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Kerntechnik (KT)

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

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.

 

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