Título: Ingeniero Químico ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE DE

Título: Ingeniero Químico
ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE DE
INGENIEROS INDUSTRIALES
ASIGNATURA: TECNOLOGÍA QUÍMICA NUCLEAR
CÓDIGO: 4103
DEPARTAMENTO: INGENIERÍA QUÍMICA Y NUCLEAR
ÁREAS DE CONOCIMIENTO: INGENIERÍA NUCLEAR
Curso: 5B
Optativa
Procesos
Créditos: 4.5
DESCRIPTORES DEL BOE: Tecnología química nuclear.
OBJETIVOS GENERALES
• Conocimiento de los conceptos básicos relativos a energía nuclear y radiaciones
• Conocimiento de los materiales nucleares, funciones en el reactor, propiedades y métodos de obtención
más importantes.
• Estudio detallado del ciclo de combustible nuclear, etapas y operaciones involucradas en el mismo.
Nº
Tema 1
CONTENIDOS BÁSICOS DE LA ASIGNATURA. CAPACIDADES Y DESTREZAS
Nombre y breve descripción de cada Unidad Temática.
Destrezas que en ellas se deben adquirir (aprender y saber hacer).
Conceptos básicos sobre radiaciones y energía nuclear.
Capacidades y destrezas:
w
w
w
Tema 2
w Clasificar estos materiales en función de lo imprescindibles que sean.
Materiales combustibles. Características generales. Uranio. Plutonio. Torio.
Capacidades y destrezas:
w Describir las propiedades exigibles a cada tipo de material.
w
w
Tema 3
Familiarizar al alumno con las ideas básicas sobre radiaciones y energía nuclear.
Capacitarlo para entender los temas específicos de la asignatura.
Identificar los tipos de materiales que son necesarios en un reactor nuclear.
Clasificar estas propiedades por orden de importancia en función de la misión a desempeñar
por cada tipo de material.
Seleccionar los materiales concretos más apropiados para cada función.
w Resumir las propiedades físico-químicas y métodos de obtención para estos materiales.
Materiales de envainado. Zircaloy. Acero inoxidable.
Capacidades y destrezas:
w Describir las propiedades exigibles y la misión a desempeñar.
Tema 4
w Clasificar estas propiedades por orden de importancia.
w Seleccionar los materiales más apropiados.
w Resumir las propiedades físico-químicas y métodos de obtención para estos materiales.
Elementos combustibles. Barras macizas y tubos. Haces de varillas.
Capacidades y destrezas:
w Conocer los distintos tipos de elementos combustibles.
w Identificar los componentes de un elemento combustible para PWR y BWR.
Tema 5
w Realizar el montaje parcial de un elemento combustible para PWR y BWR.
Moderadores. Refrigerantes. Características generales. Agua ordinaria y pesada. Grafito.
Metales líquidos.
Capacidades y destrezas:
w
w
Describir las propiedades exigibles a cada tipo de material.
Clasificar estas propiedades por orden de importancia en función de la misión a desempeñar
por cada tipo de material.
w
w
Seleccionar los materiales concretos más apropiados para cada función.
Resumir las propiedades físico-químicas y métodos de obtención para estos materiales.
Título: Ingeniero Químico
Tema 6
Materiales de protección. Materiales de estructura. Materiales de control.
Capacidades y destrezas:
w
w
w
Tema 7
Tema 8
Tema 9
Tema 10
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INGENIEROS INDUSTRIALES
Describir las propiedades exigibles a cada tipo de material.
Clasificar estas propiedades por orden de importancia.
Seleccionar los materiales concretos más apropiados para cada función.
w Resumir las propiedades físico-químicas y métodos de obtención para estos materiales.
El ciclo de combustible. Concepto. Etapas. Ejemplos.
Capacidades y destrezas:
w Justificar la existencia del ciclo de combustible nuclear.
w Enumerar las operaciones que comprende el ciclo de combustible nuclear.
w Clasificar estas operaciones en 4 etapas principales.
w Describir los modelos más conocidos de ciclo de combustible nuclear.
Obtención del uranio. Minerales. Concentración química. Purificación y elaboración.
Capacidades y destrezas:
w Aplicar las operaciones básicas de Ingeniería Química a la obtención de uranio.
w Seleccionar los métodos adecuados para la concentración de minerales de uranio.
w Id. para su purificación.
El uranio enriquecido. Fabricación del hexafluoruro. Conversión.
Capacidades y destrezas:
w Justificar la necesidad de enriquecer el uranio.
w Identificar el compuesto más adecuado para el enriquecimiento de uranio.
w Conocer los métodos de enriquecimiento de uranio.
Separación isotópica. Difusión gaseosa. Centrifugación. Otros métodos.
Capacidades y destrezas:
w
Tema 11
Tema 12
Tema 13
Tema 14
Tema 15
Comparar los métodos de enriquecimiento, en especial la difusión gaseosa y la
centrifugación.
w Diferenciar la separación isotópica de los elementos ligeros como el deuterio.
Fabricación de elementos combustibles. Tipos. Elementos cerámicos. Óxidos mixtos.
Capacidades y destrezas:
w Establecer los tipos de combustible más utilizados y su proceso de fabricación.
w Enumerar y justificar las operaciones que se realizan durante la fabricación del combustible.
w Destacar la importancia e interés del uso de MOX como combustible en un reactor nuclear.
El combustible en el interior del reactor. Variación en la composición. Efectos de la irradiación.
Capacidades y destrezas:
w Analizar las variaciones del combustible.
w Estudiar la generación de productos de fisión y otros productos radiactivos.
Reprocesado del combustible. Desenvainado. Reciclado de materiales.
Capacidades y destrezas:
w Destacar la importancia e interés del reprocesado del combustible irradiado.
w Clasificar los procesos de tratamiento en vía seca y vía húmeda.
Procesos de extracción por solvente. Extracción mediante TBP. Métodos basados en la
hexona.
Capacidades y destrezas:
w Comparar los distintos procesos de extracción por solvente.
Gestión de residuos radiactivos. Fuentes. Tratamiento. Almacenamiento y evacuación.
Capacidades y destrezas:
w Analizar los principios fundamentales para la gestión de los residuos radiactivos.
w
•
Analizar y clasificar los residuos generados en el ciclo de combustible nuclear.
BIBLIOGRAFÍA BÁSICA
Benedict, P.; Pigford, T.; Levi, H. "Nuclear Chemical Engineering" (2nd Edition), McGraw Hill, 1981.
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Collée, R. "Materiaux de centrales nucléaires", Cebedoc, 1972.
Ródenas, J. "Introducción al ciclo de combustible nuclear y materiales nucleares", SPUPV - 90.454, 1990.
Sauteron, J. "Les combustibles nucléaires", Hermann, 1965.
El ciclo de combustible nuclear, SOCIEDAD NUCLEAR ESPAÑOLA, 1997.
• Ródenas, J. “Introducción a la Ingeniería de la Contaminación Radiactiva”, Inter Técnica Ediciones,
Valencia 2003.
PROFESOR RESPONSABLE
JOSÉ RÓDENAS DIAGO
PRÁCTICAS DE LABORATORIO O INFORMÁTICAS (Título y duración)
Montaje parcial de elementos combustibles de un PWR. 2 horas.
Montaje parcial de elementos combustibles de un BWR. 2 horas.
Visita a una fabrica de elementos combustibles.2 horas.
Visita a una Central Nuclear. 4 horas.
DISTRIBUCIÓN DE LOS CRÉDITOS SEGÚN EL MÉTODO DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE EMPLEADO
Metodología de enseñanza-aprendizaje
Clase magistral
Seminario
Prácticas de laboratorio
Prácticas de campo
Prácticas externas
Tutorías (120 horas / semestre)
Exposición oral del estudiante
Actividades en grupo
Trabajos escritos, proyectos. Preparación previa
Otras. Preparación y realización de exámenes
Total créditos impartidos / Horas
Créditos actuales
/ Horas docentes
1 / 10
2.5 / 25
1 / 10
Horas de trabajo
del alumno
20
50
10
40
4.5 créditos = 3.6 ECTS
/ 45 horas docentes
120 horas de trabajo
del alumno
DISTRIBUCIÓN DE LOS CRÉDITOS SEGÚN LOS RECURSOS DIDÁCTICOS EN QUE PARTICIPA EL PROFESOR
Recursos didácticos
Pizarra
Proyector de diapositivas o transparencias
Ordenador y cañón
Intranet de materias
Videoconferencias
Laboratorio
Aulas informáticas
Otros
Total créditos impartidos
Créditos actuales
1
0.5
0.5
2.5
4.50
DISTRIBUCIÓN DE LA NOTA FINAL SEGÚN EL MÉTODO DE EVALUACIÓN EMPLEADO
Métodos de evaluación
Porcentaje de la nota final
Prueba escrita
40% (si no es efectiva la evaluación continua)
Prueba oral
Exposición oral de trabajo o proyecto
50%
Prácticas
Métodos de evaluación de habilidades clínicas o
asistenciales
Título: Ingeniero Químico
Trabajos presentados
Otros
Total nota final
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INGENIEROS INDUSTRIALES
10%
Evaluación continua 40%
100%
Ingeniero Químico / Curso 2004/05 / Fecha de la última actualización: 2005-02-23
Observaciones / Condicionantes requeridos:
Es conveniente que los alumnos hayan cursado en el primer cuatrimestre la asignatura: “Ingeniería de Contaminación
Radiactiva”
El tamaño de grupo oscila bastante, pero no ha superado los últimos años los 20 alumnos. La asignatura está
funcionando desde hace tiempo con un diseño similar al especificado que se ha ido optimizando
progresivamente. Durante el curso 2002-03, se ha participado en el Proyecto EUROPA dirigiendo un proyecto
AME 2/3 (281). En el curso 2003-04 se ha dirigido un proyecto PAEEES disponiendo de 1 becario para continuar
la adaptación de la asignatura al Espacio Europeo de Educación Superior. Para la preparación y tutorización de
los trabajos que se proponen a los alumnos, convendría disponer al menos de un becario de apoyo que haya
cursado la asignatura. Asimismo, sería útil este apoyo para perfeccionar unos textos que se puedan copiar en la
micro Web de la asignatura.