Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Inżynierii Mechanicznej i Mechatroniki - Energetyka (S2)

Sylabus przedmiotu Technologie jądrowe i wodorowe:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów Energetyka
Forma studiów studia stacjonarne Poziom drugiego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta magister inżynier
Obszary studiów charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK
Profil ogólnoakademicki
Moduł
Przedmiot Technologie jądrowe i wodorowe
Specjalność energetyka odnawialnych źródeł energii
Jednostka prowadząca Katedra Technologii Energetycznych
Nauczyciel odpowiedzialny Aleksandra Borsukiewicz <Aleksandra.Borsukiewicz@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele
ECTS (planowane) 2,0 ECTS (formy) 2,0
Forma zaliczenia zaliczenie Język polski
Blok obieralny Grupa obieralna

Formy dydaktyczne

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
wykładyW2 25 1,20,50zaliczenie
projektyP2 10 0,80,50zaliczenie

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1Wiedza z zakresu elektrochemii, fizyki i termodynamiki.

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1Zapoznanie z obecnie stosowanymi technologiami jądrowymi.
C-2Zapoznanie z technologiami produkcji wodoru, jego magazynowania i energetycznego wykorzystania wodoru.

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
projekty
T-P-1Energia wiązania jądra, przemiany jądrowe samorzutne: emisja cząstek a, ß, g i neutronów, promieniotwórczość. Przekroje czynne reakcji jądrowych. Reakcje neutronów: rozpraszanie - spowalnianie, wychwyt, produkcja cząstek, rozszczepienie, emisja neutronów. Układy mnożące neutrony, współczynnik mnożenia neutronów. Stan krytyczny reaktora, wzór czteroczynnikowy, reaktywność.10
10
wykłady
T-W-1Sytuacja energetyczna świata i rola energetyki jądrowe. Energia wiązania jądra, przemiany jądrowe samorzutne: emisja cząstek a, ß, g i neutronów, promieniotwórczość. Przekroje czynne reakcji jądrowych. Oddziaływania neutronów. Stan krytyczny reaktora, reaktywność, stabilność reaktora, kinetyka reaktora, czas życia neutronów, Oddziaływanie promieniowania jonizującego z materią, dawki, ochrona przed promieniowaniem. Cykl paliwowy. Rodzaje reaktorów.Bezpieczeństwo reaktorów. Metody produkcji wodoru. Magazynowanie wodoru- przegląd najważniejszych technologii. Technologie konwersji wodoru na prąd elektryczny. Zaliczenie.25
25

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
projekty
A-P-1Ćwiczenia audytoryno - projektowe.10
A-P-2Praca własna studenta.10
20
wykłady
A-W-1Wykład informacyjny25
A-W-2Praca wlasna studenta, przygotowanie do zaliczenia.5
30

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1Wykład informacyjny
M-2Zajęcia projektowe, symulacja

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena podsumowująca: Zaliczenie wykładu w formie pisemnej.
S-2Ocena podsumowująca: Zaliczenie projektu w formie sprawozdania z wykonanej pracy.

Zamierzone efekty uczenia się - wiedza

Zamierzone efekty uczenia sięOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
ENE_2A_EOZE/09_W01
W efekcie przeprowadzonych zajęć student zna i rozumie fizyczne podstawy działania reaktorow jądrowych. Student rozumie i zna podstawy fizyczne reakcji jądrowych oraz ochrony przed promieniowaniem. Ma umiejętność scharakteryzowania zalet i wad technologii jądrowych, zna także cykl paliwowy. W wyniku przeprowadzonych zajęć student ma umiejętność oszacowania potencjału, możliwości i efektywności zastosowania określonej technologii wytwarzania wodoru, doboru optymalnej metody magazynowania tego paliwa oraz jego dalszego zastosowania.
ENE_2A_W02, ENE_2A_W11, ENE_2A_W10C-1, C-2T-W-1M-1S-1

Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności

Zamierzone efekty uczenia sięOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
ENE_2A_EOZE/09_U01
Student potrafi wykorzystać posiadaną wiedzę do obliczeń konwersji energii w procesach przemian reaktora jądrowego a także w procesach konwersji i magazynowania wodoru.
ENE_2A_U09, ENE_2A_U13, ENE_2A_U08C-2, C-1T-P-1M-2S-2

Zamierzone efekty uczenia się - inne kompetencje społeczne i personalne

Zamierzone efekty uczenia sięOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
ENE_2A_EOZE/09_K01
Student potrafi pracować w zespole.
ENE_2A_K05C-1, C-2T-P-1M-2S-2

Kryterium oceny - wiedza

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
ENE_2A_EOZE/09_W01
W efekcie przeprowadzonych zajęć student zna i rozumie fizyczne podstawy działania reaktorow jądrowych. Student rozumie i zna podstawy fizyczne reakcji jądrowych oraz ochrony przed promieniowaniem. Ma umiejętność scharakteryzowania zalet i wad technologii jądrowych, zna także cykl paliwowy. W wyniku przeprowadzonych zajęć student ma umiejętność oszacowania potencjału, możliwości i efektywności zastosowania określonej technologii wytwarzania wodoru, doboru optymalnej metody magazynowania tego paliwa oraz jego dalszego zastosowania.
2,0
3,0Uzyskanie minimum 51% punktow na zaliczeniu końcowym.
3,5
4,0
4,5
5,0

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
ENE_2A_EOZE/09_U01
Student potrafi wykorzystać posiadaną wiedzę do obliczeń konwersji energii w procesach przemian reaktora jądrowego a także w procesach konwersji i magazynowania wodoru.
2,0
3,0Wykonanie sprawozdania końcowego w zakresie minimalnym.
3,5
4,0
4,5
5,0Wykonanie sprawozdania końcowego w wersji rozbudowanej.

Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
ENE_2A_EOZE/09_K01
Student potrafi pracować w zespole.
2,0
3,0Student ujawnia mierne zaangażowanie w pracy zespołowej.
3,5
4,0
4,5
5,0

Literatura podstawowa

  1. Tadeusz Chmielniak, Tomasz Chmielniak, Energetyka wodorowa, PWN, 2020
  2. Gavrilyuk Alexander, Hydrogen Energy for Beginners, Taylor & Francis Group, 2013
  3. Wiesław Ciechanowicz, Bioenergia a energia jądrowa, Wyższa Szkoła Informatyki Stosowanej i Zarządzania, Warszawa, 2001
  4. Jerzy Kubowski, Elektrownie jądrowe, PWN, 2018

Literatura dodatkowa

  1. Robert D. McCarty, Hydrogen: Its Technology and Implications Vol. I - V, CRC Press (Taylor & Francis Group), 2018
  2. B. Dziunikowski, O fizyce i energii jądrowej, AGH Ucz. Wyd. Naukowo-Dydaktyczne, 2001

Treści programowe - projekty

KODTreść programowaGodziny
T-P-1Energia wiązania jądra, przemiany jądrowe samorzutne: emisja cząstek a, ß, g i neutronów, promieniotwórczość. Przekroje czynne reakcji jądrowych. Reakcje neutronów: rozpraszanie - spowalnianie, wychwyt, produkcja cząstek, rozszczepienie, emisja neutronów. Układy mnożące neutrony, współczynnik mnożenia neutronów. Stan krytyczny reaktora, wzór czteroczynnikowy, reaktywność.10
10

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Sytuacja energetyczna świata i rola energetyki jądrowe. Energia wiązania jądra, przemiany jądrowe samorzutne: emisja cząstek a, ß, g i neutronów, promieniotwórczość. Przekroje czynne reakcji jądrowych. Oddziaływania neutronów. Stan krytyczny reaktora, reaktywność, stabilność reaktora, kinetyka reaktora, czas życia neutronów, Oddziaływanie promieniowania jonizującego z materią, dawki, ochrona przed promieniowaniem. Cykl paliwowy. Rodzaje reaktorów.Bezpieczeństwo reaktorów. Metody produkcji wodoru. Magazynowanie wodoru- przegląd najważniejszych technologii. Technologie konwersji wodoru na prąd elektryczny. Zaliczenie.25
25

Formy aktywności - projekty

KODForma aktywnościGodziny
A-P-1Ćwiczenia audytoryno - projektowe.10
A-P-2Praca własna studenta.10
20
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1Wykład informacyjny25
A-W-2Praca wlasna studenta, przygotowanie do zaliczenia.5
30
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięENE_2A_EOZE/09_W01W efekcie przeprowadzonych zajęć student zna i rozumie fizyczne podstawy działania reaktorow jądrowych. Student rozumie i zna podstawy fizyczne reakcji jądrowych oraz ochrony przed promieniowaniem. Ma umiejętność scharakteryzowania zalet i wad technologii jądrowych, zna także cykl paliwowy. W wyniku przeprowadzonych zajęć student ma umiejętność oszacowania potencjału, możliwości i efektywności zastosowania określonej technologii wytwarzania wodoru, doboru optymalnej metody magazynowania tego paliwa oraz jego dalszego zastosowania.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówENE_2A_W02Ma poszerzoną wiedzę w zakresie fizyki obejmującą podstawy fizyki kwantowej, jądrowej, w tym wiedzę niezbędną do zrozumienia procesów i zjawisk fizycznych zachodzących w złożonych systemach elektroenergetycznych
ENE_2A_W11Ma wiedzę w zakresie trendów rozwojowych w zakresie pracy źródeł wytwórczych w systemie elektroenergetycznym, w tym generacji rozproszonej i magazynowania energii
ENE_2A_W10Ma rozszerzoną i uporządkowaną wiedzę w dziedzinie energetyki, zwłaszcza w zakresie energetyki niekonwencjonalnej, w tym energetyki odnawialnej, jądrowej i wodorowej
Cel przedmiotuC-1Zapoznanie z obecnie stosowanymi technologiami jądrowymi.
C-2Zapoznanie z technologiami produkcji wodoru, jego magazynowania i energetycznego wykorzystania wodoru.
Treści programoweT-W-1Sytuacja energetyczna świata i rola energetyki jądrowe. Energia wiązania jądra, przemiany jądrowe samorzutne: emisja cząstek a, ß, g i neutronów, promieniotwórczość. Przekroje czynne reakcji jądrowych. Oddziaływania neutronów. Stan krytyczny reaktora, reaktywność, stabilność reaktora, kinetyka reaktora, czas życia neutronów, Oddziaływanie promieniowania jonizującego z materią, dawki, ochrona przed promieniowaniem. Cykl paliwowy. Rodzaje reaktorów.Bezpieczeństwo reaktorów. Metody produkcji wodoru. Magazynowanie wodoru- przegląd najważniejszych technologii. Technologie konwersji wodoru na prąd elektryczny. Zaliczenie.
Metody nauczaniaM-1Wykład informacyjny
Sposób ocenyS-1Ocena podsumowująca: Zaliczenie wykładu w formie pisemnej.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Uzyskanie minimum 51% punktow na zaliczeniu końcowym.
3,5
4,0
4,5
5,0
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięENE_2A_EOZE/09_U01Student potrafi wykorzystać posiadaną wiedzę do obliczeń konwersji energii w procesach przemian reaktora jądrowego a także w procesach konwersji i magazynowania wodoru.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówENE_2A_U09Potrafi dobrać metodę obliczeniową, wykorzystać odpowiednie oprogramowanie właściwe do rozwiązania określonego zagadnienia z uwzględnieniem nowych osiągnięć techniki i technologii
ENE_2A_U13Potrafi dokonać krytycznej analizy i oceny technologii energetycznej, zaproponować ulepszenia istniejących rozwiązań technicznych
ENE_2A_U08Potrafi zaplanować i przeprowadzić eksperyment, w tym pomiary i symulacje komputerowe w zakresie elementów i całego systemu energetycznego oraz interpretować uzyskane wyniki
Cel przedmiotuC-2Zapoznanie z technologiami produkcji wodoru, jego magazynowania i energetycznego wykorzystania wodoru.
C-1Zapoznanie z obecnie stosowanymi technologiami jądrowymi.
Treści programoweT-P-1Energia wiązania jądra, przemiany jądrowe samorzutne: emisja cząstek a, ß, g i neutronów, promieniotwórczość. Przekroje czynne reakcji jądrowych. Reakcje neutronów: rozpraszanie - spowalnianie, wychwyt, produkcja cząstek, rozszczepienie, emisja neutronów. Układy mnożące neutrony, współczynnik mnożenia neutronów. Stan krytyczny reaktora, wzór czteroczynnikowy, reaktywność.
Metody nauczaniaM-2Zajęcia projektowe, symulacja
Sposób ocenyS-2Ocena podsumowująca: Zaliczenie projektu w formie sprawozdania z wykonanej pracy.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Wykonanie sprawozdania końcowego w zakresie minimalnym.
3,5
4,0
4,5
5,0Wykonanie sprawozdania końcowego w wersji rozbudowanej.
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięENE_2A_EOZE/09_K01Student potrafi pracować w zespole.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówENE_2A_K05Potrafi współdziałać i pracować w grupie, przyjmując w niej różne role oraz odpowiednio określić priorytety służące realizacji określonego przez siebie lub innych zadania
Cel przedmiotuC-1Zapoznanie z obecnie stosowanymi technologiami jądrowymi.
C-2Zapoznanie z technologiami produkcji wodoru, jego magazynowania i energetycznego wykorzystania wodoru.
Treści programoweT-P-1Energia wiązania jądra, przemiany jądrowe samorzutne: emisja cząstek a, ß, g i neutronów, promieniotwórczość. Przekroje czynne reakcji jądrowych. Reakcje neutronów: rozpraszanie - spowalnianie, wychwyt, produkcja cząstek, rozszczepienie, emisja neutronów. Układy mnożące neutrony, współczynnik mnożenia neutronów. Stan krytyczny reaktora, wzór czteroczynnikowy, reaktywność.
Metody nauczaniaM-2Zajęcia projektowe, symulacja
Sposób ocenyS-2Ocena podsumowująca: Zaliczenie projektu w formie sprawozdania z wykonanej pracy.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0
3,0Student ujawnia mierne zaangażowanie w pracy zespołowej.
3,5
4,0
4,5
5,0