja reaktorske jezgre. Paket računalnih programa FUMACS.
  5. Tehnologije poboljšanja iskoristivosti nuklearnog goriva. Dostatnost zaliha nuklearnog goriva. Ekonomija nuklearnog gorivnog ciklusa.
  6. Gospodarenje visoko radioaktivnim otpadom. Gospodarenje nisko i srednje radioaktivnim otpadom.
  7. Transport radioaktivnog otpada. Dekomisija nuklearne elektrane. Hrvatski zakoni o gospodarenju radioaktivnim otpadom.
  8. Međuispit.
  9. Struktura i svojstva nuklearnog goriva.
  10. Konstrukcijski materijali - deformacije cirkonija i cirkonijevih legura. Konstrukcijski materijali - deformacije čelika. Konstrukcijski materijali - beton.
  11. Neutronski moderatori.
  12. Reaktorski hladioci. Kontrolni materijali.
  13. Materijali za štitove. Osnove radijacijskih oštećenja.
  14. Aktivacija materijala nuklearnog reaktora i ostatna toplina.
  15. Završni ispit.

Studijski programi

Sveučilišni diplomski
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)
Izborni predmeti (1. semestar) (3. semestar)

Literatura

Robert G. Cochran, Nicholas Tsoulfanidis (1990.), The Nuclear Fuel Cycle,
Samuel Glasstone (1964.), Atomska energija, Naučna knjiga, 2. izdanje
Samuel Glasstone, Alexander Sesonske (2012.), Nuclear Reactor Engineering, Springer Science & Business Media
Ioan Ursu (2015.), Physics and Technology of Nuclear Materials, Elsevier
Raymond Murray (2009.), Nuclear Energy, Butterworth-Heinemann

Za studente

Izvedba

ID 222526
  Zimski semestar
5 ECTS
R1 Engleski jezik
R2 E-učenje
30 Predavanja
0 Seminar
15 Auditorne vježbe
13 Laboratorijske vježbe
0 Konstrukcijske vježbe

Ocjenjivanje

90 izvrstan
75 vrlo dobar
60 dobar
50 dovoljan