Fundamentals of Nuclear Engineering

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

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

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.

- 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

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

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

Schriftliche Prüfung (Klausur, 90 min)
Die Studenten dürfen während der Prüfung einen wissenschaftlichen Taschenrechner benutzen; hilfreiche Formeln werden in der Prüfung angegeben.