1

GUÍA DE APRENDIZAJE

ENERGÍA NUCLEAR Y CICLO DE COMBUSTIBLE

Datos Descriptivos

CENTRO RESPONSABLE ETSI MINAS

OTROS CENTROS IMPLICADOS: ETSI INDUSTRIALES

CICLO:

MÓDULO:

MATERIA:

ASIGNATURA: ENERGÍA NUCLEAR Y CICLO DEL COMBUSTIBLE

CURSO TERCERO

DEPARTAMENTO RESPONSABLE: SISTEMAS ENERGÉTICOS

CRÉDITOS EUROPEOS: 6

CARÁCTER: OBLIGATORIA

ITINERARIO:

CURSO ACADÉMICO: 2012/2013

PERIODO DE IMPARTICIÓN: SEPTIEMBRE-ENERO

IDIOMAS IMPARTICIÓN: ESPAÑOL

OTROS IDIOMAS IMPARTICIÓN:

HORAS/CRÉDITO: 26

2

Profesorado

COORDINADOR: JOSÉ CÉSAR QUERAL SALAZAR

NOMBRE DESPACHO EMAIL EN INGLÉS

JUAN JOAQUIN KOERTING WIESE

720 juanjoaquin.koerting@upm.es

JOSÉ CÉSAR QUERAL SALAZAR

720 cesar.queral@upm.es

(*) Profesores externos en cursiva.

Tutorías

NOMBRE Tutorías

JUAN JOAQUIN KOERTING

WIESE

Lugar Día De A

Despacho 720 ¿?

JOSÉ CÉSAR QUERAL SALAZAR

Despacho 720 ¿?

Grupos

Nº de grupos

GRUPOS ASIGNADOS EN:

Teoría 1

Prácticas 1

Laboratorio 1

3

Requisitos previos necesarios

ASIGNATURAS SUPERADAS

OTROS REQUISITOS

Conocimientos previos recomendados

ASIGNATURAS PREVIAS RECOMENDADAS

Cálculo I y II

Estadística

Física I y II

Ecuaciones diferenciales

CONOCIMIENTOS PREVIOS

OTROS CONOCIMIENTOS

4

Competencias

CÓDIGO COMPETENCIA NIVEL RA

CG1 Conocer y aplicar conocimientos de ciencias y tecnologías básicas a la práctica de la Ingeniería de la Energía.

Conocimiento

RA1

CG2

Poseer capacidad para diseñar, desarrollar, implementar, gestionar y mejorar productos, sistemas y procesos en los distintos ámbitos de las Ingenierías, usando técnicas analíticas, computacionales o experimentales apropiadas.

Aplicación

RA4

CG5

Saber comunicar los conocimientos y conclusiones, de forma oral, escrita y gráfica, a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades.

Análisis, Síntesis

RA1 RA2 RA3 RA4 RA5 RA6

CE42

Conocer y comprender la física y tecnología de la desintegración radiactiva, la fisión y la fusión nuclear.

Comprensión

RA1

CE43

Aplicar los principios de la ingeniería nuclear y de la protección radiológica.

Aplicación

RA2 RA3 RA4 RA5 RA6

CE48

Comprender el aprovechamiento, transformación y gestión de los recursos energéticos

Comprensión

RA5

5

Resultados de aprendizaje

CÓDIGO DESCRIPCIÓN

RA1 Utilizar los principios de la ingeniería nuclear y la protección radiológica

RA2 Analizar el comportamiento de la población neutrónica en un reactor nuclear.

RA3 Diferenciar las diferentes tecnologías de generación térmica nuclear en función del combustible, el moderador y el refrigerante.

RA4 Analizar el impacto de la gestión del combustible nuclear en los parámetros de seguridad de la planta.

RA5 Comprender las actividades relacionadas con la primera y segunda parte del ciclo del combustible nuclear.

RA6 Analizar las posibilidades de tratamiento y gestión de los residuos radiactivos de baja, media y alta actividad.

6

Indicadores de logro

CÓDIGO INDICADOR RA

IN1_1 Conocer los tipos de radiación y mecanismos de generación de las partículas radiactivas.

RA1

IN1_2 Diferenciar las Interacciones de la radiación con la materia RA1

IN1_3 Comprender los efectos biológicos de la radiación. RA1

IN1_4 Aplicar los detectores de radiación. RA1

IN2_1 Comprender las interacciones de los neutrones. Fisión RA2

IN2_2 Comprender los conceptos básicos de la neutrónica. RA2

IN2_3 Comprender la moderación de neutrones. RA2

IN2_4 Comprender la difusión de neutrones. RA2

IN3_1 Aplicar la formula de los seis factores. RA2

IN3_2 Comprender el impacto de la heterogeneidad y el enriquecimiento. RA2

IN3_3 Distinguir los tipos de reactores. RA3

IN3_4 Diferenciar los tipos de combustible nuclear y los venenos consumibles. RA3

IN4_1 Comprender la gestión del núcleo y gestión del combustible. RA2

IN4_2 Comprender la teoría del transporte y aproximaciones en la variable angular. RA2

IN4_3 Aplicar la teoría de la difusión multigrupo. RA2

IN4_4 Comprender la metodología del análisis de la recarga. RA2

IN5_1 Diferenciar las distintas fases de la Primera parte del ciclo de combustible nuclear.

RA5

RA6

IN5_2 Diferenciar las distintas fases de la segunda parte del ciclo de combustible nuclear de un ciclo cerrado.

RA5

RA6

IN5-3 Diferenciar las distintas fases de la segunda parte del ciclo de combustible nuclear de un ciclo abierto.

RA5

RA6

IN5_4 Comprender las fases de clausura y desmantelamiento de instalaciones nucleares o radiactivas.

RA5

RA6

7

Contenidos específicos (temario)

TEMA / CAPÍTULO

APARTADO IND

TEMA 1

Radiactividad y protección radiológica. Detectores de partículas radiactivas.

Mecanismos de generación de las partículas radiactivas. IN1_1

Interacciones de la radiación con la materia. Blindajes. IN1_2

Efectos biológicos de la radiación. Normativa. IN1_3

Detectores de radiación. IN1_4

TEMA 2

Fisión. Moderación y difusión de neutrones.

Interacciones de los neutrones. Fisión IN2_1

Conceptos básicos de la neutrónica. IN2_2

Moderación de neutrones. Moderadores. IN2_3

Difusión de neutrones. IN2_4

TEMA 3

Análisis del factor de multiplicación. Tipos de reactores.

Formula de los seis factores. Dependencias de los seis factores. IN3_1

Impacto de la heterogeneidad y el enriquecimiento. IN3_2

Tipos de reactores. IN3_3

Descripción del combustible nuclear y venenos consumibles. IN3_4

TEMA 4

Gestión del combustible nuclear. Teorías del transporte y la difusión multigrupo.

Gestión del núcleo y gestión del combustible. IN4_1

Teoría del transporte y aproximaciones en la variable angular. IN4_2

Difusión multigrupo. Perfiles de flujo y potencia. IN4_3

Metodología del análisis de la recarga. IN4_4

TEMA 5

Ciclo del combustible nuclear y gestión de residuos radiactivos. Clausura y desmantelamiento de instalaciones radiactivas y nucleares.

Primera parte del ciclo de combustible nuclear. IN5_1

Segunda parte del ciclo de combustible nuclear. Ciclo cerrado: reprocesamiento.

IN5_2

Segunda parte del ciclo de combustible nuclear. Ciclo abierto o cerrado: gestión de los residuos radiactivos.

IN5_2

IN5-3

Clausura y desmantelamiento de instalaciones nucleares o radiactivas.

IN5_4

8

Breve descripción de las modalidades organizativas utilizadas y métodos de enseñanza empleados

MODALIDAD DESCRIPCIÓN MÉTODO MÉTODOS DE ENSEÑANZA

Clases teóricas Explicación y demostración de los contenidos del programa.

Lección Magistral

Estudio y trabajo autónomo

Estudio comprensivo de la teoría, estudio de ejemplos, estudio de problemas resueltos y resolución de nuevos problemas.

Estudio comprensivo de la teoría, estudio de ejemplos, estudio de problemas resueltos y resolución de nuevos problemas.

Clases de Problemas

Resolución por parte del profesor de problemas en el aula

Resolución de Ejercicios y Problemas

Clase Práctica Realización de 1 práctica de laboratorio de 2 horas de duración.

Manejo de detectores de partículas radiactivas

MODALIDAD

9

Cronograma de trabajo de la asignatura

SEMANA ACTIVIDADES

SEMANA 1 Actividad Modalidad Met.Ense. Lugar Duración Evaluación Tipo Pre Carga

(%)

Tema 1 Clases Teoría-

problemas

Lección

magistral

Aula 2 h NO 1,28

Tema 1 Clases Teoría-

problemas

Lección

magistral

Aula 2 h NO 1,28

Repaso de

contenidos

Estudio

y trabajo

autónomo

Estudio de

Teoría

Otros 4 h NO 2,56

SEMANA 2 Actividad Modalidad Met.Ense. Lugar Duración Evaluación Tipo Pre Carga

(%)

Tema 1 Clases Teoría-

problemas

Lección

magistral

Aula 2 h NO 1,28

Tema 1 Clases Teoría-

problemas

Lección

magistral

Aula 2 h NO 1,28

Repaso de

contenidos

Estudio

y trabajo

autónomo

Estudio de

Teoría

Otros 4 h NO 2,56

SEMANA 3 Actividad Modalidad Met.Ense. Lugar Duración Evaluación Tipo Pre Carga

(%)

Tema 1 Clases Teoría-

problemas

Lección

magistral

Aula 2 h NO 1,28

Tema 1 Clase práctica Aprendizaje

Cooperativo

Aula 2 h NO 1,28

Repaso de

contenidos

Estudio

y trabajo

autónomo

Estudio de

Teoría

Otros 4 h NO 2,56

Realización

informe de

práctica

Trabajo en grupo Aprendizaje

Cooperativo

Otros 4 h NO 2,56

SEMANA 4 Actividad Modalidad Met.Ense. Lugar Duración Evaluación Tipo Pre Carga

(%)

10

Tema 2 Clases Teoría-

problemas

Lección

magistral

Aula 2 h NO 1,28

Tema 2 Clases Teoría-

problemas

Lección

magistral

Aula 2 h NO 1,28

Repaso de

contenidos

Estudio

y trabajo

autónomo

Estudio de

Teoría

Otros 4 h NO 2,56

SEMANA 5 Actividad Modalidad Met.Ense. Lugar Duración Evaluación Tipo Pre Carga

(%)

Tema 2 Clases Teoría-

problemas

Lección

magistral

Aula 2 h NO 1,28

Tema 2 Clases Teoría-

problemas

Lección

magistral

Aula 2 h NO 1,28

Repaso de

contenidos

Estudio

y trabajo

autónomo

Estudio de

Teoría

Otros 4 h NO 2,56

SEMANA 6 Actividad Modalidad Met.Ense. Lugar Duración Evaluación Tipo Pre Carga

(%)

Tema 3 Clases Teoría-

problemas

Lección

magistral

Aula 2 h NO 1,28

Tema 3 Clases Teoría-

problemas

Lección

magistral

Aula 2 h NO 1,28

Repaso de

contenidos

Estudio

y trabajo

autónomo

Estudio de

Teoría

Otros 4 h NO 2,56

SEMANA 7 Actividad Modalidad Met.Ense. Lugar Duración Evaluación Tipo Pre Carga

(%)

Tema 3 Clases Teoría-

problemas

Lección

magistral

Aula 2 h NO 1,28

Tema 3 Clases Teoría-

problemas

Lección

magistral

Aula 2 h NO 1,28

Repaso de

contenidos

Estudio

y trabajo

autónomo

Estudio de

Teoría

Otros 8 h NO 5,12

SEMANA 8 Actividad Modalidad Met.Ense. Lugar Duración Evaluación Tipo Pre Carga

11

(%)

Tema 3 Clases Teoría-

problemas

Lección

magistral

Aula 1 h NO 0,64

Prueba de

evaluación

Temas 2 y 3

Estudio

y trabajo

autónomo

Pruebas de

respuesta

larga, de

desarrollo

Aula 1 h SI EC 0,64

Tema 4 Clases Teoría-

problemas

Lección

magistral

Aula 2 h NO 1,28

Repaso de

contenidos

Estudio

y trabajo

autónomo

Estudio de

Teoría

Otros 4 h NO 2,56

Preparación

de una

presentación

Tema 3

Trabajo en grupo Aprendizaje

Cooperativo

Otros 4 h NO EC 2,56

SEMANA 9 Actividad Modalidad Met.Ense. Lugar Duración Evaluación Tipo Pre Carga

(%)

Tema 4 Clases Teoría-

problemas

Lección

magistral

Aula 2 h NO 1,28

Tema 4 Clases Teoría-

problemas

Lección

magistral

Aula 2 h NO 1,28

Repaso de

contenidos

Estudio

y trabajo

autónomo

Estudio de

teoría y

problemas

Otros 4 h NO 2,56

SEMANA 10 Actividad Modalidad Met.Ense. Lugar Duración Evaluación Tipo Pre Carga

(%)

Tema 4 Clases Teoría-

problemas

Lección

magistral

Aula 2 h NO 1,28

Tema 4 Clases Teoría-

problemas

Lección

magistral

Aula 2 h NO 1,28

Repaso de

contenidos

Estudio

y trabajo

autónomo

Estudio de

Teoría

Otros 4 h NO 2,56

SEMANA 11 Actividad Modalidad Met.Ense. Lugar Duración Evaluación Tipo Pre Carga

12

(%)

Tema 4 Clases Teoría-

problemas

Lección

magistral

Aula 2 h NO 1,28

Tema 4 Clases Teoría-

problemas

Lección

magistral

Aula 2 h NO 1,28

Repaso de

contenidos

Estudio

y trabajo

autónomo

Estudio de

Teoría

Otros 8 h NO 5,12

SEMANA 12 Actividad Modalidad Met.Ense. Lugar Duración Evaluación Tipo Pre Carga

(%)

Tema 4 Clases Teoría-

problemas

Lección

magistral

Aula 2 h NO 1,28

Tema 4 Clases Teoría-

problemas

Lección

magistral

Aula 1 h NO 0,64

Prueba de

evaluación

Tema 4

Estudio

y trabajo

autónomo

Pruebas de

respuesta

larga, de

desarrollo

Aula 1 h SI EC 0,64

Repaso de

contenidos

Estudio

y trabajo

autónomo

Estudio de

Teoría

Otros 4 h NO 2,56

Preparación

de una

presentación

Tema 4

Trabajo en grupo Aprendizaje

Cooperativo

Otros 4 h NO EC 2,56

SEMANA 13 Actividad Modalidad Met.Ense. Lugar Duración Evaluación Tipo Pre Carga

(%)

Tema 5 Clases Teoría-

problemas

Lección

magistral

Aula 2 h NO 1,28

Tema 5 Clases Teoría-

problemas

Lección

magistral

Aula 2 h NO 1,28

Repaso de

contenidos

Estudio

y trabajo

autónomo

Estudio de

Teoría

Otros 4 h NO 2,56

SEMANA 14 Actividad Modalidad Met.Ense. Lugar Duración Evaluación Tipo Pre Carga

13

(%)

Tema 5 Clases Teoría-

problemas

Lección

magistral

Aula 2 h NO 1,28

Tema 5 Clases Teoría-

problemas

Lección

magistral

Aula 2 h NO 1,28

Repaso de

contenidos

Estudio

y trabajo

autónomo

Estudio de

Teoría

Otros 4 h NO 2,56

SEMANA 15 Actividad Modalidad Met.Ense. Lugar Duración Evaluación Tipo Pre Carga

(%)

Tema 5 Clases Teoría-

problemas

Lección

magistral

Aula 2 h NO 1,28

Tema 5 Clases Teoría-

problemas

Lección

magistral

Aula 2 h NO 1,28

Repaso de

contenidos

Estudio

y trabajo

autónomo

Estudio de

Teoría

Otros 10 h NO 7,68

SEMANA 16 Actividad Modalidad Met.Ense. Lugar Duración Evaluación Tipo Pre Carga

(%)

EXAMEN

FINAL

(modalidad

evaluación

continua)

Estudio

y trabajo

autónomo

Pruebas de

respuesta

larga,

de desarrollo

Aula 4 h SI Evalu

ación

conti

nua

EXAMEN

FINAL

(Modalidad

evaluación

final)

Estudio

y trabajo

autónomo

Pruebas de

respuesta

larga,

de desarrollo

Aula 4 h SI Exam

en

final

14

Evaluación de la asignatura

SEMANA EVALUACIONES

SEMANA 3 Actividad Lugar Tipo Técnica eval. Peso(%) Peso(%)

Eval. min.

Tema 1 otros Informe Laboratorio 10%

SEMANA 8 Actividad Lugar Tipo Técnica eval. Peso(%) Peso(%)

Eval. min.

Temas 2 y 3 Otros Evaluación

Continua

Pruebas de

respuesta larga,

de desarrollo

10%

Preparación de

una

presentación

Tema 3

Otros Evaluación

Continua

5%

SEMANA 12 Actividad Lugar Tipo Técnica eval. Peso(%) Peso(%)

Eval. min.

Temas 4 Otros Evaluación

Continua

Pruebas de

respuesta larga,

de desarrollo

10%

Preparación de

una

presentación

Tema 4

Otros Evaluación

Continua

5%

SEMANA 16 Actividad Lugar Tipo Técnica eval. Peso(%) Peso(%)

Eval. min.

EXAMEN

FINAL

AULA Evaluación

continua

Pruebas de

respuesta larga,

de desarrollo

60%

EXAMEN

FINAL

AULA Examen

final

Pruebas de

respuesta larga,

de desarrollo

90%

15

Criterios de calificación de la asignatura Calificación por evaluación continua: 10% Preparación de presentaciones, 20% Pruebas en clase, 10% Informe de prácticas, 60% examen final. Calificación por prueba final: 10% Informe de prácticas, 90% examen final.

16

Recursos didácticos

TIPO DESCRIPCIÓN

Bibliografía REACTORES NUCLEARES. J.M. MARTÍNEZ-VAL PEÑALOSA, M. PIERA. Editorial: UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID. ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS INDUSTRIALES. ISBN: 9788474841190

Bibliografía El ciclo de combustible nuclear. Sociedad Nuclear Española

Bibliografía TANG, Y.S.; SALING, J.H. Radiactive Waste Management. Hemisphere Publishing Corp. New York, 1990.

Detectores Detectores Geiger-Muller y de centelleo.

Videos Videos de descripción de distintos procesos e instalaciones nucleares

Otros Apuntes de teoría y problemas disponibles en Moodle

Otra información reseñable

Se deberá escoger entre evaluación continua o evaluación final hasta la semana 3.