Master ETH EPF in Nuclear Engineering

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1 ETHZ, 25. Februar 2015 Master ETH EPF in Nuclear Engineering Horst-Michael Prasser 25. Februar 2015

2 Wesentliche Eckpunkte Titel (MSc Nuclear Engineering) verliehen durch ETHZ und EPFL 4 Semester mit je 30 cp = 120 cp Organization - 1. Semester (Herbst) - Kurse in Lausanne - 2. Semester (Frühjahr) - Kurse in Zürich - 3. Semester (Herbst) - Blockkurse + Semesterprojekt am PSI - 4. Semester (Frühjahr) - Masterarbeit H.-M. Prasser, MAVT, IET 2

3 Ziele der Ausbildung Profundes Kenntnisse der Grundlagen der Kernspaltung und der technologischen Umsetzung zur Nutzung als Energiequelle Wissen zur Kernfusion als Ergänzung Nukleare Techniken in Medizin, Forschung und Industrie ausserhalb der Energieversorgung Überblick über den gesamten nuklearen Energieumwandlungszyklus von der Uranmine bis zur Entsorgung Integration von Kernenegie in das gesamte Energiesystem, Vergleich mit anderen Energieerzeugungstechnologien systems Tokamak of CRPP-EPFL H.-M. Prasser, MAVT, IET 3

4 Program curriculum (120 cp) Specific nuclear course offer S1 S2 S3 - Neutron and reactor physics (4 cp) - Reactor Experiments (4 cp) - Reactor Technology (4 cp) - Radiation Protection (4 cp) - Plasma physics and fusion technology (4 cp) - Nuclear Fuels & Materials (4 cp) - Nuclear Safety (4 cp) - Multiphase flows (4 cp) - Special Topics in Reactor Physics (4 cp) - Nuclear Energy Systems (4 cp) - Advanced Nuclear Reactor Materials (4 cp) - Decommisioning of Nuclear Power Plants (4 cp) - System codes Laboratory (3 cp) - Beyond Design Base Safety (3 cp) Unterrichtsreaktor CROCUS / EPFL H.-M. Prasser, MAVT, IET 4

5 Program curriculum (120 cp) Semester project (during 3 rd semester, e.g. at PSI): 8 cp Industrial internship (between 2 nd and 3 rd semester): 8 cp Master project (in 4 th semester): 30 cp More informations: H.-M. Prasser, MAVT, IET 5

6 Passive Sicherheitssysteme Sicherheit Beherrschung schwerer Störfälle Resilient Nuclear Power Proliferationsresistenz F&E Nachhaltigkeit Nutzung von U-238 und Th-232 Transmutation langlebigen Abfalls Brennstoffver- & Abfallentsorgungs Gen IV HCLWR ADS Partitioning Tiefenlager Wirtschaftlichkeit Anlagen-/Brennstoffoptimierung Beherrschung der Alterung Neue Brennelemente Wirkungsgrad Werkstoffermüdung H.-M. Prasser, MAVT, IET 6

7 H.-M. Prasser, MAVT, IET 7

8 Fukushima Daiichi Block 3 Forensische Untersuchung des Unfallhergangs Gegeben: Gesucht: Methode: Timing der Wasserstoffexplosionen Druckverlauf im Reaktor und im Gebäude Unfallszenario Variantenuntersuchungen durch Computersimulationen H.-M. Prasser, MAVT, IET

9 Experimente zur Brennelement-Optimierung

10 H.-M. Prasser, MAVT, IET

11 Tomographie mit heissen Neutronen D-D Plasmaneutronenquelle Output n/s (Plan: 10 8 n/s) Robert Adams (Doktorand), Robert Zboray (Wissenschaftler) H.-M. Prasser, MAVT, IET

12 Erste Bilder mit schnellen Neutronen Rekonstruierter Siemensstern (5 cm Durchmesser) Schnelle Neutronen, nackter Siemensstern Schnelle Neutronen, Siemensstern in Stahlcontainer Gammaquelle, Siemensstern in Stahlcontainer Vorteil: - Tomographie schwerer, dickwandiger Objekte möglich - Einsatz zur Erkennung von gefährlichen Inhalten (z.b. Chemiewaffen) Robert Adams (Doktorand), Robert Zboray (Wissenschaftler) H.-M. Prasser, MAVT, IET

13 Siedesimulation auf Grosscomputer LES + IT Supercomputing Mikroschichtmodell Pool- und Strömungssieden Kopplung zur Wandwärmeleitung Stochastische Verteilung von Blasenkeimen Strategisches Ziel: Grundlegende Vorhersage der Siedekriese Dr. Bojan Niceno, Dr. Yohei Sato, Hassan Badreddine (PhD student) H.-M. Prasser, MAVT, IET

14 Ausblick: Neue Reaktortypen U-238 minore Aktiniden U-238 Plutonium Brüten (U-Pu, Th-U3) Partitioning Wiederaufarbeitung Transmutation Spaltprodukte (Einschlusszeit < 1000 Jahre) H.-M. Prasser, MAVT, IET 14

15 Sekundärkreis Brennstoff- Handling Wärmeübertrager (von oben eingehangen) Flüchtige Spaltprodukte Behälterkühlung (permanent) Notkühlung Korrosionsschutz Schutzgas Reaktorbehälter Sicherheitstank Salzschmelze mit Spaltstoff Reaktorinhalt: drucklos Leckausschluss sehr guter Wärmeübergang Salz, verfestigt H.-M. Prasser, MAVT, IET Keine Leitungsanbindungen an Reaktorehälter

16 Sicherheit durch Coated Particles Graphite sphere Pure graphite Coated particle 1 mm 60 mm Graphite with coated particles Heliumgekühlter Hochtemperaturreaktor H.-M. Prasser, MAVT, IET

17 Kooperationen national Aufsichtsbehörde Forschung Nuklearabfall Dienstleistungen Industrie H.-M. Prasser, MAVT, IET

18 Kooperationen international Universitäten Forschung Industrie H.-M. Prasser, MAVT, IET

19 Danke für die Aufmerksamkeit! Interessiert? Bewerbungstermin 31. März 2015! Der Jahrgang 2010 im Hotlab des PSI H.-M. Prasser, MAVT, IET 19