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Subject's code : 28806108
La asignatura consta de una parte teórica que se encuentra dividida en cinco bloques y de dos tipos de actividades complementarias:
Seguidamente se presentan los contenidos de la parte teórica.
En este bloque se introducirá la asignatura, y hablará de fenómenos físicos sin hacer mención alguna a si tendrán o no utilización práctica. Será un bloque temático de ciencia muy básica, el tratamiento de los fenómenos será fundamentalmente descriptivo, se introducirán los conceptos básicos de la ciencia/física nuclear, y aprovecharemos para recalcar cómo estos quedan fuera del campo de la física clásica.
Los dos fenómenos tratados en este bloque han sido seleccionados por haber dado lugar al desarrollo de aplicaciones tecnológicas: radiactividad y radiación por una parte, y de reacciones nucleares por otra, destacándose las reacción nuclear de fisión.
Tema 1. Tecnología nuclear y su contexto
Tema 2. Energía nuclear y radiactividad
2.1 Estructura de la materia y formas de energía
2.2 Conceptos básicos de mecánica relativista
2.3 Naturaleza atómica y nuclear de la materia
2.4 Estabilidad nuclear y desintegración radiactiva
2.5 Reacciones nucleares. Fisión nuclear
Tema 3. Interacción de la radiación con la materia
3.1 Partículas cargadas
3.2 Interacción de los rayos X y gamma con la materia
3.3 Interacción de los neutrones
Tema 4. Efectos de la radiación en la materia
4.1 Efectos de la radiación en los materiales
4.2 Efectos biológicos de las radiaciones ionizantes
4.3 Activación
En este bloque se desarrolla los diferentes aspectos de las aplicaciones energéticas de la ingeniería nuclear. Se explica el funcionamiento de un reactor de fisión térmico y el ciclo de combustible nuclear. Se ofrece un repaso de las principales nociones de seguridad nuclear, protección radiológica, residuos radiactivos y proliferación. Se aborda también la situación actual del uso de la energía nuclear desde una perspectiva socioeconómica y se plantean los principales retos futuros. Por último, se analizan distintas respuestas de la industria nuclear a dichos retos mediante el desarrollo de reactores de fisión avanzados, y mediante la fusión nuclear.
Tema 5. Reactores de fisión nuclear
5.1 El reactor nuclear térmico
5.2 Reacción en cadena autosostenida
5.3 Factor de multiplicación. Criticidad y reactividad
5.4 Ciclo neutrónico del reactor térmico
5.5 Evolución temporal de la población neutrónica. Período del reactor
5.6 Potencia del reactor
5.7 Reactores y centrales comerciales actuales
Tema 6. Ciclo de combustible
6.1 Esquema general
6.2 Materias primas y su disponibilidad
6.3 Descripción de las etapas del ciclo de combustible
6.4 Combustible irradiado: el ciclo cerrado
Tema 7. Seguridad nuclear, protección radiológica, residuos y proliferación
7.1 Seguridad nuclear
7.2 Protección radiológica
7.3 Gestión de residuos radiactivos
7.4 Proliferación de armamento nuclear
Tema 8. Aspectos socioeconómicos de la energía nuclear
8.1 Situación actual de la energía nuclear de fisión
8.2 Aspectos económicos de la energía nuclear de fisión
8.3 Aspectos de seguridad de la fisión nuclear
8.4 Aspectos medioambientales de la fisión nuclear
8.5 Previsiones para la energía nuclear
Tema 9. Tecnología de reactores nucleares de fisión
9.1 Reactores térmicos avanzados
9.2 Reactores rápidos avanzados
9.3 El ciclo del Torio
9.4 Reactor epitérmico avanzados
9.5 Reactores pequeños modulares
9.6 Estado actual del despliegue de los reactores de IV generación
Tema 10. Ciencia y tecnología de la fusión nuclear
10.1 El ciclo del combustible de fusión
10.2 Fusión por confinamiento magnético
10.3 Fusión por confinamiento inercial
En este bloque se abordan las aplicaciones no energéticas más relevantes de ingeniería nuclear. Se persigue que el estudiante consiga una cultura general sobre la diversidad de posibilidades prácticas que plantean las radiaciones ionizantes. Así, se explica el funcionamientos y las tipologías principales de aceleradores de partículas. El uso y producción industrial de radionucleidos y radiaciones ionizantes, así como las aplicaciones médicas de diagnóstico y tratamiento completan este bloque. Esta cultura sobre el tema puede aportar dos beneficios fundamentales.
Tema 11. Aceleradores de partículas
11.1 Fundamentos de la aceleración de partículas
11.2 Esquemas prácticos de la aceleración de partículas
11.3 Grandes aceleradores de investigación
Tema 12. Usos y producción industrial de radiaciones ionizantes
12.1 Producción de isótopos radiactivos
12.2 Esterilización
12.3 Ensayos no destructivos
12.4 Aplicaciones espaciales
12.5 Otras aplicaciones industriales
Tema 13. Aplicaciones médicas de las radiaciones ionizantes
13.1 Aplicaciones médicas de diagnóstico
13.2 Aplicaciones médicas de terapia
Es obligatorio realizar prácticas presenciales de esta asignatura.
Estas prácticas consisten en dos sesiones realizadas en un único día. Una sesión consiste en unas sesiones de trabajo en equipo en el Departamento de Ingeniería Energética de la ETS Ingenieros Industriales, en la que los estudiantes utilizarán un software especializado para consultar secciones eficaces de reacciones nucleares para abordar un problema en equipo. La sesión se organizará en grupos a los que se asignarán diferentes problemas. Tras resolverlo, cada grupo presentará al resto los resultados y se abrirá un turno de preguntas.
La otra sesión consistirá o bien en una visita a una Instalación Nuclear, o bien prácticas en una sesión de laboratorio donde se ilustrarán conceptos importante de la asignatura mediante la realización de experimentos sencillos. Se realizarán en el periodo de prácticas de las asignaturas del primer semestre del master en el mes de febrero.
Las prácticas presenciales obligatorias tienen como objetivo fundamental ayudará al alumno a fijar conceptos esenciales de la asignatura, ponerlos en valor en la resolución de problemas prácticas, y que el alumno entre en contacto con las instalaciones de carácter nuclear y vean in situ la complejidad, desarrollo tecnológico y la seguridad de esas instalaciones.
No hay sesión de prácticas en el mes de septiembre. Por lo tanto, y dado el carácter obligatorio de las mismas, cualquiera que sea el plan que el alumno tenga de examinarse (febrero/septiembre) siempre tendrá que realizar las prácticas en el mes de febrero.
Con antelación a la realización de las prácticas, los alumnos recibirán vía correo electrónico toda la información necesaria sobre las mismas: horarios, actividades, material necesario. Esa misma información aparecerá en el curso virtual de la asignatura.
Actividades de seguimiento y evaluación continua del proceso de asimilación y aprendizaje en cada uno de los bloques en que se estructura la asignatura. Estas se pondrán a disposición de los estudiantes en el curso virtual de la asignatura. Tienen carácter obligatorio.