Кинетика и динамика ядерных реакторов. УД-4468

Abstract

Программа дисциплины «Кинетика и динамика ядерных реакторов» разработана для специализации 1-31 04 06 03 «Физика ядерных реакторов и атомных энергетических установок» специальности 1-31 04 06 «Ядерные физика и технологии» первой ступени высшего образования. Она предназначена для более глубокого изучения студентами теории, методов расчета и математических моделей переходных и нестационарных нейтронно-физических процессов в ядерных реакторах, принципов управления реакторами, экспериментальных методов определения их важнейших характеристик, необходимых для последующего усвоения ряда дисциплин специализаций. Настоящая программа является оригинальной и разработана с учетом соответствующих требований образовательного стандарта специальности 1-31 04 06 «Ядерные физика и технологии» (ОСВО 1-31 04 06-2013). Данная дисциплина имеет целью интеграцию и развитие математических основ знаний, полученных в курсах “Атомные электрические станции”, “Нейтронная физика”, “Физика ядерных реакторов” и “Кинетика физико-химических явлений и процессов” для достижения понимания методов теоретического описания и моделирования процессов, происходящих в ядерных реакторах, и овладения теоретическими основами их управления на различных временных масштабах. Цель учебной дисциплины  сформировать у обучающихся систематические знания в области принципов управления ядерными реакторами на основе уравнений их кинетики и динамики. Задачи учебной дисциплины:  сформировать основные понятия, положения и концепции дисциплины кинетика и динамика ядерных реакторов;  сформировать понятия о методах математического описания кинетики и динамики ядерных реакторов;  сформировать количественное понимание основных величин, используемых при описании кинетики и динамики ядерных реакторов;  сообщить сведения, необходимые для понимания основ регулирования реактора. Учебный материал дисциплины основан на базовых знаниях и представлениях, заложенных в дисциплинах цикла общенаучных и общепрофессиональных дисциплин «Математический анализ», «Основы векторного и тензорного анализа», «Дифференциальные и интегральные уравнения», «Методы математической физики», «Физика атома и атомных явлений», «Физика ядра и элементарных частиц», в дисциплинах специальности “Физика ядерных реакторов”, «Теория переноса нейтронов». Учебный материал дисциплины будет использован при преподавании следующих специальных дисциплин: «Ядерные энергетические установки», «Атомные электрические станции», «Ядерная безопасность», «Термогидродинамика переходных и аварийных режимов реакторных установок», «Моделирование систем управления и безопасности ядерных энергетических установок», «Оценка безопасности АЭС», «Режимы работы и эксплуатации АЭС».

Перед преподавателем данной дисциплины ставятся следующие задачи:  ознакомить обучающихся с предметом кинетики и динамики ядерных реакторов, в первую очередь в приложении к водо-водяным реакторам на медленных нейтронах с водой под давлением;  ознакомить обучающихся с основными подходами, применяемыми для описания кинетики и динамики ядерных реакторов;  систематически изложить обучающимся основные сведения кинетики и динамики ядерных реакторов;  способствовать развитию научного мировоззрения обучающихся.

Из множества эффективных педагогических методик и технологий, которые способствуют вовлечению обучающихся в поиск и управление знаниями, приобретению опыта самостоятельного решения разнообразных задач, следует выделить: технологии проблемно-модульного обучения; технологии научно-исследовательской деятельности; проблемно-ориентированный междисциплинарный подход; интенсивное обучение; моделирование проблемных ситуаций и их решение. Для формирования современных социально-профессиональных компетенций выпускника вуза в практику проведения занятий целесообразно внедрять методики активного обучения и дискуссионные формы.

В результате усвоения дисциплины обучающийся должен знать: – уравнения кинетики и динамики ядерных реакторов; – величины запаса и потерь реактивности реактора и их составляющие; – величины коэффициентов и эффектов реактивности; – особенности переходных процессов в реакторах на тепловых нейтронах, связанные с накоплением ядер ксенона и самария. уметь использовать уравнения кинетики и динамики ядерных реакторов и их решения для расчета переходных процессов в активной зоне реактора: – при выводе на мощность и останове реактора; – при работе реактора на номинальном уровне мощности; – при переходных процессах, связанных с возмущением реактора введением реактивности, изменением мощности, изменением активности источника нейтронов, изменением расхода теплоносителя и пр.;

владеть:  методами получения, анализа и решения уравнений кинетики и динамики ядерных реакторов.  методами применения решений уравнений кинетики и динамики для предсказания поведения ядерных реакторов.

В результате изучения учебной дисциплины «Кинетика и динамика ядерных реакторов» у обучающегося должны быть сформированы следующие компетенции:  уметь применять базовые научно-теоретические знания для решения теоретических и практических задач;  владеть системным и сравнительным анализом;  владеть исследовательскими навыками;  уметь работать самостоятельно;  быть способным вырабатывать новые идеи (креативность).  владеть междисциплинарным подходом при решении проблем.  иметь навыки, связанные с использованием технических устройств, управлением информацией и работой с компьютером;  иметь лингвистические навыки (устная и письменная коммуникация);  уметь учиться, повышать свою квалификацию в течение всей жизни.  обладать качествами гражданственности;  быть способным к социальному взаимодействию;  обладать способностью к межличностным коммуникациям;  владеть навыками здорового образа жизни;  быть способным к критике и самокритике (критическое мышление).  уметь работать в команде.  применять знания теоретических и экспериментальных основ ядерной физики и ядерных технологий, ядерно-физических методов исследования, методов измерения физических величин, методов автоматизации эксперимента, методов планирования, организации и ведения научно-производственной, научно-педагогической, производственно-технической, опытно-конструкторской работы в области ядерно-физических технологий и атомной энергетики;  пользоваться компьютерными методами сбора, хранения и обработки информации, системами автоматизированного программирования, научно-технической и патентной литературой;  взаимодействовать со специалистами смежных профилей;  применять полученные знания фундаментальных положений физики, экспериментальных, теоретических и компьютерных методов исследования, планирования, организации и ведения научно-технической работы;  использовать новейшие открытия в естествознании, методы научного анализа, информационные образовательные технологии, физические основы современных технологий, оборудование и аппаратуру в исследовательской, научно-педагогической и производственной деятельности;  вести переговоры, разрабатывать планы сотрудничества с другими организациями;  пользоваться глобальными информационными ресурсами;  пользоваться государственными языками Республики Беларусь и иными иностранными языками как средством делового общения;  реализовывать методы защиты производственного персонала и населения в условиях возникновения аварий, катастроф, стихийных бедствий и обеспечения радиационной безопасности при осуществлении научной, производственной и педагогической деятельности;  осуществлять поиск, систематизацию и анализ информации по перспективным направлениям развития отрасли, инновационным технологиям, проектам и решениям;  определять цели инноваций и способы их реализации;  оценивать конкурентоспособность и экономическую эффективность разрабатываемых технологий;  применять методы анализа и организации внедрения инноваций в научно-производственной, научно-педагогической и научно-технической деятельности. Форма получения высшего образования — очная, дневная. Общее количество часов – 96, количество аудиторных часов – 40. Аудиторные занятия проводятся в виде лекций и управляемой самостоятельной работы (УСР). На проведение лекционных занятий отводится 32 часа, на УСР — 8 часов. Занятия проводятся на 5-м курсе в 9-м семестре. Формы текущей аттестации по учебной дисциплине — экзамен (9 семестр).