原子炉設計工学   Nuclear Reactor Design and Engineering

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担当教員
二ノ方 壽 
使用教室
木3-4(※原輪 North No.2 5F-571)  
単位数
講義:2  演習:0  実験:0
講義コード
71002
シラバス更新日
2009年9月28日
講義資料更新日
2009年9月28日
学期
後期

講義概要

この講義は,西暦奇数年度は日本語で,また偶数年度は英語で行う。核分裂型原子炉の基本原理,発電プラントの概要を説明し,実際の原子炉設計の基礎となる理論および実践について述べて,将来,原子炉工学や原子力発電技術または関連分野に携わる者にとって必要な知識を授ける。内容の概略は以下の通りである。

01.原子炉設計概要(設計目標,設計の分野,設計の流れ,一体型PWRを例にとった実際例の紹介)
02.熱流動設計(設計の流れ,熱流力設計制限値,ホットスポットファクター,サブチャンネル解析,システム解析)
03.核設計(炉物理と設計,高速炉を例にとった炉心設計フロー,炉心特性評価,設計手法と設計レベル)
04.原子炉動特性(一点近似,反応度,摂動論,フィードバック,制御)
05.軽水炉・高速炉プラントシステムの概要と温度応答特性(シミュレータ実習)
06.原子炉安全設計(安全目標,リスク,安全保護系,確率論的安全性評価,EPZ)
07.原子炉構造設計(構造設計の基本,構造設計指針)
08.原子炉設計の実際(高速増殖炉,一体型PWR,ABWR,APWR,第4世代原子炉プラント)

(西暦遇数年度は英語で,奇数年度は日本語で開講する)

The lectures provide a basic principle of nuclear power reactors, advanced theories of nuclear reactor kinetics and thermal hydraulics and their applications, and in-depth understanding of nuclear reactor safety. With the fundamental knowledge of nuclear reactor physics as prerequisite, the lectures will cover the theory and practices in nuclear reactor core design and safety evaluation.

01.Design target and approaches, review of nuclear and thermal hydraulics principles
02.Core nuclear characteristics and design, fast reactors and thermal reactors
03.Nuclear reactor dynamics including one-point kinetics,
04.Perturbation theory, reactivity feedbacks
05.Thermal-hydraulics design, design limits, hot spot factors for LWRs and LMFBRs
06.Subchannel analysis
07.Structural engineering and design principle
08.LWR plant safety systems and plant dynamics simulation
09.Probabilistic safety analysis - Introduction to risk-informed design approach
10.Nuclear reactor safety target, reactor protection systems, EPZ
11.Integrated primary system reactor - IRIS and safety by design
12.LMFBR design practices of the MONJU plant

Lectures are given in English in even years, and in Japanese in odd years.

講義の目的

原子炉の基本を理解するとともに、原子炉内の核反応と熱流動に関する静的および動的な特性解析に関する基礎的な理論と応用を学び、原子炉炉心安全性の理解を目的とする。原子炉理論の知識を前提に原子炉の設計、安全評価に必要な理論と実際について述べる。

講義計画

01.原子力発電の仕組み:PWR、BWR、FBR、重水炉他
02.臨界計算と固有値
03.原子炉動特性方程式と反応度フィードバック
04.摂動論(一群、多群)
05.PWR、BWRプラントシステムの概要と過渡応答(シミュレーター利用)
06.炉心設計の流れ:核設計と熱流力設計
07.炉心燃料集合体設計とサブチャンネル解析
08.炉心熱設計とホットスポットファクター解析
09.高速炉炉心および安全設計の考え方
10.軽水炉構造設計と健全性評価
11.ABWR設計の実際
12.高速増殖炉原型炉「もんじゅ」設計実践の歴史
13.第IV世代原子炉設計の例と確率論的安全性評価

教科書・参考書等

James J. Duderstadt, Louis J. Hamilton,""Nuclear Reactor Analysis"", John Wiley & Sons, 1976.

参考書等
J. R. Lamarsh and A.J. Baratta, ""Introduvtion to Nuclear Engineering,"" Prentice Hall, 2001

関連科目・履修の条件等

原子炉理論

成績評価

出席点とレポート

担当教員の一言

本講義は原子炉工学に携わる人にとって、基礎となる知識を授けるものです。百聞は一見にしかず、例年、講義終了後、高速炉もんじゅ、BWRまたはPWRのプラント見学を企画しています。

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