INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL SECRETARIA ACADEMICA DIRECCION DE ESTUDIOS PROFESIONALES

ESCUELA:SUPERIOR DE FISICA Y MATEMATICAS CARRERA:LIC. EN FISICA Y MATEMATICAS ESPECIALIDAD:INGENIERIA NUCLEAR COORDINACION: DEPARTAMENTO:INGENIERIA NUCLEAR

ASIGNATURA:TEORIA DE REACTORES NUCLEARES II CLAVE: 0854 SEMESTRE: 8º CREDITOS: 6 VIGENTE:94/95. TIPO DE ASIGNATURA: OBLIGATORIA MODALIDAD: ESCOLARIZADO

FUNDAMENTACION DE LA ASIGNATURA Durante la vida de un reactor nuclear, existen varias situaciones y fenómenos físicos que alteran la distribución de potencia y el factor de multiplicación efectiva del mismo, entre éstas se puede mencionar la inserción y extracción de barras de control, variaciones de temperatura y composición isotópica. Es por lo tanto, importante el conocimiento detallado de la evolución temporal de la densidad neutrónica en un reactor nuclear, de lo cual principalmente trata esta materia.

TIEMPOS TOTALES ASIGNADOS: HRS./SEMESTRE:60 HRS/SEMANA:3 HRS./TEORIA/SEMESTRE:60 HRS./PRACTICA/SEMESTRE:

PROGRAMA ELABORADO O ACTUALIZADO POR: DEPARTAMENTO DE INGENIERIA REVISADO POR: NUCLEAR APROBADO POR:CONS. TEC. CONS. ESC.

AUTORIZADO POR:

ASIGNATURA TEORIA DE REACTORES NUCLEARES II

No.UNIDAD

CLAVE

0854

HOJA 2

DE 8

NOMBRE : ECUACION DE BALANCE NEUTRONICO CON DEPENDENCIA EN EL TIEMPO.

I

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD

El alumno conocerá la ecuación de balance neutrónico, así como la de difusión de neutrones y aprenderá a resolverlas bajo condiciones iniciales y de frontera previamente especificadas, para diferentes geometrías. También aprenderá a imponer las condiciones de continuidad para medios heterogéneos.

# DE TEMA

TEMAS

H/T

INSTRUMENTACION DIDACTICA

H/P

EC.

CLAVE B.

1.1

E c u a c i ó n d e B al a n c e .

Discusión en grupo.

1

R 1

1.2

Ecuación de Difusión de Neutrones.

Discusión en grupo.

1

R 1

1.3

Condición inicial.

Discusión en problemas.

grupo

y

solución

de

0.5

R 1

1.4

Condiciones de Frontera.

Discusión en problemas.

grupo

y

solución

de

0.5

R 1

1.5

Características de la Solución.

Discusión en problemas.

grupo

y

solución

de

0.5

R 1

1.6

Condiciones de Continuidad.

Discusión en problemas.

grupo

y

solución

de

0. 5

R 1

ASIGNATURA TEORIA DE REACTORES NUCLEARES II

CLAVE

0854

HOJA 3

DE 8

No.UNIDAD II NOMBRE : ECUACION DE DIFUSION DE NEUTRONES DEPENDIENTE DEL TIEMPO PARA VARIOS GRUPOS DE ENERGIA.

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD

El alumno aprenderá a discretizar la ecuación de difusión de neutrones dependientes del tiempo, respecto a la variable energía. Este método, conocido como de multigrupos, es de gran importancia en la física de reactores nucleares por lo que el alumno aprenderá el método en sí y a obtener el flujo neutrónico correspondiente, como función del tiempo y del espacio.

# DE TEMA

INSTRUMENTACION DIDACTICA

TEMAS

2.1

Método de Multigrupos.

2.2

Condiciones solución.

que

debe

cumplir

la

H/T

H/P

EC.

CLAVE B.

Discusión en grupo y exposición del tema.

2

R 1

Solución de problemas diversos con la participación de los alumnos.

2

R 1

ASIGNATURA TEORIA DE REACTORES NUCLEARES II

No.UNIDAD

CLAVE

0854

HOJA 4 DE 8

NOMBRE : ECUACION DE LA CINETICA PUNTUAL.

III

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD

El alumno aprenderá a deducir la ecuación de balance de precursores de neutrones retardados y a establecer la ecuación de reactividad. También aprenderá a resolver las ecuaciones de la cinética puntual para inserciones de reactividad y a resolver la ecuación de hora inversa para determinar el período estable de un reactor nuclear.

# DE TEMA

INSTRUMENTACION DIDACTICA

TEMAS

H/T

H/P

EC.

CLAVE B.

3.1

Condición Crítica Inicial.

Discusión en grupo sobre el tema.

3

R 1 Cap.12

3.2

Cambios en reactividad.

Exposición del tema con la participación parcial del alumno y usando el programa de cómputo ROOTS.

4

R 1 Cap.12

3.3

Concentración de neutrones retardados.

Discusión en grupo y uso programa de cómputo INHOUR.

4

R 1 Cap.12

precursores

de

del

ASIGNATURA TEORIA DE REACTORES NUCLEARES II

No.UNIDAD

CLAVE

0854

HOJA 5

DE 8

NOMBRE : COEFICIENTES DE REACTIVIDAD.

IV

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD

El alumno aprenderá a determinar los parámetros dependientes de la temperatura del combustible, moderador y refrigerante, que influyen en la reactividad de un reactor y calcular los diversos coeficientes de reactividad por temperatura que son de gran importancia en el diseño de reactores nucleares.

# DE TEMA

TEMAS

INSTRUMENTACION DIDACTICA

H/T

H/P

EC.

CLAVE B.

4.1

Efecto Doppler.

Discusión en grupo.

1

R 1 Cap.13

4.2

Control del reactor.

Exposición del tema con la participación del alumno y usando el programa de cómputo FEEDBACK.

4

R 1 Cap.13

4.3

Coeficiente de reactividad por vacíos en el moderador.

Discusión en problemas.

1

R 1 Cap.13

grupo

y

solución

de

ASIGNATURA TEORIA DE REACTORES NUCLEARES II

No.UNIDAD

V

CLAVE

0854

HOJA 6

DE 8

NOMBRE : ENVENENAMIENTO POR PRODUCTOS DE FISION.

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD

El alumno aprenderá a calcular las concentraciones y reactividad de los venenos, productos de la fisión en un reactor nuclear y a establecer y resolver las ecuaciones que determinan las concentraciones isotópicas del combustible gastado y generado.

# DE TEMA

TEMAS

INSTRUMENTACION DIDACTICA

H/T

H/P

EC.

CLAVE B.

5.1

Efecto del Xenón y del Samario

Exposición y discusión en grupo.

4.0

R 1 Cap.13

5.2

Oscilaciones debidas al Xenón.

Descripción y uso del programa de cómputo XENON.

2.5

R 1 Cap.13

Quemado de Combustible Nuclear.

Descripción y uso del programa de Cómputo BURNUP.

1.5

5.3

R 1 Cap.13

5.4

Administración de Combustible Nuclear.

Descripción y uso del programa de Cómputo STARTUP. Solución de Problemas.

3.0

R 1 Cap.13

ASIGNATURA TEORIA DE REACTORES NUCLEARES II

No.UNIDAD

CLAVE

0854

HOJA 7

DE 8

NOMBRE : ECUACION DE TRANSPORTE DE NEUTRONES.

VI

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD

El alumno aprenderá a resolver la ecuación de transporte usando los métodos Sn y Pn. También aprenderá a usar un programa de cómputo que le permita resolver numéricamente algunos problemas de índole práctico.

# DE TEMA

TEMAS

INSTRUMENTACION DIDACTICA

H/T

H/P

EC.

CLAVE B.

6.1

Ecuación de Balance.

Exposición y discusión en grupo.

2

R 3

6.2

Ecuación de Transporte de Neutrones en Estado Estacionario.

Discusión en grupo.

4

R 3

6.3

Método de Ordenadas Discretas (Sn).

Exposición del método y solución de problemas con la participación de los alumnos y usando el programa de cómputo TNOD1.

9

R 3

6.4

Aproximación (Pn).

Exposición del método y solución de problemas con la participación de los alumnos.

9

R 3

ASIGNATURA: TEORIA DE REACTORES NUCLEARES II

PERIODO

UNIDADES TEMATICAS

0-20 hrs

1,2 y 3 4

21-37 hrs 38-54 hrs

y

5

PROCEDIMIENTOS DE

HOJA 8 DE

8

Participación del alumno en las discusiones de grupo, evaluación de las tareas asignadas, evaluación del examen correspondiente a cada período.

B I B L I O G R A F I A B

0854

EVALUACION

6

CLAVE

CLAVE

C

R

1

Introduction to Nuclear Reactor Theory J. R. Lamarsh Addison Wesley Publishing Co. (1966)

R

2

Introductory Nuclear Reactor Dynamics Karl O. Ott. y Robert J. Neuhold American Nuclear Society (1985)

R

3

Nuclear Reactor Theory G. I. Bell and S. Glasstone Van Nostrand Reinhold Co. (1970)