Физика ядерных реакторов

Abstract

«Физика ядерных реакторов» является дисциплиной государственно-го компонента специальности 1-31 04 06 «Ядерные физика и технологии». Учебная программа по дисциплине «Физика ядерных реакторов» разработана в соответствии с требованиями образовательного стандарта по данной специальности ОСВО 1-31 04 06-2013. Цель учебной дисциплины является обучение студентов основам физики ядерных реакторов в статических и динамических состояниях, а так-же особенностям физики реакторов на тепловых и быстрых нейтронах. Наибольшее внимание в рамках дисциплины уделяется диффузии и замедлению нейтронов; теории возраста; условиям и уравнениям критичности реактора в диффузионно-возрастном, одногрупповом и многогрупповом приближениях; методам решений систем уравнений реактора; основам теории гетерогенных реакторов; нестационарным процессам в ядерных реакторах на основе «точечной» кинетики; регулированию ядерных реакторов; принципиальной схеме ядерного реактора; физической классификации реакторов. Теория ядерных реакторов тесно связана с прикладными дисциплинами, изучающими конструкции и работу ядерных реакторов, поэтому большое внимание уделяется численным оценкам различных величин, которые входят в уравнения теории и, как правило, берутся из опыта. Студент должен понимать суть физических явлений, происходящих в активной зоне ядерных реакторов, их общие характеристики и особенности в зависимости от различных типов реакторов, вида теплоносителя и т.п. Важнейшими задачами дисциплины являются: изучение основных нейтронно-физических явлений, происходящих в активной зоне ядерного реактора, усвоение простейших методов описания кинетики ядерных реак-торов, ознакомление с основами теории замедления нейтронов и их возраста, важнейших численных методов, применяемых при решении задач физики реакторов. Материал курса основан на знаниях и представлениях, заложенных в следующих дисциплинах: «Физика ядра и элементарных частиц» и «Взаимодействие ионизирующих излучений с веществом». Данная дисциплина является базовой для следующих специальных дисциплин: «Системы управления и защиты ядерных энергетических установок», «Ядерные энергетические установки», «Ядерные технологии», «Атомные электрические станции», «Ядерная безопасность» и ряда дисциплин специализации.

Основными методами (технологиями) обучения, отвечающими целям изучения дисциплины «Физика ядерных реакторов», являются: эле-менты проблемного изложения, реализуемые на лекционных занятиях; элементы реализации творческого подхода, реализуемые на практических занятиях.

В результате изучения дисциплины студент должен: знать:  основные закономерности развития цепной ядерной реакции в реакторе;  закономерности нейтронной кинетики в реакторе;  характеристики нуклидного состава в реакторе и влияние его на работу реактора; уметь:  рассчитывать распределения нейтронов, энерговыделения и температуры в ядерном реакторе;  рассчитывать и измерять основные физические характеристики ядерного реактора, включая критическую массу, температурные коэффициенты и эффекты реактивности, нуклидный состав топлива, температуру и напряжение в твэлах; владеть:  современными компьютерными программами инженерных расчетов процессов, протекающих в реакторных установках;  методами анализа динамических процессов, происходящих в ядерном реакторе. В результате изучения учебной дисциплины «Физика 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.  Разрабатывать и оптимизировать ядерно-физические технологии в энергетике и промышленности.  Пользоваться глобальными информационными ресурсами.  Пользоваться государственными языками Республики Беларусь и иными иностранными языками как средством делового общения.  Реализовывать методы защиты производственного персонала и на-селения в условиях возникновения аварий, катастроф, стихийных бедствий и обеспечения радиационной безопасности при осуществлении научной, производственной и педагогической деятельности. Программа учитывает многолетний опыт преподавания ядерной физики на физическом факультете Белорусского государственного университета. Изложение основных тем программы определяются наличием соответствующих технических средств обучения. При преподавании дисциплины рекомендуется применять активные методы обучения, основу которых составляют технологии проблемного и контекстного обучения, реализуемые на лекционных и практических занятиях, а также рейтинговая система оценки знаний. При чтении лекционного курса рекомендуется применять также мультимедийные средства обучения.

Общее количество часов, отводимое на изучение учебной дисциплины –150, из них количество аудиторных часов – 66. Аудиторные занятия проводятся в виде лекций и управляемой самостоятельной работы (УСР). На проведение лекционных занятий отводится 56 часов, на УСР – 10 часов.

Форма получения высшего образования  очная, дневная, Занятия проводятся для студентов на 4 курсе в 7 и 8 семестрах. Формы текущей аттестации по учебной дисциплине  зачет в 7 семестре и экзамен в 8 семестре.