Nombre: INGENIERÍA NUCLEAR Y PROTECCIÓN RADIOLÓGICA
Código: 523104007
Carácter: Optativa
ECTS: 4.5
Unidad Temporal: Cuatrimestral
Despliegue Temporal: Curso 4º - Primer cuatrimestre
Menciones/Especialidades: Mención en Recursos Energéticos, Combustibles y Explosivos
Lengua en la que se imparte: Castellano
Carácter: Presencial
[CB3 ]. Que los estudiantes tengan la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética
[CG01 ]. Capacitación científico-técnica para el ejercicio de la profesión de Ingeniero Técnico de Minas y conocimiento de las funciones de asesoría, análisis, diseño, cálculo, proyecto, construcción, mantenimiento, conservación y explotación
[CG02 ]. Comprensión de los múltiples condicionamientos de carácter técnico y legal que se plantean en el desarrollo, en el ámbito de la ingeniería de minas, que tengan por objeto, de acuerdo con los conocimientos adquiridos según lo establecido en el apartado 5 de la orden CIN/306/2009, la prospección e investigación geológica-minera, las explotaciones de todo tipo de recursos geológicos incluidas las aguas subterráneas, las obras subterráneas, los almacenamientos subterráneos, las plantas de tratamiento y beneficio, las plantas energéticas, las plantas mineralúrgicas y siderúrgicas, las plantas de materiales para la construcción, las plantas de carboquímica, petroquímica y gas, las plantas de tratamientos de residuos y efluentes y las fábricas de explosivos y capacidad para emplear métodos contrastados y tecnologías acreditadas, con la finalidad de conseguir la mayor eficacia dentro del respeto por el medio ambiente y la protección de la seguridad y salud de los trabajadores y usuarios de las mismas
[EE06 ]. Capacidad para conocer, comprender y utilizar los principios de ingeniería nuclear y protección radiológica.
[EE10 ]. Capacidad para conocer, comprender y utilizar los principios de control de la calidad de los materiales empleados.
[T06 ]. Aplicar criterios éticos y de sostenibilidad en la toma de decisiones
R01 Analizar el contexto actual del sector nuclear, y debatir sobre las perspectivas futuras de esa fuente de energía.
R02 Comparar los efectos de los diferentes tipos de radiaciones ionizantes en la materia y, en particular, en los seres vivos, calcular blindajes frente a la radiación, utilizar las unidades y magnitudes habituales en protección radiológica para evaluar los límites de dosis y aplicar el criterio ALARA.
R03 Identificar los procesos de interacción neutrónica, y en particular el proceso de fisión y la probabilidad de reacción, y diferenciar las diferentes tecnologías de generación térmica nuclear en función del combustible, el moderador y el refrigerante y materiales estructurales.
R04 Describir de forma detallada los componentes de los reactores de agua ligera y diferenciar entre las diferentes tecnologías de reactores avanzados.
R05 Explicar las actividades relacionadas con la primera y segunda parte del ciclo del combustible nuclear.
R06 Analizar las posibilidades de tratamiento y gestión de los residuos radiactivos de baja, media y alta actividad, así como residuos NORM, y valorar el impacto ambiental de los materiales radiactivos.
R07 Diferenciar las distintas metodologías de análisis de seguridad de instalaciones nucleares y analizar los principales accidentes ocurridos en plantas nucleares.
R08 Describir las distintas alternativas para desarrollar reactores de fusión comerciales.
R09 Aplicar el marco conceptual de los ODS integrándolo en las actividades que realice.
Radiactividad y reacciones nucleares. Interacción de la radiación con la materia. Efectos biológicos de la radiación. Protección Radiológica. Fisión nuclear. Tipos de reactores nucleares y componentes característicos. Centrales nucleares. Materiales nucleares y calidad. Seguridad nuclear. Ciclo del combustible nuclear. Gestión de residuos radiactivos. Fusión Nuclear.
UD I. INTRODUCCIÓN A LA ENERGÍA NUCLEAR
I.1. El sector nuclear en España y en el mundo
I.2. Energía nuclear y medio ambiente
UD II. CONCEPTOS BÁSICOS, RADIACTIVIDAD Y PROTECCIÓN RADIOLÓGICA
II.1. Estructura básica del átomo y el núcleo
II.2. Estabilidad nuclear
II.3. Radiactividad
II.4. Interacciones de la radiación con la materia
II.5. Efectos biológicos de la radiación
II.6. Protección Radiológica
UD III. FÍSICA DE REACTORES DE FISIÓN
III.1. Reacciones nucleares
III.2. Interacción de los neutrones con la materia
III.3. Secciones eficaces de las reacciones neutrónicas y fisión nuclear
III.4. Moderación y difusión de neutrones
III.5. Reacción en cadena. Criticidad
III.6. Análisis simplificado del ciclo neutrónico
III.7. Desarrollo histórico. Proyecto Manhattan
UD IV. MATERIALES NUCLEARES. TIPOS DE REACTORES
IV.1. Materiales nucleares
IV.2. Tipos de reactores nucleares
UD V. CENTRALES NUCLEARES
V.1. Centrales PWR
V.2. Centrales BWR
V.3. Centrales Nucleares Avanzadas (Generación III)
V.4. Generación IV
UD VI. CICLO DEL COMBUSTIBLE NUCLEAR
VI.1. Introducción
VI.2. Minerales radiactivos más significativos
VI.3. Primera parte del ciclo
VI.4. Segunda parte del ciclo
VI.5. La situación en España
UD VII. GESTIÓN DE RESIDUOS RADIACTIVOS
VII.1. Residuos radioactivos. Conceptos básicos
VII.2. Origen y clasificación de los residuos radiactivos
VII.3. Gestión y almacenamiento de residuos radiactivos
VII.4. La gestión de los residuos radiactivos en España
UD VIII. SEGURIDAD NUCLEAR
VIII.1. Conceptos Básicos de Seguridad Nuclear
VIII.2. Salvaguardias
VIII.3. Escenario Accidental de la Contención. Accidente Severo
VIII.4. Accidentes de TMI-2, Chernóbil, Fukushima
VIII.5. Proliferación nuclear
UD IX. FUSIÓN NUCLEAR
IX.1. Energía de la fusión
IX.2. Plasmas
IX.3. Reactores de fusión: confinamiento inercial y confinamiento magnético
IX.4. Proyecto ITER
P1. Resolución de problemas en el aula de informática.
Cálculos con Excel y/o otras herramientas informáticas para afianzar los conceptos vistos en la teoría, como radiactividad, desintegraciones radiactivas, cálculos de blindajes, atenuación, etc. Los problemas constan de una parte obligatoria que se hará en el aula de informática y una ampliación opcional para realizar en casa.
P2. Resolución de problemas en el aula de informática.
Cálculos con Excel para afianzar los conceptos vistos en la teoría, como realizar el cálculo de la energía de una reacción nuclear. Los problemas constan de una parte obligatoria que se hará en el aula de informática y una ampliación opcional para realizar en casa.
P3. Prácticas de detectores y protección radiológica. A realizar en el laboratorio y aula de informática
- Monitores de radiación y de contaminación - Eficacia de detección de una fuente - Fuentes gamma, beta y alfa - Protección radiológica
P4. Asistencia a conferencias o seminarios relacionados con la asignatura
Charlas, vídeos o conferencias sobre ingeniería nuclear o protección radiológica
La Universidad Politécnica de Cartagena considera como uno de sus principios básicos y objetivos fundamentales la promoción de la mejora continua de las condiciones de trabajo y estudio de toda la Comunidad Universitaria. Este compromiso con la prevención y las responsabilidades que se derivan atañe a todos los niveles que integran la Universidad: órganos de gobierno, equipo de dirección, personal docente e investigador, personal de administración y servicios y estudiantes. El Servicio de Prevención de Riesgos Laborales de la UPCT ha elaborado un "Manual de acogida al estudiante en materia de prevención de riesgos" que puedes encontrar en el Aula Virtual, y en el que encontraras instrucciones y recomendaciones acerca de cómo actuar de forma correcta, desde el punto de vista de la prevención (seguridad, ergonomía, etc.), cuando desarrolles cualquier tipo de actividad en la Universidad. También encontrarás recomendaciones sobre cómo proceder en caso de emergencia o que se produzca algún incidente. En especial, cuando realices prácticas docentes en laboratorios, talleres o trabajo de campo, debes seguir todas las instrucciones del profesorado, que es la persona responsable de tu seguridad y salud durante su realización. Consúltale todas las dudas que te surjan y no pongas en riesgo tu seguridad ni la de tus compañeros.
1. Introduction to Nuclear Energy
2. Fundamentals of Nuclear Physics, Radioactivity and Radiological Protection
3. Nuclear Reactor Theory
4. Nuclear Materials. Nuclear Power Reactor Types
5. Nuclear Power Plants
6. Nuclear Fuel Cycle
7. Nuclear Waste Management
8. Nuclear Safety
9. Nuclear Fusion
Descripción general de la asignatura:
La asignatura Ingeniería Nuclear tiene como objetivo que los alumnos de la Titulación de Graduado en Ingeniería de Recursos Minerales y Energía adquieran los fundamentos generales sobre radiactividad y radiaciones ionizantes efectos biológicos de las mismas y aplicarlos a la protección radiológica. También tiene como objetivos que adquieran los fundamentos generales sobre reacciones nucleares para poder analizar el comportamiento de los reactores nucleares de fisión y fusión, y que adquieran el conocimiento sobre la tecnología de centrales nucleares donde se estudiarán aspectos relacionados con su funcionamiento, los tipos de reactores empleados, la seguridad y el ciclo del combustible nuclear y gestión de residuos radiactivos para ser capaz de iniciarse profesionalmente en el sector nuclear. Asimismo, la teoría se complementa con prácticas realizadas en el aula de informática y en el laboratorio con el objeto de que el alumno asimile de forma más eficiente los competencias planteadas, y tenga un conocimiento más específico y exacto de los equipos reales y su funcionamiento.
Aportación de la asignatura al ejercicio profesional:
La asignatura contribuye a desarrollar las competencias del ámbito profesional de la explotación de los recursos energéticos con el adecuado rigor científico y técnico. Una de los competencias principales recogida en la memoria del título es Ingeniería Nuclear y Protección Radiológica, por lo que en este sentido la asignatura contribuye a desarrollar dichas competencias, aportando, por tanto, parte de la formación necesaria para que el futuro titulado pueda desarrollar adecuadamente las atribuciones profesionales.
Metodología de evaluación:
La evaluación se realiza mediante la valoración de las actividades realizadas en el aula, actividades propuestas y obligatorias, prácticas y los resultados de pruebas de control que se distribuirán a lo largo del curso. También hay un examen final para aquellas personas que no superen los mínimos en las pruebas de control en las que se incluye el temario no superado.
La nota final de la asignatura (N), será:
¿ La nota del examen (E), si es menor que 5,0.
¿ La media ponderada entre la nota del examen y las notas obtenidas en el resto de actividades formativas si la nota del examen (E) es mayor o igual que cinco: N=0,65T+0,35(TI+S+L+P), estando N, E y (TI+S+L+P) expresadas sobre 10 puntos.
Siendo;
Prácticas de laboratorio (L), Trabajo individual (TI), Evaluación sumativa (S), Pruebas Escritas Individuales (PEI).
Comentarios sobre la evaluación:
(1) Durante la realización del examen de teoría no se permitirá consultar ningún tipo de apuntes ni bibliografía. Si en el examen se deben resolver cálculos sencillos será necesario traer una calculadora no programable y una tabla periódica.
(2) Las PEI parciales que se realicen durante el curso eliminaran contenido del examen final siempre que se superen con una nota mayor de 5 sobre 10. La nota del examen será la media ponderada de todas las PEIs. Las pruebas pueden ser de teoría o de problemas. La nota E es la media ponderada de las PEI, según su peso en el temario.
(3) Para aprobar la asignatura es necesario que la nota de (TI) sea mayor o igual a 5/10.
Clase en aula convencional: teoría, problemas, casos prácticos, seminarios, etc.
Clases expositivas en las que se tratarán los temas de mayor complejidad y los aspectos más relevantes. Resolución de dudas
planteadas por los estudiantes.
30
100
Clase en laboratorio: prácticas.
Prácticas de detectores de radiación. Se medirá la actividad y dosis de diversas fuentes radiactivas y del fondo natural.
9
100
Tutorías
Las tutorías serán individuales o de grupo con objeto de realizar un seguimiento individualizado y/o grupal del aprendizaje. Revisión de resultados por grupos y motivación por el aprendizaje.
4
50
Clase en aula de informática: prácticas.
Se resolverán problemas para profundizar en determinados contenidos de las clases de teoría para resolver con herramientas informáticas para que los estudiantes los vayan resolviendo individualmente o por grupos reducidos, siendo guiados paso a paso por el profesor.
1
100
Actividades de evaluación (sistema de evaluación continua).
Horas presenciales dedicadas a evaluación continua.
5
100
Trabajo del estudiante: estudio o realización de trabajos individuales o en grupo.
Estudio individual o en grupo de teoría o de ejercicios.
Se realizará una actividad individual de recopilación, síntesis e integración de información relacionada con la práctica P3.
Resolución de problemas sencillos para reforzar determinados conceptos de teoría.
Resolución de ejercicios propuestos por el profesor.
Estudio de la materia impartida durante las clases teóricas y de problemas.
86
0
Exámenes (orales o escritos)
Pruebas escritas compuestas de cuestiones teóricas y/o teórico-prácticas: Se realizarán dos parciales, cada uno de ellos de 25 y 40 preguntas de test o de desarrollo corto, correspondientes a las Unidades Didácticas. UD1 a UD8 Las preguntas se orientan principalmente a conocimientos teóricos (conceptos, definiciones, etc.), aunque se pueden evaluar cálculos sencillos. Se evalúan los resultados del aprendizaje R2 a R7.
Se exigirá una calificación mínima de 4 sobre 10 puntos en cada parcial para poder optar a superar la asignatura, según el Reglamento de Evaluación vigente.
65 %
Realización o exposición de trabajos (informes, ejercicios, entregables, casos prácticos, etc.), individualmente o en grupo
Entregables: Esta actividad de evaluación constará de:
- Problemas: De dos a cinco problemas de pequeña extensión a resolver en el aula de informática. Se evalúa principalmente la
capacidad de aplicar conocimientos a la práctica y la capacidad de análisis. Se evalúan los resultados del aprendizaje R2 a R7.
- Otros ejercicios o actividades propuestas por el profesor, pruebas sencillas de tipo test y cuestiones de clase y, en general, resto de actividades evaluables que no entren en la E01 ni en la E03. Se evalúa principalmente la comprensión de conceptos y conocimientos teóricos.
- Trabajo individual. La documentación puede estar en inglés. Se entregará una rúbrica por medio del aula virtual y se evalúa por medio de uno o varios entregables y preguntas sobre el trabajo de forma oral. Se evalúan los resultados del aprendizaje R1 a R8.
Se exigirá una calificación mínima de 4 sobre 10 puntos en esta actividad de evaluación en su conjunto para poder optar a superar la asignatura, según el Reglamento de Evaluación vigente.
30 %
Evaluación de prácticas de laboratorio, informática o campo
La evaluación consiste en 2 o 3 cuestiones prácticas sobre detectores de radiaciones ionizantes y su funcionamiento. Se evalúa principalmente la comprensión de conceptos y conocimientos explicados en la práctica P2. Esta actividad evalúa el resultado del aprendizaje R02.
5 %
Técnicas de observación o registro (listas de control, rúbricas, etc.)
0 %
Exámenes (orales o escritos)
Pruebas escritas compuestas de cuestiones teóricas y/o teórico-prácticas: Se realizarán dos parciales, cada uno de ellos de 25 y 40 preguntas de test o de desarrollo corto, correspondientes a las Unidades Didácticas. UD1 a UD8 Las preguntas se orientan principalmente a conocimientos teóricos (conceptos, definiciones, etc.), aunque se pueden evaluar cálculos sencillos. Se evalúan los resultados del aprendizaje R2 a R7.
Se exigirá una calificación mínima de 4 sobre 10 puntos en cada parcial para poder optar a superar la asignatura, según el Reglamento de Evaluación vigente.
65 %
Realización o exposición de trabajos (informes, ejercicios, entregables, casos prácticos, etc.), individualmente o en grupo
Entregables: Esta actividad de evaluación constará de:
- Problemas: De dos a cinco problemas de pequeña extensión a resolver en el aula de informática. Se evalúa principalmente la
capacidad de aplicar conocimientos a la práctica y la capacidad de análisis. Se evalúan los resultados del aprendizaje R2 a R7.
- Otros ejercicios o actividades propuestas por el profesor, pruebas sencillas de tipo test y cuestiones de clase y, en general, resto de actividades evaluables que no entren en la E01 ni en la E03. Se evalúa principalmente la comprensión de conceptos y conocimientos teóricos.
- Trabajo individual. La documentación puede estar en inglés. Se entregará una rúbrica por medio del aula virtual y se evalúa por medio de uno o varios entregables y preguntas sobre el trabajo de forma oral. Se evalúan los resultados del aprendizaje R1 a R8.
Se exigirá una calificación mínima de 4 sobre 10 puntos en esta actividad de evaluación en su conjunto para poder optar a superar la asignatura, según el Reglamento de Evaluación vigente.
30 %
Evaluación de prácticas de laboratorio, informática o campo
La evaluación consiste en 2 o 3 cuestiones prácticas sobre detectores de radiaciones ionizantes y su funcionamiento. Se evalúa principalmente la comprensión de conceptos y conocimientos explicados en la práctica P2. Esta actividad evalúa el resultado del aprendizaje R02.
5 %
La evaluación final de la asignatura consistirá en la recuperación de las actividades de evaluación continua que el estudiante no hubiese superado durante el curso. En la recuperación se evaluarán los mismos resultados del aprendizaje que en las actividades de evaluación continua equivalentes.
Autor: Glasstone, Samuel
Título: Nuclear reactor engineering
Editorial: Chapman & Hall,
Fecha Publicación: 2004
ISBN: 8123906471
Autor:
Título: Origen y gestión de residuos radiactivos
Editorial: Ilustre Colegio Oficial de Físicos
Fecha Publicación: 2000
ISBN: 848733802
Autor: Martínez -Val, José M.
Título: Reactores nucleares
Editorial: Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales, Universidad Politécnica de Madrid
Fecha Publicación: 1997
ISBN: 8474841194
Autor:
Título: El ciclo de combustible nuclear
Editorial: Sociedad Nuclear Española
Fecha Publicación: 1997
ISBN:
Autor:
Título: Origen y gestión de residuos radiactivos
Editorial: Ilustre Colegio Oficial de Físicos
Fecha Publicación: 2000
ISBN: 848733802
Autor: Lamarsh, John R.
Título: Introduction to nuclear engineering
Editorial: Prentice Hall
Fecha Publicación: 2001
ISBN: 0201824981
Autor: Duderstadt, James J.
Título: Nuclear reactor analysis
Editorial: Wiley & Sons,
Fecha Publicación: 1976
ISBN: 0471223638
Autor: Lamarsh, John R.
Título: Introduction to nuclear reactor theory
Editorial: American Nuclear Society
Fecha Publicación: 2002
ISBN: 0894880405
Autor: Ródenas Diago, José
Título: Problemas ambientales de la energía nuclear
Editorial: Universidad Politécnica, Servicio de Publicaciones,
Fecha Publicación: 1994
ISBN: 8477212945
Autor: Lewis, Elmer Eugene
Título: Nuclear power reactor safety
Editorial: John Wiley & Sons
Fecha Publicación: 1977?
ISBN: