Grundlagen der Nukleartechnik
Fundamentals of Nuclear Engineering

Modul MW0884 [NUK 2]

Dieses Modul wird durch Lehrstuhl für Nukleartechnik (Prof. Macián-Juan) bereitgestellt.

Diese Modulbeschreibung enthält neben den eigentlichen Beschreibungen der Inhalte, Lernergebnisse, Lehr- und Lernmethoden und Prüfungsformen auch Verweise auf die aktuellen Lehrveranstaltungen und Termine für die Modulprüfung in den jeweiligen Abschnitten.

Basisdaten

MW0884 ist ein Semestermodul in Englisch auf Bachelor-Niveau und Master-Niveau das im Sommersemester angeboten wird.

Das Modul ist Bestandteil der folgenden Kataloge in den Studienangeboten der Physik.

  • Allgemeiner Katalog der nichtphysikalischen Wahlfächer
GesamtaufwandPräsenzveranstaltungenUmfang (ECTS)
150 h 45 h 5 CP

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

Die Vorlesung stellt eine Einführung in die grundlegenden mathematischen Modelle und technischen Konzepte dar, die bei der Gestaltung kerntechnischer Systeme, sowie deren Sicherheitsbewertung, verwendet werden. Es werde getrennt Vorlesungen und Übungen durchgeführt Schwerpunkte der Vorlesung: Die Vorlesung dient als Einführung in die: - Grundlagen zur Gestaltung und der Analyse des Neutronenverhaltens - Konzepte und Gebrauch von Wirkungsquerschnitten (cross sections) - Modellierung des Neutronenverhaltens im Reaktor - Dynamik-Modelle für den Kernreaktor - Grundlagen der thermo-hydraulischen Gestaltung und Analyse - Thermische und hydro-dynamische Beschreibung eines Kernreaktors - Einführung in forschungs- und industrierelevante Computermodelle - Grundlagen der Radioaktivität und der Strahlungsabschirmung - Zerfallsmodelle - Grundprinzipien des radioaktiven Schutzes und der radioaktiven Abschirmung - Grundlagen der modernen Leichtwasserreaktor-Technologie - Komponenten eines modernen Kernkraftwerks - Einführung in die Sicherheitsanalyse kerntechnischer Systeme Das Ziel der Vorlesung ist es, den Studenten mit einem grundlegenden Wissen über die mathematischen und technischen Zusammenhänge eines kerntechnischen Systems auszustatten. Die Themen und Inhalte sollen, von dem Standpunkt eines Ingenieurs aus gesehen, die notwendigen Informationen zum Verständnis über die Arbeitsweise eines nuklearen Systems vermitteln. Übungen, Problemstellungen und Seminare werden die Theorie abrunden. An zahlenmäßigen Beispielen wird die tatsächliche Anwendung, der in der Vorlesung vorgestellten wichtigen Themen, veranschaulicht. Falls es Zeit und Möglichkeit erlauben, sind Exkursionen zu einigen themenrelevanten Anlagen und Einrichtungen geplant. The course will present the fundamental physical concepts and mathematical models used in Nuclear Engineering. The objective is to provide the necessary information and make use of it in the solution of practical exercises to be able to understand: Main topics: - Fundamental concepts of nuclear reactor design - The physics of nuclear reactions - The mathematical and physical models used to describe the behavior of nuclear reactors - The models utilized to design and analyze the thermal behavior of nuclear reactors - Basic concepts of radiation and radiation protection - Fundamental concepts of radiation shielding - The fundamentals of Nuclear Power Reactor Technology

Lernergebnisse

Am Ende des Moduls sind die Studierenden in der Lage zu verstehen: Die Technik- und Design-Basics von: * Nukleare Reaktoren * Wärme-Hydraulisches Verhalten von Kernreaktoren * Strahlenschutz

Voraussetzungen

Die Vorlesung richtet sich an: Studenten aus dem Maschinenbau, der Physik und der Chemie ab dem vierten Semester, die mehr über die technischen Grundlagen der Gestaltung und der Sicherheitsanalyse nuklearer Systemen lernen möchten. Vorlesungssprache: Die Vorlesung wird in Englisch gehalten. Ebenso sind die meisten Vorlesungsmaterialien in Englisch, jedoch können während der Vorlesung Fragen auch in Deutsch gestellt, sowie die Prüfung in Deutsch abgelegt werden.

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

ArtSWSTitelDozent(en)Termine
VU 3 Fundamentals of Nuclear Engineering Mittwoch, 10:00–11:30
Donnerstag, 10:00–10:45

Lern- und Lehrmethoden

- Vorlesung mit Powerpoint Material (Präsentationen) - intensive Nutzung der Tafel zur Erklärung der Konzepte Interaktive Klasse: Studenten werden ermutigt Fragen zu stellen und der Professor fragt auch häufig die Studenten

Medienformen

- gedrucktes Skript mit Vorlesungsinhalten - gedrucktes Material aus dem Internet - Kopien von nützlichen Lernmaterialien aus Büchern

Literatur

Nuclear Reactor Analysis J.J.Deuderstadt, L.J. Hamilton Fundamentals of Nuclear Science and Energy, J.K. Shultis, R.E. Faw Introduction to Nuclear Engineering, J.R. Lamarsh and A. J. Baratta Nuclear Energy - Principles, Practices and Prospects D. Bodansky

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

schriftliche Prüfung

Wiederholbarkeit

Eine Wiederholungsmöglichkeit wird im Folgesemester angeboten.

Kondensierte Materie

Wenn Atome sich zusammen tun, wird es interessant: Grundlagenforschung an Festkörperelementen, Nanostrukturen und neuen Materialien mit überraschenden Eigenschaften treffen auf innovative Anwendungen.

Kern-, Teilchen-, Astrophysik

Ziel der Forschung ist das Verständnis unserer Welt auf subatomarem Niveau, von den Atomkernen im Zentrum der Atome bis hin zu den elementarsten Bausteinen unserer Welt.

Biophysik

Biologische Systeme, vom Protein bis hin zu lebenden Zellen und deren Verbänden, gehorchen physikalischen Prinzipien. Unser Forschungsbereich Biophysik ist deutschlandweit einer der größten Zusammenschlüsse in diesem Bereich.