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Reaktorphysik 1 und Anwendungen der Kerntechnik (Grundlagen der Reaktorphysik)
Reactor Physics 1 and Applications of Nuclear Technology

Modul PH2050

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.

Modulversion vom WS 2018/9 (aktuell)

Von dieser Modulbeschreibung gibt es historische Versionen. Eine Modulbeschreibung ist immer so lange gültig, bis sie von einer neuen abgelöst wird.

verfügbare Modulversionen
WS 2018/9WS 2017/8WS 2016/7WS 2010/1

Basisdaten

PH2050 ist ein Semestermodul in Deutsch auf Master-Niveau das im Wintersemester angeboten wird.

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

  • Allgemeiner Spezialfachkatalog Physik
  • Spezifischer Spezialfachkatalog Applied and Engineering Physics
  • Spezifischer Spezialfachkatalog Physik der kondensierten Materie
  • Spezifischer Spezialfachkatalog Kern-, Teilchen- und Astrophysik

Soweit nicht beim Export in einen fachfremden Studiengang ein anderer studentischer Arbeitsaufwand ("Workload") festgelegt wurde, ist der Umfang der folgenden Tabelle zu entnehmen.

GesamtaufwandPräsenzveranstaltungenUmfang (ECTS)
150 h 60 h 5 CP

Inhaltlich verantwortlich für das Modul PH2050 ist Peter Böni.

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

  • Kernaufbau und Kernspaltung
  • Wirkungsquerschnitte
  • Neutronenfluß, Reaktionsrate, freie Weglänge, Lebensdauer
  • Resonanzstreuung und Breit-Wigner Formel
  • Neutronenmultiplikation
  • Thermischer Neutronenzyklus
  • Fermi´s 4-Faktoren Formel
  • Kinetik einer Kettenreaktion
  • Neutronenmoderation
  • Thermisches, epithermisches und schnelles Neutronenspektrum
  • Reaktorregelung und Zeitverhalten eines Reaktors
  • Punktkinetische Gleichungen
  • Die Forschungsneutronenquelle FRM II
  • Anwendungen der Kerntechnik

Lernergebnisse

Nach erfolgreicher Teilnahme an diesem Modul ist der/die Studierende in der Lage

  1. Kernaufbau und Kernspaltung zu erklären
  2. die Energiefreisetzung bei der Spaltung zu verstehen und zu erklären
  3. starke und schwache Spaltstoffe zu benennen
  4. verschiedene Wirkungsquerschnitte zu benennen und zu erklären
  5. die Neutronenmultiplikation an Hand des thermischen Neutronenzyklus zu verstehen und zu erklären
  6. die Neutronenmoderation im thermischen Reaktor zu verstehen und zu erklären
  7. die Reaktorregelung zu verstehen und zu erklären
  8. die Leistungsmerkmale der Forschungsneutronenquelle FRM II zu benennen und zu bewerten.

Voraussetzungen

Keine Vorkenntnisse nötig, die über die Zulassungsvoraussetzungen zum Masterstudium hinausgehen.

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

Lern- und Lehrmethoden

Die Lernziele des Moduls werden durch eine frontale Vorlesung mit Tafelanschrieb und mündlicher Kommunikation sowie Powerpoint Präsentationen erreicht. Dabei werden insbesondere mit Querverweisen zwischen verschiedenen Themen die universellen Konzepte der Physik aufgezeigt. Die Vorlesung wird durch wöchentliche Übungen ergänzt, in denen die Studenten (~6-14 Studenten) unter der Aufsicht von Doktoranden der Fakultät Probleme lösen. Sowohl die Vorlesungs- als auch die Übungsunterlagen werden auf Moodle den Studenten zugänglich gemacht. Zur Vertiefung der Materie wird den Studenten ermöglicht, im Rahmen einer Exkursion ein kommerzielles Kernkraftwerk zu besichtigen.

Medienformen

Das Modul besteht aus einer Vorlesung (2SWS) und begleitenden Übungen (2SWS).Der Inhalt der Vorlesung wird auf der Wandtafel präsentiert und zum Teil mit dem Beamer projiziert. Die Übungen werden in Gruppen von 6 - 14 Studenten durchgeführt und zwar unter Anleitung eines Tutors. Die Übungsaufgaben werden eine Woche vor der Übungsstunde verteilt.

Literatur

Standard-Lehrbücher der Reaktorphysik – zum Beispiel:

  1. D. Emendörfer, K. H. Höcker :Theorie der Kernreaktoren (B I Wissenschaftsverlag 1982)
  2. K. H. Beckurts, K. Wirtz: Neutron Physics (Springer Verlag 1964)
  3. A. Ziegler : Lehrbuch der Reaktortechnik (Springer Verlag 1964)
  4. S. Glasstone and M. C. Edlund:Kernreaktortheorie (Springer Verlag 1961)
  5. W. M. Stacey, Nuclear Reactor Physics, Wiley-VCH (2004)

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

Es findet eine mündliche Prüfung von etwa 30 Minuten Dauer statt. Darin wird das Erreichen der im Abschnitt Lernergebnisse dargestellten Kompetenzen mindestens in der dort angegebenen Erkenntnisstufe exemplarisch durch Verständnisfragen, Diskussionen anhand von Skizzen und einfachen Formeln überprüft.

Prüfungsaufgabe könnte beispielsweise sein:

  • Erläutern Sie den Kernaufbau und die Stabilität von Kernen.
  • Erklären Sie den Unterschied zwischen starken und schwachen Spaltstoffen.
  • Erläutern Sie den Prozess der Neutronenmoderation.
  • Diskutieren Sie das Spektrum der Neutronen in einem Moderator.
  • Erklären Sie, wie die Leistung eines Reaktors geregelt werden kann.

Die Teilnahme am Übungsbetrieb wird dringend empfohlen, da die Übungsaufgaben auf die in der Modulprüfung abgefragten Problemstellungen vorbereiten und somit die spezifischen Kompetenzen eingeübt werden.

Hinweise zu assoziierten Modulprüfungen

Die Prüfung zu diesem Modul kann auch gemeinsam mit der Prüfung zum assoziierten Folgemodul PH2051: Reaktorphysik 2 und neue Konzepte in der Kerntechnik / Reactor Physics 2 and new Concepts in Nuclear Technology nach dem Folgesemester abgelegt werden. In diesem Fall müssen Sie sich für beide Prüfungstermine erst im Folgesemester anmelden.

Wiederholbarkeit

Eine Wiederholungsmöglichkeit wird am Semesterende angeboten. Eine Wiederholungsmöglichkeit wird im Folgesemester angeboten.

Aktuell zugeordnete Prüfungstermine

Derzeit sind in TUMonline die folgenden Prüfungstermine angelegt. Bitte beachten Sie neben den oben stehenden allgemeinen Hinweisen auch stets aktuelle Ankündigungen während der Lehrveranstaltungen.

Titel
ZeitOrtInfoAnmeldung
Prüfung zu Reaktorphysik 1 und Anwendungen der Kerntechnik
Mo, 4.2.2019 Dummy-Termin. Wenden Sie sich zur individuellen Terminvereinbarung an die/den Prüfer(in). Anmeldung für Prüfungstermin vor So, 24.03.2019. // Dummy date. Contact examiner for individual appointment. Registration for exam date before Sun, 2019-03-24. bis 15.1.2019 (Abmeldung bis 3.2.2019)
Di, 26.3.2019 Dummy-Termin. Wenden Sie sich zur individuellen Terminvereinbarung an die/den Prüfer(in). Anmeldung für Prüfungstermin von Mo, 25.03.2019 bis Sa, 27.04.2019. // Dummy date. Contact examiner for individual appointment. Registration for exam date from Mon, 25.03.2019 till Sat, 27.04.2019. bis 25.3.2019
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