SH2772 Chemistry and Physics of Nuclear Fuels 8,0 hp

Chemistry and Physics of Nuclear Fuels

  • Utbildningsnivå

    Avancerad nivå
  • Huvudområde

    Kemiteknik
    Teknisk fysik
  • Betygsskala

    A, B, C, D, E, FX, F

Kurstillfällen/kursomgångar

HT19 för programstuderande

HT18 för programstuderande

HT18 Doktorand för fristående studerande

  • Perioder

    HT18 P1 (4,0 hp), P2 (4,0 hp)

  • Anmälningskod

    10133

  • Kursen startar

    2018-08-27

  • Kursen slutar

    2019-01-14

  • Undervisningsspråk

    Engelska

  • Studielokalisering

    KTH Campus

  • Undervisningstid

    Dagtid

  • Undervisningsform

    Normal

  • Antal platser *

    Max. 1

    *) Vid fler sökande än platser kommer urval att ske.

  • Kursansvarig

    Janne Wallenius <janwal@kth.se>

  • Lärare

    Mikael Jolkkonen <termodyn@kth.se>

  • Målgrupp

    För doktorander på KTH

Lärandemål

I motsats till de termofysikaliska, mekaniska och neutroniska egenskaperna hos kärnbränslen, vilka behandlas i flertalet läroböcker och kursprogram, beskrivs bränslets kemiska egenskaper ofta i form av tumregler och förenklade resonemang som befunnits användbara för traditionella reaktorsystem. Den pågående utvecklingen mot nya reaktortyper, okonventionella bränslematerial, alternativa kylmedel och högre härdtemperaturer i nya och oprövade kombinationer nödvändiggör en djupare förståelse av grundläggande kemiska principer och reaktionsmekanismer. Denna introduktionskurs syftar till att utgöra en länk mellan grundläggande undervisning i allmän kemi och avancerade kurser rörande någon specifik aspekt av reaktor- och kärnbränslekemi.

Efter genomgången kurs skall studenterna kunna bedöma lösligheter och materialtransport i keramiska och metalliska bränslen, uppskatta deras termokemiska egenskaper och föreslå realistiska tillverkningsmetoder; förutsäga kemiska reaktioner mellan komponenter och välja lämpliga kombinationer av bränsle, kapsling och kylmedel för avancerade reaktortyper; skilja mellan olika typer av korrosion och bedöma förutsättningar för deras uppkomst; utföra enklare beräkningar av hållfasthet och brottgränser när bränsle och kapsling utsätts för olika typer av belastning; göra avvägningar mellan bränsleekonomi (utbränningsgrad) och säkerhet (materialförändringar, fissionsgastryck); anpassa valet av upparbetningsmetod till bränsletyp och uppskatta vilken separationsgrad som kan erhållas.

Kursens huvudsakliga innehåll

Huvudsakligt innehåll: Allmänkemisk teori och dess tillämpning på kärntekniska frågeställningar kommer att varvas under kursens gång. Eftersom variationen i studenternas förkunskaper kan vara stor vad gäller kärnreaktorers arbets- och konstruktionsprinciper såväl som grundläggande oorganisk kemi, fysikalisk kemi och termokemi, kommer självstudierna att koncentreras till dessa områden. Föreläsningarna inriktas på hur dessa kunskaper kan kombineras och utvidgas till att omfatta ovanliga material under extrema förhållanden för att beskriva dels komplicerade reaktioner och materialförändringar i reaktorhärden , dels tillverknings- och upparbetningsprocesser för konventionella och avancerade bränslen.

Behörighet

Förkunskapskrav som gäller för att bli antagen till kursen:
Subatomär fysik 6 hp eller motsvarande orientering rörande radioaktivt sönderfall och kärnklyvning.
Det rekommenderas även att studenten har kunskaper motsvarande sammanlagt tio poäng i allmän, oorganisk och fysikalisk kemi. Dock finns möjlighet att inhämta/repetera de viktigaste bakgrundskunskaperna genom självstudier av tillhandahållet material, varför någon formell prövning av detta förkunskapskrav inte kommer att utföras.

Litteratur

Kurskompendium samt utvalda översiktsartiklar, rapporter och utdrag ur tekniska handböcker.

Examination

  • HEM1 - Hemuppgift, 2,0, betygsskala: P, F
  • SEMA - Seminarie, 2,0, betygsskala: P, F
  • TENA - Tentamen, 2,0, betygsskala: A, B, C, D, E, FX, F
  • TENB - Tentamen, 2,0, betygsskala: A, B, C, D, E, FX, F

Krav för slutbetyg

Seminarieuppgift och muntlig och/eller skriftlig tentamen.

Ges av

SCI/Fysik

Kontaktperson

Mikael Jolkkonen, jolkkonen@neutron.kth.se

Examinator

Janne Wallenius <janwal@kth.se>

Versionsinformation

Kursplan gäller från och med HT2018.
Examinationsinformation gäller från och med HT2010.