NO EXISTEN CAMBIOS
La guía de la asignatura ha sido actualizada con los cambios que aquí se mencionan.
NOMBRE DE LA ASIGNATURA |
NOMBRE DE LA ASIGNATURA |
TECNOLOGÍA NUCLEAR PARA PRODUCCIÓN ENERGÍA ELÉCTRICA |
CÓDIGO |
CÓDIGO |
68014120 |
CURSO ACADÉMICO |
CURSO ACADÉMICO |
2023/2024 |
DEPARTAMENTO |
DEPARTAMENTO |
INGENIERÍA ENERGÉTICA
|
TÍTULO EN QUE SE IMPARTE |
TÍTULO EN QUE SE IMPARTE |
|
|
|
GRADO EN INGENIERÍA ELÉCTRICA
|
CURSO - PERIODO - TIPO |
-
CUARTO
-
SEMESTRE 2
- OPTATIVAS
|
|
GRADO EN INGENIERÍA EN TECNOLOGÍAS INDUSTRIALES
|
CURSO - PERIODO - TIPO |
-
CUARTO
-
SEMESTRE 2
- OPTATIVAS
|
Nº ECTS |
Nº ECTS |
5 |
HORAS |
HORAS |
125 |
IDIOMAS EN QUE SE IMPARTE |
IDIOMAS EN QUE SE IMPARTE |
CASTELLANO |
El objetivo principal de esta asignatura es formar a los alumnos en el proceso de obtención de energía de origen nuclear por medio del proceso de fisión. Esto pasa por estudiar cómo funcionan los reactores nucleares de fisión, principalmente los principales parámetros que rigen su operación, y por conocer la problemática asociada a todo el ciclo de combustible que juega un papel fundamental en la sostenibilidad y el impacto ambiental de esta tecnología.
La asignatura comienza con una revisión histórica del desarrollo de la tecnología de fisión y de los principios físicos básicos, en gran parte ya estudiados en la asignatura de Fundamentos de Ingeniería Nuclear, para entender el concepto de reacción en cadena controlada y el funcionamiento del reactor. A continuación, se da paso al núcleo central de la asignatura dedicado al estudio del reactor como un sistema físico atendiendo tanto a su comportamiento en estático como en su evolución temporal. Finalmente, la última parte de la asignatura se ha dividido en dos temas dedicados a la tipología de reactores y al ciclo de combustible respectivamente. El tema dedicado a la tipología de reactores se centra en describir los conceptos de reactor ya desarrollados y las posibles alternativas futuras dentro de la tecnología de fisión. En el último tema se describirá el ciclo de combustible desde las materias primas y su disponibilidad hasta la reutilización o gestión como residuo final de los elementos de combustible usados. Este tema es de vital importancia dentro de la tecnología de fisión ya que el impacto medioambiental y económico de esta tecnología es crítico a la hora de evaluar el coste-beneficio, y por tanto la viabilidad, de las diferentes tecnologías de fisión.
El gran reto actual al que se enfrenta la generación de energía es reducir drásticamente el uso de fuentes de energía que contribuyan al cambio climático. A día de hoy, esto es imposible de conseguir utilizando sólo energías renovables lo que lleva a la energía nuclear a jugar un papel clave en las próximas décadas como una alternativa o complemento a las energías renovables dado el bajo impacto de esta tecnología al cambio climático al no producir apenas CO2. En este sentido, la Unión Europea ha declarado recientemente a la energía nuclear como una energía clave para conseguir la transición energética hacia fuentes de energía verdes, reavivando así el interés en este tipo de energía en nuestro entorno económico e industrial más cercano. Además, tampoco es desdeñable la importancia que tiene este tipo de energía para la independencia energética de la Unión Europea tradicionalmente dependiente de los recursos de otros países lo que resulta en incertidumbres de abastecimiento y precios.
De acuerdo con los informes de la IAEA, en el año 2020 se encontraban en el mundo 52 reactores nucleares en construcción, y 442 en operación. La tecnología de fisión nuclear está plenamente activa. Además de ser una tecnología prometedora para el futuro, sobre todo con la incorporación de nuevos esquemas avanzados de funcionamiento, se prevé la necesidad de una gran fuerza de trabajo para gestionar el desmantelamiento de numerosas unidades, así como la gestión de sus residuos.
Dicho esto, no hay que ignorar que actualmente la producción de energía nuclear por medio de los reactores de fisión conlleva unas contrapartidas en seguridad e impacto medio ambiental que han de ser consideradas para evaluar de forma adecuada el coste riesgo-beneficio de usar este tipo de energía. En este sentido, esta asignatura pretende en parte dotar al alumno de una opinión formada que le permita analizar, en base a los conocimientos técnicos actuales, la adecuación de esta tecnología dentro del panorama energético actual y futuro. Este tipo de conocimiento se antoja fundamental para el ingeniero que quiera dedicarse al sector de la energía.
Esta asignatura se enmarca dentro de la materia de ingeniería nuclear y esta relacionada con las asignaturas Fundamentos de Ingeniería Nuclear y Protección Radiológica.
Es imprescindible que el alumno tenga conocimientos previos de física, cálculo, y ecuaciones diferenciales que el alumno deberá haber cursado en los primeros cursos del grado correspondiente.
Es recomendable haber cursado o estar cursando la asignatura de Fundamentos de Ingeniría Nuclear.
Profesor:
|
|
D. Juan Pablo Catalán Pérez
|
Horario de guardia:
|
|
Martes y Jueves de 16 a 18 horas
|
Teléfono:
|
|
913988209
|
Despacho:
|
|
0.15
|
Dirección
|
|
Juan del Rosal 12, 28040, Madrid
|
Correo electrónico:
|
|
jpcatalan@ind.uned.es
|
Curso Virtual |
|
Curso ALF |
Profesor:
|
|
D. Francisco Ogando Serrano
|
Horario de guardia:
|
|
Martes y Jueves de 16 a 18 horas
|
Teléfono:
|
|
913988223
|
Despacho:
|
|
0.15
|
Dirección
|
|
Juan del Rosal 12, 28040, Madrid
|
Correo electrónico:
|
|
fogando@ind.uned.es
|
Curso Virtual |
|
Curso ALF |
|
|
COMPETENCIAS DEL GRADO (ORDEN CIN 351-2009)
CO.22. Conocimientos y capacidades para aplicar los fundamentos científicos y tecnológicos de la tecnología nuclear para la producción de energía eléctrica.
OTRAS COMPETENCIAS:
- Comprensión de textos técnicos en lengua inglesa.
- Capacidad de análisis y síntesis.
- Comunicación y expresión matemática, científica y tecnológica.
- Manejo de las tecnologías de la información y comunicación (TICs).
- Capacidad para gestionar información.
- Conocimientos y capacidades para aplicar los fundamentos de ingeniería nuclear.
(OBSERVACIONES: Memoria del Grado en proceso de revisión)
Con el estudio de esta asignatura se pretende que el alumno sea capaz de conseguir los siguientes resultados de aprendizaje:
- Conocer los fundamentos de la ingeniería nuclear
- Conocer las tecnologías empleadas en la producción de energía eléctrica de origen nuclear
- Utilizar los conocimientos de ingeniería nuclear para la resolución de problemas
- Capacidad para plasmar o transmitir conocimientos en el área de ingeniería nuclear
Capítulo 1. Breve historia de la tecnología nuclear.
- Los tiempos heroicos.
- El proyecto Manhattan.
- La postguerra.
- Usos civiles de la energía nuclear.
Capítulo 2. Conceptos físicos básicos
- La naturaleza atómica y nuclear de la materia.
- Radiactividad y reacciones nucleares.
- Interacción de la radiación con la materia.
- Fisión nuclear.
Capítulo 3. Fundamentos del reactor de fisión
- Reacción en cadena controlada y autosostenida. Criticidad y reactividad.
- Procesos físicos relevantes para el neutrón dentro del núcleo.
- Ciclo de vida del neutrón.
- Factor de multiplicación k.
- Potencia del reactor.
Capítulo 4. Moderación neutrónica
- Introducción.
- Uso de dispersiones elásticas.
- Uso de dispersiones inelásticas
- Escape de las resonancias.
- Tiempo de moderación y ciclo neutrónico.
Capítulo 5. Difusión de los neutrones
- Introducción.
- Planteamiento de la ecuación de difusión.
- Fugas de neutrones.
- Análisis de casos simples.
Capítulo 6. Evolución temporal del reactor
- Período del reactor.
- Cinética del reactor. Neutrones diferidos.
- Coeficientes de reactividad.
- Envenenamiento por productos de fisión.
- Control del reactor.
- Quemado del combustible
Capítulo 7. Tipos de reactores de fisión
- Tipología de los reactores
- Generación II.
- Generación III(+).
- Reactores modulares.
- Generación IV.
Capítulo 8. Ciclo de combustible
- Materias primas y su disponibilidad.
- Esquema general del ciclo de combustible.
- Fases Pre-reactor: Extracción, procesado y fabricación.
- Utilización.
- Fases Post-reactor: almacenamiento, reprocesado y gestión de residuos.
La metodología utilizada es la característica de la UNED, enseñanza a distancia apoyada en el uso de las tecnologías de información y comunicación. La bibliografía básica está especialmente diseñada para facilitar al alumno la asimilación de los contenidos de manera autónoma.
Las actividades de seguimiento y evaluación continua se realizarán a través de las Pruebas de Evaluación Continua (PEC) a distancia.
Por otra parte, la prueba presencial personal y las prácticas presenciales serán indicadoras del nivel global de asimilación alcanzado por el estudiante al finalizar el periodo de aprendizaje de la asignatura.
Las pruebas de evaluación continua tienen carácter obligatorio y se realizarán paulatinamente a lo largo del curso. Están pensadas para que los estudiantes puedan contrastar su proceso de asimilación en cada uno de los bloques en que se estructura la asignatura.
Las prácticas presenciales obligatorias tienen como objetivo fundamental que el alumno entre en contacto con las instalaciones de carácter nuclear y vean in situ la enorme complejidad, desarrollo tecnológico y la seguridad de esas instalaciones. En caso de establecer las prácticas en los locales del Departamento de Ingeniería Energética, el objetivo será afianzar y extender conocimientos clave vinculados a la asignatura.
La labor personal y continuada del alumno es imprescindible para el proceso de aprendizaje, siendo fundamental la asimilación de los nuevos conceptos.
TIPO DE PRUEBA PRESENCIAL
|
Tipo de examen |
Tipo de examen |
Examen de desarrollo |
Preguntas desarrollo |
Preguntas desarrollo |
4 |
Duración |
Duración |
120 (minutos) |
Material permitido en el examen |
Material permitido en el examen |
Calculadora no programable |
Criterios de evaluación |
Criterios de evaluación |
Adecuación de la respuesta |
% del examen sobre la nota final |
% del examen sobre la nota final |
80 |
Nota mínima del examen para aprobar sin PEC |
Nota mínima del examen para aprobar sin PEC |
|
Nota máxima que aporta el examen a la calificación final sin PEC |
Nota máxima que aporta el examen a la calificación final sin PEC |
|
Nota mínima en el examen para sumar la PEC |
Nota mínima en el examen para sumar la PEC |
4 |
Comentarios y observaciones |
Comentarios y observaciones |
No es posible aprobar la asignatura, independientemente de la nota en el examen, sin haber realizado tanto las PEC como las prácticas presenciales con una evaluación mínima de 4 en cada una de ellas. El número de preguntas de examen es orientativo, puede variar ligeramente en cada examen. |
PRUEBAS DE EVALUACIÓN CONTINUA (PEC)
|
¿Hay PEC? |
¿Hay PEC? |
Si |
Descripción |
Descripción |
Preguntas de desarollo sobre cada uno de los temas que conforman la asignatura |
Criterios de evaluación |
Criterios de evaluación |
Adecuación de la respuesta |
Ponderación de la PEC en la nota final |
Ponderación de la PEC en la nota final |
10% |
Fecha aproximada de entrega |
Fecha aproximada de entrega |
10/05/2022 |
Comentarios y observaciones |
Comentarios y observaciones |
Al inicio del curso virtual se pondrá el enunciado de las PEC a disposición de los estudiantes en el apartado “Trabajos” del Curso Virtual, con la fecha límite para la entrega en la convocatoria ordinaria. Posteriormente a la calificación de la asignatura en convocatoria ordinaria se abrirá de nuevo el plazo de entrega de las PEC para la convocatoria de septiembre, con la fecha aproximada de entrega del 28/08/2022. |
OTRAS ACTIVIDADES EVALUABLES
|
¿Hay otra/s actividad/es evaluable/s? |
¿Hay otra/s actividad/es evaluable/s? |
Si |
Descripción |
Descripción |
Prácticas presenciales Estas prácticas consisten o bien en una visita a una Instalación Nuclear, o bien prácticas en los locales del Departamento de Ingeniería Energética de la ETS Ingenieros Industriales. Se realizarán en principio en el periodo de prácticas de las asignaturas del segundo semestre del grado en el mes de junio. 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 (junio/septiembre) siempre tendrá que realizar las prácticas en el mes de junio. Las prácticas presenciales obligatorias tienen como objetivo fundamental que el alumno entre en contacto con las instalaciones de carácter nuclear y vean in situ la enorme complejidad, desarrollo tecnológico y la seguridad de esas instalaciones. En caso de establecer las prácticas en los locales del Departamento de Ingeniería Energética, el objetivo será afianzar y extender conocimientos clave vinculados a la asignatura. |
Criterios de evaluación |
Criterios de evaluación |
Se debe obtener una nota igual o superior a 4 puntos para poder aprobar la asignatura. |
Ponderación en la nota final |
Ponderación en la nota final |
10% |
Fecha aproximada de entrega |
Fecha aproximada de entrega |
31/06/2022 |
Comentarios y observaciones |
Comentarios y observaciones |
Consultar fecha definitiva en el calendario de prácticas del grado para asignaturas del segundo semestre cuando esté disponible. Con antelación a la realización de las prácticas, los alumnos recibirán toda la información necesaria sobre las mismas: actividades y material de apoyo. Esa misma información aparecerá en el curso virtual de la asignatura. |
¿Cómo se obtiene la nota final?
|
La evaluación de la asignatura se realizará en función de las siguientes actividades, todas ellas obligatorias. - Prueba Presencial (PruP).
- Práctica Presencial (PraP).
- Pruebas de Evaluación Continua (PEC).
La nota final de la asignatura se calcula de acuerdo a los siguientes criterios: 1. La asignatura se aprueba si se obtiene una calificación global igual o superior a cinco, pero además se fija como condicionante adicional para la superación de la misma, el haber obtenido un mínimo de 4 puntos sobre 10 cada una de las anteriores actividades. 2. Si se supera el condicionante mencionado, el cálculo de la nota final de la asignatura se hace de acuerdo a la siguiente fórmula: Nota (final) = 0,1 × PraP + 0,1 × PEC + 0,8 × PruP Si la nota del examen es menor que 4 la nota final en las actas será la nota del examen, sin ponderar con las otras dos actividades. *La Nota asociada a cualquier actividad se puntúa de 0 a 10. |
La asignatura se estudiará por medio de apuntes que dará el equipo docente y que estarán disponibles en el curso virtual. Los apuntes han sido pensados para ser autocontenidos.
Los libros referenciados en la bibliografía complementaria son dos de las obras más completas sobre teoría de reactores que se pueden encontrar en castellano. Ambas cubren todos los contenidos de la asignatura de forma extensa y en mayor profundidad por lo que son altamente recomendables como obras de consulta.
Prácticas presenciales obligatorias
Es obligatorio realizar prácticas presenciales de esta asignatura.
En el apartado “Sistema de evaluación” de esta guía está la información completa sobre estas prácticas.
La información acerca de las prácticas de laboratorio de todas las asignaturas de Grado se encuentra en la página web de la Escuela, esa información general se particulariza en el curso virtual de esta asignatura.
Es fundamental para el desarrollo de la asignatura que el alumno utilice el Curso Virtual.
Cualquier material complementario adicional que se pueda publicar o aconsejar se encontrará en dicha Plataforma. El alumno puede enviar sus consultas a los distintos foros de debate, o por correo electrónico a la atención de cualquiera de los profesores de la asignatura.
Programas de radio y otros materiales multimedia grabados por el equipo docente:
En el curso virtual de la asignatura se comunicará al alumno la temática del material audiovisual que se emita, así como la significación del mismo en el contexto de la asignatura. Además, podrá encontrar una relación de estos audios o videos con los enlaces adecuados.