Cykl paliwowy: surowce, fabrykacja i dostawy
- Teflon i technologie z Projektu Manhattan
Teflon i inne fluoropolimery stały się strategiczne, gdy UF6 zaczął niszczyć zwykłe materiały. Chemia procesu wymusiła nową technologię.
Cykle zamknięte, tor i proliferacja
- Paliwo MOX (Mixed Oxide)
Paliwo MOX: pluton i uran w paliwie mieszanym, recykling materiału, fizyka rdzenia reaktora i znaczenie dla cyklu paliwowego.
- Głębokość wypalania paliwa (Burnup)
Burnup mówi, ile energii wyciśnięto z paliwa i jaki materiał izotopowy po nim zostaje. To klucz także do jakości plutonu.
- Reaktory powielające (Breeder Reactors)
Reaktory powielające potrafią wytwarzać więcej paliwa, niż same zużywają. To obietnica i zarazem polityczny problem cyklu jądrowego.
- Państwo progowe od strony technicznej: kiedy wzbogacanie uranu i reprocessing tworzą realny potencjał zbrojeniowy
Państwo progowe to nie kraj z reaktorem, lecz kraj z wrażliwymi zdolnościami cyklu paliwowego. Kluczowe są tu wzbogacanie i reprocessing.
- Dlaczego paliwo LEU do reaktora badawczego i elektrowni nie nadaje się bezpośrednio do bomby
LEU nie jest gotowym materiałem bombowym: przeszkadzają wzbogacenie, forma chemiczna i późniejsze wypalenie. Groźne staje się dopiero z inną infrastrukturą.
Promieniowanie, osłony i diagnostyka
- Betonowe osłony biologiczne
Beton osłonowy musi tłumić promieniowanie, odprowadzać ciepło i nie pękać. To materiał znacznie bardziej wymagający, niż sugeruje nazwa.
- Zjawisko Czerenkowa w reaktorach
Niebieska poświata reaktora nie pochodzi z paliwa, lecz z elektronów szybszych od światła w wodzie. To właśnie efekt Czerenkowa.
- Hormeza radiacyjna
Małe dawki promieniowania, spór o efekt hormetyczny, ostrożność ochrony radiologicznej i ograniczenia danych.
- Nuclear Forensics (Forensyka jądrowa)
Forensyka jądrowa: analiza izotopów, zanieczyszczeń i śladów procesu do ustalania pochodzenia materiału promieniotwórczego.
- Incydent Vela i systemy monitorowania eksplozji
Incydent Vela to zagadka pojedynczego błysku i test globalnego systemu wykrywania eksplozji. Tu spotykają się fizyka i polityka.
Materiały wysokoenergetyczne
- Zatopiona amunicja w Bałtyku: TNT, RDX, HMX i produkty degradacji w osadach dennych
TNT, RDX, HMX, produkty degradacji, osady denne, Bornholm i monitoring środowiskowy zatopionej amunicji.
- Jak wykrywa się śladowe materiały wybuchowe w środowisku: ekstrakcja, GC-MS/MS i LC-MS/MS
Śladów TNT, RDX i HMX nie wykrywa się jedną metodą. Kluczowy jest dobór ekstrakcji, chromatografii i czułości do konkretnego analitu.
- Śladowa analiza TNT, RDX i HMX w środowisku
Śladowa analiza TNT, RDX i HMX: pobór próbek, matryca środowiskowa, LOD, LOQ, odzysk, blanki i raportowanie wyników.
- Małowrażliwe zamienniki TNT i chemia topliwych materiałów wybuchowych
Chemia materiałów topliwych, przetwarzalność, wrażliwość, moc i kompromisy technologiczne zamienników TNT.
- TNT jako materiał odlewany: osnowa soczewek wybuchowych, ograniczenia technologiczne i droga do zamienników
Odlewanie TNT, osnowa soczewek wybuchowych, ograniczenia technologiczne i późniejsze poszukiwanie zamienników.
- Równoważnik trotylowy, nadciśnienie i impuls: jak naprawdę porównuje się siłę podmuchową materiałów wybuchowych
Równoważnik TNT opisuje energię, ale nie wyczerpuje skutków wybuchu. O rażeniu decydują też nadciśnienie, czas trwania i impuls fali.
- Prędkość detonacji, brizancja i zdolność podmuchowa: trzy różne parametry, które często się myli
VoD, brizancja, podmuch, energia, pomiar parametrów detonacji i ich różne znaczenie praktyczne.
- Broń termobaryczna i FAE: różnica między wybuchem objętościowym a klasyczną detonacją materiału kruszącego
FAE i termobaryka wykorzystują tlen z otoczenia i długi podmuch, ale nie są małą bombą atomową. Ich logika jest konwencjonalna.
- Pomiar prędkości detonacji materiałów wybuchowych: od metody Dautriche'a i czujników zwarciowych do pomiarów polowych MicroTrap i Explomet
Pomiar prędkości detonacji: metoda Dautriche'a, czujniki zwarciowe, MicroTrap, Explomet, warunki badania i interpretacja VoD.
- Fala odbita i obciążenie konstrukcji: nadciśnienie odbite, impuls i znaczenie geometrii V-shape przy wybuchu pod pojazdem
Fala odbita potrafi obciążyć przegrodę znacznie mocniej niż sama fala swobodna. Dlatego impuls i geometria V-shape są równie ważne jak masa ładunku.
- Od nadciśnienia do ugięcia płyty: numeryczne modelowanie skutków fali podmuchowej
Przebieg p(t), impuls, mody własne, model modalny, FEM i odpowiedź konstrukcji na obciążenie podmuchem.
Elementy energetyki jądrowej
- Reaktory energetyczne: typy, moderator, chłodziwo, obieg i logika klasyfikacji
PWR, BWR, PHWR, moderator, chłodziwo, obieg, konstrukcja rdzenia i logika klasyfikacji typów reaktorów.
- Reaktory generacji III i III+: EPR, AP1000, ESBWR, AES-2006 i co je odróżnia
EPR, AP1000, ESBWR, AES-2006, pasywne bezpieczeństwo, systemy awaryjne i różne filozofie projektowe.
- Klasyfikacja odpadów promieniotwórczych: VSLW, VLLW, LLW, ILW, HLW, wypalone paliwo i dlaczego każda klasa wymaga innego składowiska
VSLW, VLLW, LLW, ILW, HLW, wypalone paliwo, aktywność, ciepło odpadowe i dobór typu składowiska.
- Unieszkodliwianie odpadów promieniotwórczych: technologie zestalania, przechowalniki, HLW i składowiska geologiczne
Zestalanie, przechowalniki, HLW, wypalone paliwo, odpady długożyciowe i składowiska geologiczne.
- Lokalizacja elektrowni jądrowej: sejsmika, powódź, chłodzenie, zaludnienie, KSE i dlaczego samo „dużo miejsca” nie wystarcza
Sejsmika, powodzie, chłodzenie, sieć KSE, zaludnienie, logistyka i kryteria bezpieczeństwa miejsca.
- Obrona w głąb: pięć poziomów bezpieczeństwa reaktorów jądrowych
Pięć poziomów bezpieczeństwa, bariery ochronne, redundancja, różnorodność i separacja systemów reaktora.
- Infrastruktura przed pierwszą elektrownią jądrową: NEPIO, dozór, kadry, KSE, paliwo, odpady i komunikacja społeczna
NEPIO, dozór jądrowy, kadry, KSE, paliwo, odpady, komunikacja społeczna i przygotowanie programu państwowego.
- Normalna praca elektrowni jądrowej: rzeczywiste emisje, dawki dla ludności i dlaczego są zwykle mniejsze niż tło naturalne
Rutynowe emisje, dawki dla ludności, tło naturalne, monitoring środowiska i różnica między pracą normalną a awarią.
Dane jądrowe i kody obliczeniowe
- Dane jądrowe ENDF, GNDS i droga od przekrojów czynnych do kalkulatora
Dane jądrowe ENDF i GNDS: przekroje czynne, rezonanse, kowariancje, NJOY i droga od eksperymentu do kalkulatorów jądrowych.
- ORIGEN i FISPACT: jak liczy się aktywację, wypalone paliwo i ciepło powyłączeniowe
Kody inwentarzowe, aktywacja, wypalone paliwo, ciepło powyłączeniowe, ścieżki reakcji i niepewności obliczeń.
- DRAGON, MCNP i modele transportu neutronów: po co reaktorom kody obliczeniowe
DRAGON, MCNP, OpenMC i Serpent: transport neutronów, kody sieciowe, Monte Carlo, modelowanie reaktorów i obliczenia rdzenia.
- IAPWS-IF97 i własności pary wodnej w obiegach jądrowych
IAPWS-IF97: własności wody i pary, cykl Rankine'a, punkt pary, skraplacz, suchość pary i bilans mocy bloku jądrowego.
Modele podmuchu i konstrukcji
- Od nadciśnienia do impulsu: praktyczne modele Kingery-Bulmash, Brode i CONWEP
Modele Kingery-Bulmash, Brode i CONWEP: odległość skalowana, nadciśnienie, impuls, fala odbita i historia Friedlandera.
- Mach stem i wysokość wybuchu: pomiary mikrofonowe, szybka kamera i symulacja
Odbicie fali, punkt potrójny, czas przybycia, impuls, szybka kamera i walidacja modeli wysokości wybuchu.
- Pressure-Impulse i model SDOF: dlaczego konstrukcje nie reagują tylko na pik ciśnienia
Pik ciśnienia, impuls fali odbitej, ugięcie, DLF, duktylność i uproszczona analiza konstrukcji.
Kwantowe zaplecze fizyki jądrowej
- Kwantowe podstawy radiometrii: Planck, fotoefekt, Compton i widma rentgenowskie
Planck, fotoefekt, efekt Comptona, promieniowanie hamowania, linie X i interpretacja widm w radiometrii.
- Efekt Comptona jako narzędzie rozumienia widm gamma
Efekt Comptona w spektrometrii gamma: kontinuum, krawędź Comptona, pik wstecznego rozproszenia, NaI(Tl), HPGe i interpretacja widm.
- Promieniowanie hamowania i promieniowanie charakterystyczne: skąd biorą się linie X
Promieniowanie hamowania i charakterystyczne linie X: lampy rentgenowskie, źródła beta-X, osłony i analiza XRF.
- De Broglie, dyfrakcja neutronów i granica intuicji klasycznej
Fala de Broglie'a, dyfrakcja elektronów i neutronów, warunek Bragga, neutronografia i granice intuicji klasycznej.
- Tunelowanie kwantowe i rozpad alfa
Bariera Coulomba, wartość Q, półokres, widmo alfa i probabilistyczny opis emisji cząstki alfa.
- Krzywa energii wiązania jako wspólny język rozszczepienia i syntezy
Krzywa energii wiązania na nukleon: defekt masy, energia separacji, wartość Q, rozszczepienie ciężkich jąder i synteza lekkich.
Bezpieczeństwo i infrastruktura
- Bezpieczeństwo obiektów cyklu paliwowego według IAEA SSR-4
IAEA SSR-4 dla obiektów cyklu paliwowego: safety case, obrona w głąb, krytyczność, confinement, chemia, pożar, odpady i likwidacja.
- Safeguards jako metrologia: rachunek materiałowy, inspekcje i monitoring obiektów jądrowych
Safeguards IAEA jako metrologia jądrowa: księgowość materiałowa, MUF, inspekcje, NDA/DA, monitoring i containment and surveillance.
- Norweska rakieta 1995 i problem fałszywych alarmów jądrowych
Incydent z norweską rakietą badawczą z 1995 roku pokazuje, jak obiekt cywilny, radar, komunikacja i presja czasu mogą utworzyć fałszywy alarm jądrowy.
- John Coster-Mullen i rekonstrukcja Little Boy/Fat Man jako źródło historyczne
Nuclear archaeology, rekonstrukcje Little Boy/Fat Man, dokumenty, artefakty, triangulacja i krytyka źródeł.
Technologie i konteksty pokrewne
- Projekt Plowshare i pokojowe wybuchy jądrowe
Project Plowshare: pokojowe wybuchy jądrowe, roboty ziemne, skażenie środowiska i upadek wizji technicznego użycia bomb.
- Tokamak i kontrolowana synteza termojądrowa
Tokamak i stellarator rozwiązują ten sam problem na dwa różne sposoby: jak utrzymać gorącą plazmę do syntezy pod kontrolą.
- Odporność konstrukcji na wybuch: ściany, słupy i stropy w przestrzeni nadciśnienie-impuls
Odporność na wybuch nie sprowadza się do grubszej ściany. O przetrwaniu decydują nadciśnienie, impuls, detal połączeń i kontrola ścieżki zniszczenia.
Biblioteka i źródła
- Archiwum źródeł zewnętrznych i kopie lokalne
Archiwum źródeł zewnętrznych: dokumenty techniczne, raporty, artykuły naukowe, materiały dydaktyczne i lokalne kopie źródeł.
- II Szkoła Energetyki Jądrowej, 2009
Referaty o energetyce jądrowej, cyklu paliwowym, infrastrukturze, bezpieczeństwie i polskim programie jądrowym.
- Revisiting South Africa’s Nuclear Weapons Program, 2016
Revisiting South Africa’s Nuclear Weapons Program: bibliografia NOTES o RPA, proliferacji, demontażu arsenału i weryfikacji IAEA.