Transcript Kärnkraftteknik 2013 - TFE

Umeå 4/6 2013
UMEÅ UNIVERSITET
Tillämpad fysik och elektronik
Mohsen Soleimani-Mohseni
Delmoment: Kärnkraftsteknik
Tid: 09.00-13.00 den 4/6-2013
Hjälpmedel:
Teori: Inga hjälpmedel är tillåtna
Räknedel: Boken och det utdelade periodiska systemet samt miniräknare
Svara genomtänkt, kortfattat och relevant och gärna med tydliga figurer!
Skriv tydligt och läsbart! Oläsbara eller svårlästa handstilar bedöms inte
Definiera använda beteckningar, sätt ut enheter, ange och motivera antaganden.
Lösningarna skall redovisas så strukturerat att en bedömning kan tillåtas.
Dåligt strukturerade lösningar medför poängavdrag.
Du får göra nödvändiga (ingenjörsmässiga) antaganden och approximationer, men du måste
motivera dem!
Teoridel (15 p)
Uppgift 1)
a) Vad menas med mikroskopiskt och makroskopiskt tvärsnitt? Beskriv vilka möjliga utfall en
neutron-kärna-kollision kan leda till! (2p)
b) I en tungvattenreaktor behöver man inte ha så stor U-235 anrikning som på en lättvatten
reaktor, varför? Förklara skillnaden! (2p)
c) beskriv hur det kokande vattnet (mängd ånga) i en BWR kan ha stabiliserande effekt? (1p)
d) vad är skillnad mellan säkerhetsfunktioner och säkerhetssystem? Ange minst 4
säkerhetsfunktioner! (2p)
Uppgift 2)
Hur styr man effekten på en PWR? (2 p)
Uppgift 3)
Vad är det (vilka parametrar) som gör att ett visst avfall kategoriseras som högaktivt och hur
förhåller sig uppdelningen hög- medel- och lågaktivitet med uppdelningen kort- och
långlivade avfall? (2p)
Uppgift 4)
Hur fungerar en bridreaktor? (2p)
Uppgift 5)
Vad menas med gles- och tätjoniserande strålning och hur förhåller sig detta med räckvidd?
(2p)
Räknedel (10 p)
Uppgift 6) 5 p
En möjlig och tillförlitlig källa för neutroner är kombinationen radium och beryllium, se
nedan:
→
Hur många gram av radium-226 behövs för att skapa 106 neutroner/s. Mol massa för Ra är
226 gram.
Uppgift 7) 5 p
Hur många kg kol måste man förbränna på ett år för att producera lika mycket el-energi som
ett kärnkraftverk av typ Ringhals 3 (R3) producerar på ett år? Utgå från att R3 är i drift med
konstant eleffekt under hela året. Ett kolkraftverk har en verkningsgrad på 30 % och
värmevärde för kol är ca 35 MJ/kg. Hur många kg UO2 förbrukas för att producera samma
mängd energi? Utgå från en anrikning på 5 %. Atommassa för U-235, U-238 och O är 235,
238 respektive 16 amu.
Lycka till!