Титульный лист программы дисциплины (SYLLABUS) |
| Форма Ф СО ПГУ 7.18.4/19 |
Министерство образования и науки Республики Казахстан
Павлодарский государственный университет им. С. Торайгырова
Кафедра Теплоэнергетика
Программа дисциплины (Syllabus)
YaEU 3301 Ядерные энергетические установки
Павлодар, 2013 г.
Лист утверждения программа дисциплины (Syllabus) |
| Форма Ф СО ПГУ 7.18.4/19 |
УТВЕРЖДАЮ
Декан энергетического
факультета
___________
«___»_____________2013г.
Составитель: магистр, ст. преподаватель__________
Программа дисциплины (Syllabus)
YaEU 3301 Ядерные энергетические установки
для студентов очной формы обучения
специальности 5В071700 Теплоэнергетика
Программа разработана на основании рабочей учебной программы, утверждённой «___» _________2013 г.
Рекомендована на заседании кафедры от «___»____________2013 г.
Протокол №_____.
Заведующий кафедрой____________ «____» ________2013 г.
Одобрена учебно-методическим советом энергетического факультета
«____»______________2013 г. Протокол №____
Председатель УМС ____________ «____» ________2013 г.
1. Паспорт учебной дисциплины
Наименование дисциплины Ядерные энергетические установки
Дисциплина компонент по выбору
Количество кредитов и сроки изучения
Всего – 3 кредита
Курс: 3
Семестр: 6
Всего аудиторных занятий – 45 часов
Лекции – 15 часов
Практические занятия – 30 часов
СРС – 90 часов
в том числе СРСП – 22,5 часов
Общая трудоемкость - 135 часов
Форма контроля
Экзамен – 6 семестр
Пререквизиты:
Для освоения данной дисциплины необходимы знания, умения и навыки приобретенные при изучении следующих дисциплин: физика, техническая термодинамика, безопасность жизнедеятельности и охрана труда, тепломассообмен, экология.
Постреквизиты:
Знания курса «Ядерные энергетические установки» используются при изучении всех профилирующих дисциплин.
2. Сведения о преподавателях и контактная информация
, магистр теплоэнергетики, старший преподаватель кафедры «Теплоэнергетика»
Кафедра Теплоэнергетика находится в главном корпусе , аудитория 311а, контактный телефон 67-36-26.
Е-mail: *****@***ru.
3. Предмет, цели и задачи
Предмет дисциплины «Ядерные энергетические установки» включается в учебные планы в качестве профильной дисциплины.
Цель преподавания дисциплины
Основной целью курса является изучение студентами основ конструкции и работы атомных электрических станции и других ядерных энергетических установок.
Задачи изучения дисциплины – состоят в изучении основных принципов получения и использования ядерной энергии.
4. Требования к знаниям, умениям, навыкам и компетенциям
В результате изучения данной дисциплины студенты должны:
иметь представление о:
- схемах и составе оборудования ядерных энергетических установок;
знать:
- основы конструкции ядерного реактора;
- особенности компоновки ЯЭУ;
- основы контроля и управления ЯЭУ;
уметь:
- решать проблемы связанные с переработкой отработавшего топлива и захоронением отходов;
- применять способы исключения загрязнении окружающей среды радиоактивными элементами, продуктами деления ядер;
- показать топливный цикл ЯЭУ;
приобрести практические навыки:
- решать проблемы связанные с переработкой отработавшего топлива и захоронением отходов;
- применять способы исключения загрязнении окружающей среды радиоактивными элементами, продуктами деления ядер;
быть компетентным:
в решении вопросов по выбору получения и использования ядерного топливного цикла ЯЭУ;
5. Тематический план изучения дисциплины
Распределение академических часов по видам занятий
№ п/п | Наименование тем | Количество аудиторных часов по видам занятий | СРС | ||
лекции | практические (семинарские) | Всего | в том числе СРСП | ||
1 | Введение | 1 | - | - | - |
2 | Элементы физики ядра | 2 | 5 | 20 | 5 |
3 | Схемы и состав ядерных энергетических установок | 2 | 5 | 20 | 5 |
4 | Основы конструкции ядерного реактора | 6 | 10 | 30 | 7,5 |
5 | Управление реактором | 4 | 10 | 20 | 5 |
Всего: 135 (3 кредита) | 15 | 30 | 90 | 22,5 |
6. Содержание лекционных занятий
Тема 1. Введение.
План: Предмет дисциплины. Экономические, экологические и социальные аспекты ядерной энергетики.
Литература: [1, 3].
Тема 2. Элементы физики ядра.
План: Ядро. Строение ядра. Заряд. Массовое число. Изотопы. Дефект массы. Энергия связи ядра. Ядерные силы: основные свойства. Радиоактивность. Радиоактивное излучение. Период полураспада. Ядерные реакции. Классификация ядерных реакций.
Литература: [1, 3].
Тема 3. Схемы и состав ядерных энергетических установок.
План: Принципиальные схемы. Классификация ЯЭС. Одно - и двухконтурные схемы установок с внешним потребителем тепла. Установки с внешним потребителем механической энергии: установки с турбозубчатым агрегатом, ядерные ракетные двигатели.
Литература: [1, 3].
Тема 4. Основы конструкции ядерного реактора.
План: Коэффициент размножения. Цепная реакция. Условие существования цепной реакции. Ядерный реактор. Горючее. Теплоноситель. Тепловыделяющие элементы. Рабочие каналы. Замедлитель. Активная зона. Критические размеры активной зоны. Отражатель. Регулирующие стержни. Тепловой кран. Конструкция ТВЭЛа. Замедление и диффузия нейтронов. Угол рассеяния. Коэффициент диффузии. Параметр замедления. Замедляющая способность среды. Возраст тепловых нейтронов. Длина диффузии. Площадь миграции. Длина миграции.
Литература: [1, 3].
Тема 5. Управление реактором.
План: Реактивность реактора. Период реактора. Время удвоения мощности. Среднее время жизни одного поколения нейтронов. Температурный коэффициент реактивности. Положительный и отрицательный коэффициенты реактивности. Регулирование мощности реактора. Выгорание топлива. Отравление и шлакование реактора. Явление «йодной ямы». Система управления и защиты реактора.
Литература: [1, 3].
7. Содержание практических (семинарских, лабораторных, студийных, индивидуальных) занятий
Тема 2. Элементы физики ядра.
План:
1. Развитие ядерной энергетики.
2. Вопросы радиационной безопасности населения и защиты окружающей среды.
3. Атомная энергетика и окружающая среда.
Задания:
1. Выяснить: проблемы, которые возникали по мере развития ядерной энергетики (транспорт ядерного топлива, регенерация ядерного горючего, захоронение отходов); преимущества и недостатки АЭС; запасы природного урана; какие вопросы вставали при развитии разных типов реакторов с различными видами теплоносителя;
2. Обсуждение вопроса «Атомная энергетика и окружающая среда»
3. Знать: Закон об охране окружающей природной среды, Закон о защите атмосферного воздуха, Правила охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами, Нормы радиационной безопасности (основной нормативный документ по радиационной безопасности).
Методические рекомендации по выполнению задания согласно приведенной литературе необходимо рассмотреть вопросы по данной теме.
Литература [1, 3 ].
Тема 3. Схемы и состав ядерных энергетических установок
План:
1. Реакторы на быстрых нейтронах.
2. Водо-водяные энергетические ядерные реакторы.
3. Графитовые реакторы с водяным теплоносителем.
Задания:
1. Рассмотреть основные типы ядерных реакторов; виды теплоносителей, используемые в схемах; схемы ядерных энергетических установок; системы охлаждения.
2. Рассказать преимущества и недостатки каждого типа реактора по сравнению с другими, а также положительные и отрицательные стороны различных замедлителей и теплоносителей, применяемых в схемах ядерных установок.
3. Рассмотреть конструкции различных реакторов.
Методические рекомендации по выполнению задания согласно приведенной литературе необходимо рассмотреть вопросы по данной теме.
Литература [1, 3 ].
Тема 4. Основы конструкции ядерного реактора
План:
1. Обеспечение надежности действующей АЭС.
2. Реакторы повышенной безопасности.
3. Опыт аварий и инцидентов на АЭС.
4. Проблемы захоронения ядерных отходов.
Задания:
1. Рассмотреть все возможные отказы оборудования АЭС и последствия, к которым эти отказы могут привести; разделить отказы оборудования на опасные, которые могут привести к радиационным авариям, и не влияющие на безопасность АЭС;
2. Выяснить какие системы управления и защит реактора используются на различных типах реакторов для повышения их надежности;
3. Сделать анализ возможных аварийных ситуаций (в частности внезапное ухудшение теплоотвода, внезапное повышение энерговыделения при неизменном теплоотводе);
4. Рассмотреть средства предотвращения аварии, используемые на АЭС;
5. Привести примеры хранения ядерных отходов за рубежом.
Методические рекомендации по выполнению задания согласно приведенной литературе необходимо рассмотреть вопросы по данной теме.
Литература [1, 3 ].
Тема 5. Управление реактором
План:
1. Особенности космических ЯЭУ.
2. Судовые ЯЭУ.
Задания:
1. Рассмотреть вопросы: общие требования к размещению судовой энергетической установки (СЭУ), варианты расположения СЭУ, требования к размещению поста управления, аварийные средства движения, обеспечение радиационной безопасности при эксплуатации СЭУ и при возможных авариях.
2. Рассмотреть технико-экономические особенности применения ЯЭУ на морских судах.
Методические рекомендации по выполнению задания согласно приведенной литературе необходимо рассмотреть вопросы по данной теме.
Литература [1, 3 ].
8. Задания самостоятельной работы
Тема 2. Элементы физики ядра.
Задания СРС по данной теме:
1. Разработка вопросов:
1) Деление Ядер.
2) Продукты деления.
2. Освоение данного материала.
3. Написать реферат.
Тема 3. Схемы и состав ядерных энергетических установок
Задания СРС по данной теме:
1. Разработка вопросов:
1) Установки с внешним потребителем электрической энергии.
2. Освоение данного материала.
3. Написать реферат.
Тема 4. Основы конструкции ядерного реактора
Задания СРС по данной теме:
1. Разработка вопросов:
1) Критические размеры реактора.
2) Коэффициент размножения в бесконечной среде.
3) Эффективный коэффициент размножения.
4) Геометрический параметр.
5) Полная вероятность избежания нейтроном утечки из реактора. 6) Условие критичности реактора.
2. Освоение данного материала.
3. Написать реферат.
9. График консультации СРСП (СРСП составляет 25% из СРС)
№ | Виды занятия | понедельник | вторник | среда | четверг | пятница | суббота |
1. | Консультирование по вопросам лекций | 14.45 15.35 | |||||
2. | Консультирование по вопросам семинаров | 14.45 15.35 | |||||
3. | Консультирование по вопросам СРО | 14.45 15.35 | |||||
4. | Консультации по вопросам тестовых заданий | 14.45 15.35 |
Консультация по всем вопросам осуществляется согласно графику СРСП на текущий семестр
10. Расписание проверок знаний обучающихся
Посещение практическихзанятий оценивается 0-100 баллов.
График выполнения и сдачи заданий по дисциплине
№ | Виды работ | Тема, цель и содержание задания | Рекомендуемая литература | Продолжительность выполнения | Форма контроля | Срок сдачи |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
1 | Реферат | Элементы физики ядра | [1, 2] | 3 недели | 4-ая неделя | |
2 | Реферат | Схемы и состав ядерных энергетических установок | [1, 2] | 2 недели | 6-ая неделя | |
3 | Рубежный контроль | Модуль 3,4 | коллоквиум | 8-ая неделя | ||
4 | Реферат | Основы конструкции ядерного реактора | [1, 2] | 2 недели | 11-ая неделя | |
5 | Реферат | Управление реактором | [1, 2] | 2 недели | 13-ая неделя | |
6 | Рубежный контроль | Модуль 3,4 | коллоквиум | 15-ая неделя |
11. Критерии оценки знаний обучающихся
Изучение дисциплины заканчивается экзаменом в устной форме, который охватывает весь пройденный материал. Обязательным условием для допуска к экзамену является выполнение всех предусмотренных заданий в программе.
Каждое задание оценивается 0-100 баллов.
Рейтинг допуска выводится из средне-арифметического всех выполненных заданий на текущих занятиях (домашние задания, задания по СРС, задания по практике, рубежный контроль).
К итоговому контролю (ИК) по дисциплине допускаются студенты, выполнившие все требования рабочей учебной программы (выполнение и сдача всех практическихзаданий, работ и заданий по СРС) и набравшие рейтинг допуска (не менее 50 баллов).
Уровень учебных достижений студентов определяется итоговой оценкой (И), которая складывается из оценок РД и ИК (экзамена, дифференцированного зачета или курсовой работы/проекта) с учетом их весовых долей (ВДРД и ВДИК).
И = РД*0,6 + ИК*0,4
Весовые доли ежегодно утверждаются ученым советом университета и должны быть для РД не более 0,6, а для ИК не менее 0,3.
Итоговая оценка по дисциплине подсчитывается только в том случае,
если обучающийся имеет положительные оценки, как по рейтингу допуска,
так и по итоговому контролю. Не явка на итоговый контроль по
неуважительной причине приравнивается к оценке «не удовлетворительно».
Результаты экзамена и промежуточной аттестации по дисциплине доводятся
до студентов в тот же день или на следующий день, если письменный
экзамен проводился во второй половине дня.
Для корректности подсчета итоговой оценки знания обучающегося на рубежном контроле (рейтинге) и итоговом экзамене оцениваются в процентах от 0 до 100%.
Оценка рубежного контроля складывается из текущих оценок и оценки рубежного контроля.
Учебные достижения, то есть Знания, умения, навыки и компетенции студентов по дисциплине «Профессиональный казахский язык» оцениваются по многобалльной буквенной системе адекватной ее цифровому эквиваленту и традиционной шкале оценок:
Оценка по буквенной системе | Цифровой эквивалент баллов | Процентное содержание | Оценка по традиционной системе |
A | 4,0 | 95-100 | Отлично |
A- | 3,67 | 90-94 | |
B+ | 3,33 | 85-89 | Хорошо |
B | 3,0 | 80-84 | |
B- | 2,67 | 75-79 | |
C+ | 2,33 | 70-74 | Удовлетворительно |
C | 2,0 | 65-69 | |
C- | 1,67 | 60-64 | |
D+ | 1,33 | 55-59 | |
D | 1,0 | 50-54 | |
F | 0 | 0-49 | Неудовлетворительно |
12. Требования преподавателя, политика и процедуры
Посещение обучающимися всех аудиторных занятий без опозданий является обязательным. В случае пропуска занятия отрабатываются в порядке установленном деканатом. Допускается максимально только два пропуска занятий. Два опоздания на занятие приравниваются одному пропуску. В случае более двух пропусков преподаватель имеет право в дальнейшем студента не допускать к занятиям до административного решения вопроса. Присутствие на лекциях посторонних лиц, не являющихся контингентом студентов данного курса, запрещается.
Работы следует сдавать в указанные сроки. Крайний срок сдачи всех заданий – за 3 дня до начала экзаменационной сессии.
Студенты, не сдавшие все задания, не допускаются к экзамену.
Повторение темы и отработка пройденных материалов по каждому учебному занятию обязательны. Степень освоения учебных материалов проверяется вопросами или письменными работами. Контроль знаний студентов может проводиться без предупреждения.
При выполнении самостоятельной работы студентов под руководством преподавателя (СРСП) учитывать следующие четыре основные функции.
Первая – предполагает реализацию активного восприятия студентами информации преподавателя, полученной в период установочных занятий по учебной дисциплине.
Вторая функция предполагает, что студенты самостоятельно, на основании рекомендаций преподавателя, изучают учебно-методические пособия, литературные источники, выполняют домашние задания, контрольные работы и т. д. На этом этапе от студентов требуется знание методов работы, фиксация своих затруднений, самоорганизация и самодисциплина.
Третья функция студентов состоит в анализе и систематизации своих затруднительных ситуаций, выявлении причин затруднений в понимании и усвоении ими учебного материала, выполнении других учебных действий. Студенты переводят неразрешимые затруднения в систему вопросов для преподавателя (ранжируют их, упорядочивают, оформляют), строят собственные версии ответов на эти вопросы.
Четвертая функция студентов состоит в обращении к преподавателю за соответствующими разъяснениями, советами, консультациями.
13. Список литературы
Основная:
1) Зорин электростанции. Учебное пособие для Вузов. МЭИ. 2012.
2) Тепловые и атомные станции. Справочник. 2008.
3) Атомные технологии и среда обитания. Комтехпринт. Учебное пособие для вузов. 2004.
Дополнительная:
1) Атомные электрические станции. Сб. статей под общей редакцией . – М:Энергоиздат, 1981.
2) Красин энергетика и путь ее развития. М: Наука и техника, 1984.
3) Ядерные энергетические установки: Учебное пособие для вузов , и др. Под общей ред. – М: Энергоатомиздат, 1983.
