Ядерная энергетика и теплофизика — бакалавриат (14.03.01). Что такое «теплофизика Ядерная энергетика и теплофизика специальность
Что такое «ТЕПЛОФИЗИКА»
О специальности ТЕПЛОФИЗИКА, изучаемой в МЭИ на кафедре Инженерной теплофизики.
Чтобы разобраться, чему учат на кафедре ИНЖЕНЕРНОЙ ТЕПЛОФИЗИКИ МЭИ (ТУ), необходимо выяснить, что же такое «ТЕПЛОФИЗИКА».
Слово «теплофизика» часто расшифровывают как «область физики, исследующая и изучающая тепловые процессы».
Примеры тепловых процессов: горение топлива; нагрев/охлаждение теплоносителя и рабочих поверхностей; кипение/конденсация; излучение световой энергии нагретым телом.
Все перечисленные процессы являются основными, базовыми процессами производственных циклов ТЭС, АЭС, ТЭЦ. Их знание помогает повысить эффективность и производительность энергетического оборудования, автоматизировать и контролировать производственный цикл, предсказывать развитие экстремальных ситуаций, разрабатывать новые изоляционные/теплопередающие материалы и теплоносители с заранее заданными свойствами.
Однако знание особенностей протекания тепловых процессов необходимо и для задач самолето- и ракетостроения, космической техники и автоматики. Например, задача движения спутника в плотных слоях атмосферы или задача эффективного охлаждения быстродействующего процессора. Поэтому теплофизиков готовят также в МИФИ, МАИ, МВТУ им. Баумана. Разумеется, со своей специализацией и направленностью.
В Московском энергетическом институте готовят ТЕПЛОФИЗИКОВ, специализирующихся на решении задач ЭНЕРГЕТИКИ.
В строю энергетиков теплофизиков можно по праву приравнять к «войскам СТРАТЕГИЧЕСКОГО назначения». Их цель – работать над фундаментальными вопросами развития и совершенствования энергетической отрасли, определять её будущее на десятилетия вперед. Термоядерный реактор, водородное топливо, плазменные генераторы – все это «обычные» текущие темы исследований теплофизиков.
По этой же аналогии специалистов ИНЖЕНЕРНОЙ теплофизики можно сравнить с «мобильными войсками БЫСТРОГО реагирования». Их задача – работа над проблемами и вопросами сегодняшнего дня и ближайшего будущего, внедрение и адаптация уже имеющихся научных результатов и разработок, поддержание энергетической отрасли на современном уровне.
Совершенствуется компьютерная техника – совершенствуются расчетные программы тепловых циклов; развиваются сетевые технологии – развиваются и внедряются системы автоматизации, измерения и диагностики; появляются новые материалы (композиты, углеродные трубки, пористые покрытия) – определяются их теплофизические свойства (теплопроводность, теплоемкость, температура плавления, точки фазовых переходов), анализируются пути практического использования в энергетических установках.
Таким образом, «инженерные» теплофизики заняты ПРИКЛАДНЫМИ задачами, для решения которых необходимо фундаментальное, базовое физическо-математическое образование плюс высококлассная инженерная подготовка.
Часто специальность «ТЕПЛОФИЗИКА» называют «сложной» специальностью: напряженная, интенсивная учеба; творческая, ответственная работа. Хотя, думается, профессия архитектора или хирурга не менее сложна и ответственна.
Помните, что любые трудности в освоении специальности преодолимы, если она выбрана ОСОЗНАННО. Смотрите, спрашивайте, узнавайте, думайте: решать Вам.
Где работают теплофизики МЭИ?
Теплофизики МЭИ работают в КБ и ОКБ (опытно-конструкторское бюро), НИИ и Федеральных научных центрах, коммерческих компаниях и на государственных предприятиях.
В 70-е годы кафедра Инженерной теплофизики МЭИ выпускала в год 60-70 инженеров. Все они практически сразу же оправлялись работать на оборонный комплекс страны или разбирались атомной промышленностью. «Мирным» технологиям приходилось скромно стоять в стороне (подробнее смотри «История кафедры ИТФ» http://itf.mpei.ac.ru/history/history.htm). Изменилось время изменились условия и задачи.
Но осталось главное: специалист –ТЕПЛОФИЗИК по прежнему:
1) инженер высокой квалификации, способный решать нестандартные технические задачи, модернизировать и обновлять имеющееся оборудование, осваивать и создавать новое;
2) ученый-исследователь, разрабатывающий и внедряющий новые технологии и материалы; изучающий, оптимизирующий и контролирующий технологические процессы.
Именно поэтому теплофизики МЭИ одинаково успешно работают как в коммерческих фирмах, занятых сферой кондиционирования и климат-контроля, так и в транснациональных энергетических корпорациях, охватывающих пол мира.
УНИВЕРСАЛЬНЫХ специалистов, подобных специалистам-теплофизикам, выпускаемым кафедрой Инженерной теплофизики МЭИ, не хватает. Для современной промышленности и производства их мало, очень мало. Именно поэтому наши выпускники на рынке труда чувствуют себя УВЕРЕННО: их знания и умения востребованы, они нужны, их ценят, им доверяют.
Работы – непочатый край.
Включай компьютер, приступай.
(из студенческих песен «О главном»)
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
ИНСТИТУТ ТЕПЛОВОЙ И АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ (ИТАЭ) ____________________________________________________________________ _______________________________________
Направление подготовки: 140700 Ядерная энергетика и теплофизика
Магистерская программа: Прикладная физика плазмы и управляемый термоядерный синтез
Квалификация (степень) выпускника: магистр
Форма обучения: очная
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
"Статистическая физика и квантовые явления"
Цикл: | общенаучный | |
Часть цикла: | ||
№ дисциплины по учебному плану: | ||
Часов (всего) по учебному плану: | ||
Трудоемкость в зачетных единицах: | 1 семестр |
|
Лекции | 36 часов | 1 семестр |
Практические занятия | 18 часов | 1 семестр |
Лабораторные работы | ||
Расчетные задания, рефераты | ||
Объем самостоятельной работы по учебному плану (всего) | 54 часа | |
Экзамены | 1 семестр |
|
Курсовые проекты (работы) |
Москва - 2011
1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Целью дисциплины является изучение современных приемов и методов исследования статистических и квантомеханических физических систем.
По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:
· к самостоятельному обучению новым методам исследования, к изменению научного и научно-производственного профиля своей профессиональной деятельности , к изменению социокультурных и социальных условий деятельности (ОК - 2);
· самостоятельно приобретать и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности, расширять и углублять своё научное мировоззрение, в том числе с помощью информационных технологий (ОК-6);
Задачами дисциплины являются:
· ознакомить обучающихся с основными современными методами исследования статистических и квантомеханических физических систем;
· дать представления о наиболее распространенных квантомехнических и статистических закономерностях и явлениях.
2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО
Дисциплина относится к вариативной части общенаучного цикла М.1 программы подготовки магистров «Прикладная физика плазмы и управляемый термоядерный синтез» направления 140700 «Ядерная энергетика и теплофизика».
Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: «Физики (общая)», «Математика», «Техническая термодинамика», «Электродинамика систем заряженных частиц».
Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при изучении дисциплин «Излучательные свойства и спектроскопия низкотемпературной плазмы», «Кинетика низкотемпературной плазмы», «Физические основы водородной и других видов альтернативной энергетики ».
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен.
5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Лекционные занятия могут проводиться, как в традиционной форме, так и в форме лекций с использованием компьютерных презентаций, проблемных лекций (с постановкой в начале занятия какой-либо проблемы с дальнейшим изложением различных путей ее решения.
Практические проводятся в традиционной форме.
Самостоятельная работа включает: подготовку к лекционным занятиям, контрольным работам , выполнение домашних заданий, подготовку и оформление реферата, подготовку к зачету, экзамену.
6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Для текущего контроля успеваемости используются контрольные работы, устный опрос, презентация реферата.
Аттестация по дисциплине – экзамен.
Оценка за освоение дисциплины, определяется как 0,3´(среднеарифметическая оценка за контрольные работы) + 0,2´оценка за реферат + 0,5´оценка на экзамене.
7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
7.1. Литература:
а) основная литература:
1. Савельев оптика, Атомная физика. М:Лань, 2007, 320 с.
2. Блохинцев квантовой механики, СПб:Лань, 2004, 677 с.
3. , Питаевский механика, М.:Физматгиз 2002, 808 c.
4. , Коган по квантовой механике, М.: Эдиториал УРСС, 2001, 304 с.
5. Р. Фейнман, Р. Лейтон, М. Сэндс. Фейнмановские лекции по физике. Т.8,9 М.: Едиториал УРСС, 2010, 526 с.
6. , . Электродинамика сплошных сред. М.: Физматлит, 2003, 656 с.
7. Задачи по термодинамике и статистической физике. Под ред. П. Ландсберга. М.: «Мир», 1974, 640 с.
б) дополнительная литература:
1. Ч. Киттель. Элементарная статистическая физика. М.: Изд. Ин. Лит, 1960, 278 с.
2. , . Сборник задач по теоретической физике. М.: «Высшая школа», 1984, 319 с.
7.2. Электронные образовательные ресурсы:
www. *****; nrc. *****
8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций лекций и показа учебных фильмов.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО по направлению подготовки 140700 «Ядерная энергетика и теплофизика» и магистерской программы «Прикладная физика плазмы и управляемый термоядерный синтез».
ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:
к. т.н., доцент
"УТВЕРЖДАЮ":
Зав. кафедрой ОФиЯС
- Бакалавриат
- 14.03.01 Ядерная энергетика и теплофизика
- 14.03.02 Ядерные физика и технологии
- Специалитет
- 14.05.01 Ядерные реакторы и материалы
- 14.05.02 Атомные станции: проектирование, эксплуатация и инжиниринг
- 14.05.03 Технологии разделения изотопов и ядерное топливо
Будущее отрасли
Одним из символов нового экологического общества станет атомная энергетика, способная обеспечить стабильные цены на электричество и минимальное воздействие на окружающую среду: выброс парниковых газов и канцерогенных веществ, характерных для угольных и мазутных станций, все еще составляющих значительную долю традиционной энергетики. Атомных электростанций в мире будет больше, при этом уровень их безопасности будет существенно выше.
«Росатом» констатировал по итогам 2011 г. увеличение с 12 до 21 количества зарубежных заказов на российские атомные энергоблоки. Всего в мире до 2030 г. будет построено примерно 400–450 ГВт новых мощностей атомной энергетики.
Три фактора определяют дальнейшее развития атомной энергетики. Во-первых, исчерпаемость углеводородных ресурсов. Эксперты «British Petroleum» дали прогноз развития добычи углеводородов в XXI веке. Нефти хватит на 46 лет (в России – на 21 год), газа – на 59 лет (в России – на 76 лет). В то же время ожидается, что глобальное потребление энергоресурсов к 2030 г. увеличится на 60%.
Во-вторых, загрязненность окружающей среды диктует необходимость переключения на «щадящую» энергетику. Продолжающееся потепление оборачивается повышением уровня океана, катастрофическими ураганами и, как ни парадоксально, похолоданием в отдельные зимние месяцы из-за нарушения естественных балансов. Поэтому атомная энергетика пока остается одним из самых реальных вариантов развития человечества.
Третий аргумент – экономический. Экономическая привлекательность этого вида энергетики сохраняется благодаря быстрой окупаемости, а рекордный в сравнении с другими видами теплоцентралей коэффициент использования установленных мощностей (порядка 80%), что делает атомную энергетику самым надежным компонентом промышленного развития.
В недалеком будущем будет создан Реактор на быстрых нейтронах и освоены Технологии ториевого цикла
Профессии будущего
- Инженер по модернизации систем энергогенерации
- Метеоэнергетик
- Инженер систем рекуперации
Сейчас в вузах можно получить близкую специальность по профилям
- Проектирование и эксплуатация атомных станций
- Радиационная безопасность
- Системы контроля и управления АС
Описание
Учебная программа по специальности состоит из физико-математического блока дисциплин и блока профессиональных предметов. В рамках первого блока молодые люди изучают интегральное и дифференциальное исчисление, инженерную графику и начертательную геометрию, методы линейной алгебры и аналитической геометрии, математическую статистику и теорию вероятности. В рамках второго – прикладную физику, материаловедение, механику, экспериментальные методы исследований, технологию конструкционных материалов, электронику и электротехнику, управление и организацию производством, сертификацию и стандартизацию.
Кем работать
Бакалавры по специальности «Ядерная энергетика и теплофизика» выбирают прикладное направление работы, преподавательскую или научно-исследовательскую деятельность. В первом случае они трудоустраиваются на электростанции или в организации, которые занимаются обслуживанием энергетических установок, и претендуют на должности технолога, физика-ядерщика, инженера-теплофизика, инженера-энергетика, инженера по системам отопления, теплоэнергетика.Во втором случае, становятся учителями физики, преподавателями профильных дисциплин в различных учреждениях образования. В третьем – работают в экспериментальных лабораториях, научно-исследовательских институтах на должностях лаборанта или младшего научного сотрудника. Также они могут продолжить образование, выбрав схожее направление в магистратуре и аспирантуре, в том числе и за рубежом.