Preskoči na glavno vsebino

Fizika fisijskih reaktorjev

2024/2025
Program:
Magistrski študijski program 2. stopnje Jedrska tehnika
Letnik:
1. letnik
Semester:
prvi
Vrsta:
izbirni
ECTS:
9
Jezik:
slovenski
Izvajalec (kontaktna oseba):
Ure na teden – 1. semester:
Predavanja
3
Seminar
1
Vaje
2
Laboratorij
0
Pogoji za vključitev v delo oz. za opravljanje študijskih obveznosti

Vpis v letnik.
Opravljeni kolokviji ali opravljen pisni izpit ter opravljene seminarske naloge so pogoj za opravljanje ustnega izpita.

Vsebina

Jedrske reakcije z nevtroni in cepitev, značilnosti presekov za najpomembnejše nuklide.
Promptni in zakasneli nevtroni, cepitveni produkti.
Verižna reakcija in pomnoževalni faktor.
Boltzmannova enačba za transport nevtronov v snovi.
Difuzijski približek in njegova veljavnost.
Časovno neodvisni primeri, nepomnoževalno in pomnoževalno sredstvo.
Upočasnjevanje nevtronov v moderatorju, resonančna absorpcija, termalizacija.
Reševanje časovno odvisne transportne in difuzijske enačbe, izpeljava enačb točkovne kinetike.
Linearna kinetika reaktorja in upravljanje verižne reakcije.
Povratni učinki na reaktivnost in nelinearna kinetika.

Temeljni literatura in viri

Osnovni učbenik/Base textbook:
Hamilton-Duderstadt, Nuclear reactor analysis, John Wiley and Sons, New York
Izbrana poglavja iz učbenikov/Selected chapters from textbooks:
Klimov, Nuclear physics and nuclear reactors, Mir publishers, Moscow
Barjon, Physique des reacteurs nucleaires, Institut des sciences nucleaires, Grenoble
Emendoerfer-Hoecker, Theorie der Kernreaktoren I, II, Bibliographisches Institut, Mannheim
Henry, Nuclear reactor analysis, The MIT Press, Cambridge. Massachusetts. and London. England

Cilji in kompetence

Pridobiti osnovno teoretično in praktično znanje, ki je potrebno za razumevanje in obvladovanje procesov v cepitvenem jedrskem reaktorju.

Predvideni študijski rezultati

Znanje in razumevanje:
Razumevanje fizikalnih procesov, ki potekajo v jedrskem reaktorju med delovanjem, ter na tej osnovi znanje uporabe fizikalnih modelov in analitičnih metod za določevanje ključnih parametrov jedrskega reaktorja (pomnoževalni faktor, kinetične konstante, porazdelitev cepitvene gostote).
Uporaba:
Neposredna uporaba znanja pri delu z jedrskimi reaktorji, osnova za pridobitev dodatnega znanja reaktorske kinetike in fizike upravljanja z gorivom v jedrskih napravah.
Refleksija:
Uporaba teoretičnega matematičnega pristopa za reševanje konkretnih fizikalnih problemov pri načrtovanju in upravljanju z reaktorjem.
Prenosljive spretnosti - niso vezane le na en predmet:
Podrobno poznavanje jedrskih reakcij cepitve in zajetja, uporaba analitičnih metod za reševanje eliptičnih diferencialnih enačb, poznavanje numeričnih metod za reševanje diferencialnih enačb drugega reda.

Metode poučevanja in učenja

Predavanja, vaje, domače naloge, seminarji, consultacije, praktične vaje na reaktorju TRIGA.

Načini ocenjevanja

Pisni izpit
Ustni izpit
(ocene: 5 (negativno), 6-10 (pozitivno), ob upoštevanju Statuta UL)

Reference nosilca

Andrej Trkov:
1) TRKOV, Andrej, ŽEROVNIK, Gašper, DESTOUCHES, Christophe, BOURGANEL, Stephane, GREGOIRE, G., GIRARD, Jean Michel. Self-shielding factor calculations of heterogeneous samples in activation measurements for neutron spectrum unfolding. Nucl. Eng. Des.. [Print ed.], 2012, vol. 246, str. 69-74.
2) SNOJ, Luka, TRKOV, Andrej, JAĆIMOVIĆ, Radojko, ROGAN, Petra, ŽEROVNIK, Gašper, RAVNIK, Matjaž. Analysis of neutron flux distribution for the validation of the computational methods for the optimization of research reactor utilization. Appl. radiat. isotopes. [Print ed.], 2011, vol. 69, issue 1, str. 136-141.
3) TRKOV, Andrej, CAPOTE, R., SOUKHOVITSKII, E., LEAL, L.C., SIN, M., KODELI, Ivan Aleksander, MUIR, D.W.đ. Covariances of evaluated nuclear cross section data for [sup]232Th, [sup]180,[sup]182,[sup]183,[sup]184,[sup]186W and [sup]55Mn. Nucl. data sheets (N.Y. N.Y.), 2011, iss. 12, vol. 112, str. 3098-3119.

Luka Snoj
1. SNOJ, Luka, TRKOV, Andrej, RAVNIK, Matjaž, ŽEROVNIK, Gašper. Testing of cross section libraries on zirconium benchmarks. Ann. nucl. energy. [Print ed.], 2012, vol. 42, str. 71-79.
2. SNOJ, Luka, ŽEROVNIK, Gašper, TRKOV, Andrej. Computational analysis of irradiation facilities at the JSI TRIGA reactor. Appl. radiat. isotopes. [Print ed.], 2012, vol. 70, str. 483-488.
3. JET EFDA Contributors, SNOJ, Luka, TRKOV, Andrej, LENGAR, Igor, POPOVICHEV, Sergei, CONROY, S., SYME, B. Calculations to support JET neutron yield calibration : Neutron scattering in source holder. Fusion eng. des.., 2012, iss. 11, vol. 87, str. 1846-1852.