Kemi, material och bränsle för reaktortillämpningar
Kursplan, Grundnivå, 1FA424
- Kod
- 1FA424
- Utbildningsnivå
- Grundnivå
- Huvudområde(n) med fördjupning
- Fysik G2F, Teknik G2F
- Betygsskala
- Med beröm godkänd (5), Icke utan beröm godkänd (4), Godkänd (3), Underkänd (U)
- Fastställd av
- Teknisk-naturvetenskapliga fakultetsnämnden, 10 februari 2023
- Ansvarig institution
- Institutionen för fysik och astronomi
Behörighetskrav
110 hp inom ett högskole- eller civilingenjörsprogram med inriktning maskinteknik eller elektroteknik. Reaktorfysik ska vara genomgången.
Mål
Efter godkänd kurs ska studenten kunna:
- redogöra för vilka krav som ställs på material inom svenska kärnkraft
- motivera de val som gjorts för material i samt utanför lättvattenreaktor (LWR) reaktortank
- motivera de val som gjorts för bränsle relaterade material (bränsle, cladding, styrstavar)
- motivera de val som gjorts för material relaterade till slutförvar (koppar, bentonit, urberg)
- redogöra för material och materialproblematik, vatten och vattenkemi, materialskador samt kärnbränsle och bränslecykeln
Innehåll
Centrala materialbegrepp, materialproblematik samt lösningar inom den svenska nukleära energiteknologin. Lättvattenreaktorer (LWR), kylning, moderator, absorbator, grundläggande vattenkemi (inkl. vattenrening och radiolys). Järn-kol fasdiagram, stål, svetsningsproblematik, Ni-, Zr-, Cu-, Ti-, Mo-, Mg-, Al-legeringar, övriga material (icke-metalliska) samt framtidens material (GEN-IV materialproblematik). Materialskador som ett resultat av de extrema miljöer som återfinns i LWR. Strål-, termiska-, mekaniska- och korrosionseffekter (spalt-, galvanisk-, erosions- samt spänningskorrosion). Försprödningeffekter, effekterna av ett skyddande oxidskickt samt problematik relaterad till ytkontamination (crud).
Kärnbränsle: historik, konstruktion, materialproblematik och dagens lösningar. Jämn förbränning, värmeöverföring, svällning, termisk expansion, pellet cladding interaktion (PCI), bränsleskador, styrstavar samt GEN-IV bränsle.
Kärnbränslecykeln och hanterande av använt kärnbränsle. Speciellt fokus på djupförvarslösningen inklusive kopparkorrosion, bentonit samt urberg.
Undervisning
Föreläsningar och diskussioner studiebesök.
Examination
Skriftlig tentamen vid kursens slut. Aktivt deltagande vid studiebesök.
Om särskilda skäl finns får examinator göra undantag från det angivna examinationssättet och medge att en enskild student examineras på annat sätt. Särskilda skäl kan t ex vara besked om särskilt pedagogiskt stöd från universitetets samordnare för studenter med funktionsnedsättning.