Kernfusion - Reaktortechnik
Nuclear Fusion Reactor Engineering

Modul MW1112 [NUK8 / ef232 /]

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

MW1112 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)
90 h 30 h 3 CP

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

Die Vorlesung ist eine Einführung in die Grundlagen der Kernfusionsreaktortechnik und Kernfusionstechnologie. Nach der Beschreibung der wichtigsten Kernfusionsreaktionen und des physikalischen Hintergrundes werden Funktionsprinzipien existierender und in Konstruktion befindlicher Fusionsmaschinen, mit dem Fokus auf den Tokamak-Reaktor, beschrieben. Es wird ebenfalls das Konzept der zukünftigen thermonuklearen Reaktoren erläutert. Hauptthemen der Vorlesung: - Die wesentlichen Kernfusionsreaktionen und der Vorstoß zur Fusion als Energiequelle - Überblick über thermonukleare Fusionsmaschinen (magnetischer und Trägheitseinschluss) - Plasmaphysikgrundlagen (kurz) fokussiert auf Fusions- maschinenanwendung - Der Tokamak: Funktionsweise und Technologie der Hauptkomponenten - Status und Perspektiven der Kernfusion + existierende und geplante experimentelle Anlagen + Überblick über Sozioökonomie + Sicherheit und Umgebung

Lernergebnisse

Ziel der Vorlesung ist die Einführung der Studenten in die Kernfusionsforschung und seine fortgeschrittenen ingenieurstechnischen Umsetzungen. Letztendlich sollte der Student wissen, wie die einzelnen Komponenten der Fusionsreaktoren entworfen und hergestellt werden, sodass er das Potential und die ingenieurtechnischen Probleme dieser Technologie als Lösung des zukünftigen Energiebedarfes begreift.

Voraussetzungen

Die Vorlesung wird angeboten für: Studenten nach dem 4. Semester der Fachrichtungen Machinenbau, Physik, Technische Physik, Technische Matematik und Informatik,Chemie,Chemie Ingenieurwesen Das Ziel des Kurses ist es die Studierenden in die Kernfusion Forschung und ihrer fortgeschrittenen Engineering-Lösungen einzuführen. Am Ende des Kurses sollen die Studierenden lernen, wie die Fusionskomponenten entworfen und hergestellt werden. Die Studenten werden die technischen Probleme dieser Technologie als Lösung für den zukünftigen Energiebedarf lernen.

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

ArtSWSTitelDozent(en)Termine
VO 2 Nuclear Fusion Reactor Engineering Dienstag, 17:00–18:30
Donnerstag, 17:00–18:30

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

Tokamaks John Wesson, Oxford Science Publications Controlled Nuclear Fusion J. Reader et al., John Wiley & Sons (also available in German) Plasma Physics and Controlled Fusion F.F. Chen, Plenum Press

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.