Última actualización: 29/04/2019


Curso Académico: 2019/2020

Energía Nuclear
(15071)
Titulación: Grado en Ingeniería de la Energía (280)


Coordinador/a: VENEGAS BERNAL, MARIA CARMEN

Departamento asignado a la asignatura: Departamento de Ingeniería Térmica y Fluidos

Tipo: Obligatoria
Créditos: 6.0 ECTS

Curso:
Cuatrimestre:




Materias que se recomienda haber superado
Cálculo I, II, III Física I, II Fundamentos Químicos de la Ingeniería Técnicas de expresión oral y escrita Programación Ingeniería Térmica Ingeniería Fluidomecánica Centrales térmicas Aero-termoquímica de Sistemas
Competencias que adquiere el estudiante y resultados del aprendizaje.Más información en este enlace
El objetivo central de este curso es que los estudiantes conozcan los fundamentos y características básicas de la tecnología nuclear. Específicamente, se persigue que los estudiantes entiendan los principios de la energía nuclear y su aplicación en instalaciones nucleares, abarcando las diferentes etapas desde la fabricación del combustible hasta el desmantelamiento de las centrales nucleares. Para lograr este objetivo los alumnos deben adquirir una serie de conocimientos, capacidades y actitudes. Respecto a los conocimientos, al finalizar el curso los estudiantes deberán ser capaces de: - Entender los procesos de fisión nuclear y radiactividad. - Conocer la cinética y dinámica en el interior del reactor. - Identificar los componentes básicos de una central nuclear, tipos de centrales y condiciones de trabajo. - Aplicar las ecuaciones básicas que modelizan dichos componentes. - Comprender los procedimientos utilizados para la producción del combustible nuclear y su ciclo. - Identificar los sistemas de control y seguridad utilizados en las centrales nucleares. - Conocer los diferentes tipos de radiaciones ionizantes, cómo medirlas y los sistemas de protección radiológica existentes. - Comprender cómo se realiza la gestión de los desechos radiactivos y el desmantelamiento de las centrales nucleares. - Identificar otras aplicaciones de la energía nuclear. - Conocer los aspectos socioeconómicos y medioambientales asociados a la energía nuclear. - Conocer los diseños de centrales actualmente en construcción y los principales proyectos a nivel mundial. - Conocer los diseños de centrales que se están desarrollando para su aplicación en el futuro (reactores modulares, 4ª generación). En cuanto a las capacidades, éstas las podemos clasificar en capacidades específicas y capacidades genéricas. Referente a las capacidades específicas, al finalizar el curso los alumnos deberán ser capaces de: - Estimar rendimientos de equipos e instalaciones nucleares. - Calcular temperaturas y presiones de trabajo en componentes. - Estimar la potencia y el tamaño de un reactor nuclear. - Evaluar la cinética básica de un reactor. - Calcular dimensiones de sistemas de seguridad. - Calcular dosis recibidas de radiaciones ionizantes. En cuanto a las capacidades generales, durante el curso se trabajarán: - La capacidad para buscar, identificar y comunicar cuál es la información relevante para caracterizar un componente o instalación nuclear. - La capacidad para aplicar conocimientos de física nuclear, termodinámica y transferencia de calor a la resolución de determinados problemas. - La capacidad para trabajar en equipo y repartir la carga de trabajo para afrontar problemas complejos. - La capacidad de resolver problemas. Respecto a las actitudes, al finalizar el curso los alumnos deberían tener: - Una actitud analítica y crítica respecto a la evaluación del funcionamiento de una instalación nuclear. - Una actitud de colaboración que le permita obtener de otros agentes la información y conocimientos necesarios para realizar tareas complejas relacionadas con la energía nuclear.
Descripción de contenidos: Programa
1. Introducción 1.1. Antecedentes históricos y contribución de la energía nuclear a la producción energética en España y el mundo. 1.2. Física nuclear y radioactividad. 1.3. Cinética, dinámica y termohidráulica del reactor. 2. Ciclos termodinámicos y componentes de centrales nucleares 2.1. Tipos de centrales nucleares. 2.2. Ciclos termodinámicos de centrales nucleares. 2.3. Reactor, turbinas, separadores de humedad, condensador, bombas, calentadores, etc. 3. Combustible y seguridad nuclear 3.1. Producción y ciclo del combustible. 3.2. Control y sistemas de seguridad de las centrales nucleares. 4. Protección radiológica y gestión de desechos 4.1. Radiaciones ionizantes y sistemas de medición. 4.2. Equipamiento y sistemas de protección radiológica. 4.3. Clasificación y gestión de los desechos radiactivos. 4.4. Desmantelamiento de centrales. Caso español. 4.5. Aspectos socioeconómicos y medioambientales. 5. Otros desarrollos 5.1. Desarrollos actuales de centrales nucleares.
Actividades formativas, metodología a utilizar y régimen de tutorías
La metodología docente incluirá: (1) Clases magistrales, donde se presentarán los conocimientos que los alumnos deben adquirir. Para facilitar su desarrollo los alumnos recibirán las transparencias y tendrán textos básicos de referencia que les permitan completar su aprendizaje. (2) Resolución de problemas, donde varios aspectos son enfocados desde un punto de vista práctico. (3) Resolución de ejercicios por parte del alumno que les servirán para autoevaluar sus conocimientos y adquirir las capacidades necesarias. (4) Desarrollo de trabajos prácticos. Elaboración de informes presentando los resultados obtenidos utilizando software informático. Se valorará la capacidad del alumno de presentar de forma clara y concisa los resultados, así como su discusión.
Sistema de evaluación
  • Peso porcentual del Examen Final 50
  • Peso porcentual del resto de la evaluación 50
Bibliografía básica
  • CSN. Las Centrales Nucleares Españolas. Consejo de Seguridad Nuclear. 1999
  • Günter Kessler. Sustainable and Safe Nuclear Fission Energy. Technology and Safety of Fast and Thermal Nuclear Reactors. Springer. 2012
  • Igor L. Pioro. Handbook of Generation IV Nuclear Reactors. Elsevier. 2016
  • M.D. Carelli, D.T. Ingersoll. Handbook of Small Modular Nuclear Reactors. Elsevier. 2015
  • MIT. The Future of Nuclear Power. Massachusetts Institute of Technology. 2003
  • R.E. Masterson. Nuclear Engineering Fundamentals: A Practical Perspective. CRC Press. 2017
  • Raymond L. Murray. Nuclear energy: an introduction to the concepts, systems, and applications of nuclear processes. 6th ed. . Butterworth-Heinemann-Elsevier. 2009

El programa de la asignatura y la planificación semanal podrían sufrir alguna variación por causa de fuerza mayor debidamente justificada o por eventos académicos comunicados con antelación.