Reactores Nucleares Innovadores

Código
PROGRAM A DEL CURSO
Denominación: Reactores Nucleares Innovadores
Profesor: DrC. Carlos García Hernández
Profesor Titular
______
Créditos: 3 Horas: 48
Oblig:
Opcion: X
Objetivos:
1. Conocer los principios físico-neutrónicos de los reactores nucleares innovadores.
2. Explicar los fundamentos y las principales características tecnológicas de los
diferentes tipos de reactores nucleares energéticos.
3. Explicar los fundamentos físicos de los Sistemas Manejados por Aceleradores y
su importancia en el manejo de los desechos nucleares de larga vida.
4. Explicar la importancia y fundamentos físicos de la transmutación de desechos
nucleares de larga vida.
5. Explicar los retos fundamentales de los reactores nucleares de IV generación.
Contenido:
 Introducción a la energía nuclear. Interacciones de los neutrones. Flujo
y Corriente neutrónica. Secciones transversales de interacción.
Moderación de los neutrones. Espectro de los neutrones térmicos.
Secciones transversales promedio en la región térmica.
 Fisión Nuclear. Modelo de la gota líquida. Energía de fisión. Isótopos
físiles y fértiles. Neutrones instantáneos y diferidos. Espectro de fisión.
Nú mero de neutrones producidos por neutrón térmico absorbido en el
co mbustible. Productos de fisión, rendimiento. Energía liberada por los
productos de fisión, energía liberada en la fisión.
 Ciclo de multiplicación de los neutrones. Balance de neutrones en u n
reactor nuclear. Coeficiente de multiplicación efectivo. Ecuación
elemental de la cinética. Fórmula de los cuatro y seis factores. Factor
de fisión rápida. Probabilidad de escape a la absorción resonante.
Factor de utilización térmica.
 Teoría de las dimensiones críticas. Aproxi mación de difusión de uno y
dos grupos. Multigrupos.
 Cinética de reactores. Barras de control. Venenos. Que mado del
co mbustible, unidades. Tiempo de vida de los neutrones instantáneos y
diferidos. Criticidad instantánea. Período del reactor. Ecuación de la
cinética para 6 grupos de neutrones diferidos. Reactividades positivas
y negativas. Fracción efectiva de neutrones retardados.
 Barras de control, funciones básicas. Características del diseño.
Efectividad de las barras de control. Efectividad integral y diferencial.
Venenos solubles, ventajas y desventa jas. Venenos que mables.
 Coeficientes de reactividad por temperatura. Efectos Doppler y
coeficiente de reactividad por temper atura en el moderador. Variación
del efecto Doppler con el quemado. Coeficiente de reactividad por
presión. Coeficiente de reactividad por fracción de huecos.
Envenena miento por Xenón y Sa mario. Transitorios. Oscilaciones
espaciales del Xenón.
 Fuentes de neutrones. Flujo neutrónico sub -crítico.
 Características físicas y tecnológicas principales de los reactores de
agua ligera. (LW R), Reactores de agua a presión (PW R) y de agua
hirviente (BW R).Características físicas y tecnológicas principales de
los reactores moderados por agua pesada y por grafito.
 Características físicas y tecnológicas principales de los reactores
rápidos. Transmutación de desechos nucleares. S istema s Mane jados
por Acelerador. Reactores Nucleares de IV generación. GFR- Reactor
Rápido enfriado con gas. LFR- Reactor Rápido enfriado con Plo mo.
MSR- Reactor de Sales Fundidas. SFR- Reactor Rápido enfriado con
Sodio. SCW R- Reactor supercrítico enfriad o por agua ligera. VHTR Reactor de muy alta te mperatura.
Formas de evaluación: Trabajo de Curso donde se analicen las características
físicas y de seguridad de un reactor nuclear innovador.
Bibliografía:
1. Multimedia on Nuclear Reactor Physics. Versión 4.2.Universidad Politécnica de
Cataluña. Javier Dies, Francesco Puig, Claubia Pereira.
2. The U.S. Generation IV Implementation Strategy. 2003
3. A technology Roadmap for Generation IV Nuclear Energy Systems. December
2002.
4. Generation IV Roadmap: Fuel Cycles, Fuel Cycle Crosscut Group (FCCG.
Generation IV Roadmap Session ANS Winter Meeting Reno, NV November 13,
2001
5. Generation IV Water-Cooled Reactor Concepts Technical Working Group 1 Advanced Water-Cooled Reactors Generation IV Roadmap Session ANS Winter
Meeting Reno, NV November 13, 2001
6. Generation IV Gas-cooled Reactor System Concepts Technical Working Group 2
-- Gas Cooled Reactor Systems Generation IV Roadmap Session ANS Winter
Meeting Reno, NV November 13, 2001
7. A Summary of Generation IV. Non-Classical Nuclear Systems. Generation IV
Roadmap TW-4, Non-Classical Concepts Generation IV Roadmap Session II
ANS Winter Meeting Reno, NV November 13, 2001
8. A European Roadmap for Developing. Accelerator Driven Systems (ADS) for
Nuclear Waste Incineration April 2001 The European Technical Working Group
on ADS The European Technical Working Group on ADS.
9. The application of gas-cooled reactor technologies to the transmutation of nuclear
waste Alan Baxter and Carmelo Rodríguez .General Atomics, 2237 Trinity Drive,
Los Alamos, NM 87544
10. Deep-Burn: making nuclear waste transmutation practical C. Rodriguez , A.
Baxter a, D. McEachern ,M. Fikani, F. Venneri . Nuclear Engineering and Design
222 (2003) 299–317
11. Deep Burn Transmutation. A Practical Approach to the Destruction of Nuclear
Waste in the Context of Nuclear Power Sustainability Francesco Venneri Alan
Baxter Donald McEachern Carmelo Rodriguez Michael Fikani Jozef Kuzminski
David Carosella Submitted to DOE by General Atomics AAA Program.
12. Introduction to nuclear reactor theory. Lamarsh, J.R.
13. Nuclear Reactor Analysis. Duderstadt, J; Hamilton, L.
14. Nuclear Reactor Engineering. Glasstone S; Sesonke A.
15. Handbook of Nuclear Engineering. Dan Gabriel Cauci.