Horst-Michael Prasser: Katalogdaten im Frühjahrssemester 2020

Name	Herr Prof. em. Dr. Horst-Michael Prasser
Lehrgebiet	Kernenergiesysteme
E-Mail	prasser@lke.mavt.ethz.ch
Departement	Maschinenbau und Verfahrenstechnik
Beziehung	Professor emeritus

Nummer	Titel	ECTS	Umfang	Dozierende
151-0156-00L	Safety of Nuclear Power Plants	4 KP	2V + 1U	H.‑M. Prasser, V. Dang, L. Podofillini
Kurzbeschreibung	Knowledge about safety concepts and requirements of nuclear power plants and their implementation in deterministic safety concepts and safety systems. Knowledge about behavior under accident conditions and about the methods of probabilistic risk analysis and how to handle results. Introduction into key elements of the enhanced safety of nuclear systems for the future.
Lernziel	Deep understanding of safety requirements, concepts and system of nuclear power plants, knowledge of deterministic and probabilistic methods for safety analysis, aspects of nuclear safety research, licensing of nuclear power plant operation. Overview on key elements of the enhanced safety of nuclear systems for the future.
Inhalt	(1) Introduction into the specific safety issues of nuclear power plants, main facts of health effects of ionizing radiation, defense in depth approach. (2) Reactor protection and reactivity control, reactivity induced accidents (RIA). (3) Loss-of-coolant accidents (LOCA), emergency core cooling systems. (4) Short introduction into severe accidents (Beyond Design Base Accidents, BDBA). (5) Probabilistic risk analysis (PRA level 1,2,3). (6) Passive safety systems. (7) Safety of innovative reactor concepts.
Skript	Script: Hand-outs of lecture slides will be distributed Audio recording of lectures will be provided Script "Short introduction into basics of nuclear power"
Literatur	S. Glasston & A. Sesonke: Nuclear Reactor Engineering, Reactor System Engineering, Ed. 4, Vol. 2., Chapman & Hall, NY, 1994
Voraussetzungen / Besonderes	Prerequisites: Recommended in advance (not binding): 151-0163-00L Nuclear Energy Conversion
151-0160-00L	Nuclear Energy Systems	4 KP	2V + 1U	H.‑M. Prasser, P. Burgherr, I. Günther-Leopold, W. Hummel, T. Kämpfer, T. Kober, X. Zhang
Kurzbeschreibung	Kernenergie und Nachhaltigkeit, Urangewinnung, Urananreicherung, Kernbrennstoffherstellung, Wiederaufarbeitung ausgedienter Brennelemente, Entsorgung von radioaktivem Abfall, Lebenszyklusanalyse, Energie- und Stoffbilanzen von Kernkraftwerken.
Lernziel	Die Studenten erhalten einen Überblick über die physikalisch-chemischen Grundlagen, die technologischen Prozesse und die Entwicklungstrends in Bereich der gesamten nuklearen Energieumwandlungskette. Sie werden in die Lage versetzt, die Potentiale und Risiken der Einbettung der Kernenergie in ein komplexes Energiesystem einzuschätzen.
Inhalt	(1) Überblick über den kosmischen und geologischen Ursprung von Uranvorkommen, Methoden des Uranbergbaus, der Urangewinnung aus dem Erz, (2) Urananreicherung (Diffusionszellen, Ultrazentrifugen, alternative Methoden), chemische Konvertierung Uranoxid - Fluorid - Oxid, Brennelementfertigung, Abbrand im Reaktor. (3) Wiederaufarbeitung abgebrannter Brennelemente (hydro- und pyrochemisch) einschliesslich der modernen Verfahren der Tiefentrennung hochaktiver Abfälle, Methoden der Minimierung von Menge und Radiotoxizität des nuklearen Abfalls, (4) Entsorgung von Nuklearabfall, Abfallkategorien und -herkunft, geologische und künstliche Barrieren in Tiefenlagern und deren Eigenschaften, Projekt für ein geologisches Tiefenlager für radioaktive Abfälle in der Schweiz, (5) Methoden zur Ermittlung der Nachhaltigkeit von Energiesystemen, Masse der Nachhaltigkeit, Vergleich der Kernenergie mit anderen Energieumwandlungstechnologien, Umwelteinfluss des Kernenergiesystems als Ganzes, spezieller Aspekt CO2-Emissionen, CO2-Reduktionskosten. Die Materialbilanzen unterschiedlicher Varianten des Brennstoffzyklus werden betrachtet.
Skript	Vorlesungsfolien werden verteilt und in digitaler Form bereit gestellt.
151-0170-00L	Computational Multiphase Thermal Fluid Dynamics	4 KP	2V + 1U	H.‑M. Prasser, A. Dehbi, B. Niceno
Kurzbeschreibung	The course deals with fundamentals of the application of Computational Fluid Dynamics to gas-liquid flows as well as particle laden gas flows including aerosols. The course will present the current state of art in the field. Challenging examples, mainly from the field of nuclear reactor safety, are discussed in detail.
Lernziel	Fundamentals of 3D multiphase flows (Definitions, Averages, Flow regimes), mathematical models (two-fluid model, Euler-Euler and Euler-Lagrange techniques), modeling of dispersed bubble flows (inter-phase forces, population balance and multi-bubble size class models), turbulence modeling, stratified and free-surface flows (interface tracking techniques such as VOF, level-sets and variants, modeling of surface tension), particulate and aerosol flows, particle tracking, one and two way coupling, random walk techniques to couple particle tracking with turbulence models, numerical methods and tools, industrial applications.
151-1053-00L	Thermo- and Fluid Dynamics	0 KP	2K	P. Jenny, R. S. Abhari, K. Boulouchos, G. Haller, C. Müller, N. Noiray, D. Poulikakos, H.‑M. Prasser, T. Rösgen, A. Steinfeld
Kurzbeschreibung	Current advanced research activities in the areas of thermo- and fluid dynamics are presented and discussed, mostly by external speakers. The talks are public and open also for interested students.
Lernziel	Knowledge of advanced research in the areas of thermo- and fluid dynamics
Inhalt	Current advanced research activities in the areas of thermo- and fluid dynamics are presented and discussed, mostly by external speakers.
151-1906-00L	Multiphase Flow	4 KP	3G	H.‑M. Prasser
Kurzbeschreibung	Grundlagen zu mehrphasigen Systemen, insbesondere Gas-Flüssig, werden vermittelt. Die charakteristischen Merkmale von Mehrphasenströmungen und die Vorstellungen der Berechnungsmodelle werden zusammengefasst. Weiter wird auf die Rohrströmung, Filmströmung und Blasen-, res Tropfenströmung speziell eingegangen. Messmethoden werden vorgestellt und eine Zusammenfassung über CFD bei Mehrphasensystemen.
Lernziel	Die Vorlesung vermittelt ein Verständnis der Vorgänge in mehrphasigen Systemen und ermöglicht die Übertragung dieser Phänomene auf verschiedene technische Anwendungen. Aktuelle Beispiele und neue Entwicklungen werden aufgezeigt.
Inhalt	Die Lehrveranstaltung gibt einen Überblick über folgende Themengebiete, insbesondere Gas/Flüssigkeitssysteme: Grundlagen mehrphasiger Systeme, Rohrströmungen, Filme, Blasen und Blasensäulen, Tropfen, Messtechnik, Mehrphasensysteme im Mikrobereich, Numerische Verfahren für mehrphasige Strömungen.
Skript	Ein Skript ist vorhanden (in deutsch), teilweise englisch
Literatur	Kapitelweise wird Fachliteratur empfohlen.
Voraussetzungen / Besonderes	Die Grundlagen der Fluiddynamik werden vorausgesetzt.
151-2016-00L	Radiation Imaging for Industrial Applications	4 KP	2V + 1U	H.‑M. Prasser, R. Adams
Kurzbeschreibung	The course gives an overview of the physics and practical principles of imaging techniques using ionizing radiation such as X-rays, gamma photons, and neutrons in the context of various industrial (non-medical) challenges. This includes the interaction of radiation with matter, parameters affecting imaging performance, source and detector technology, image processing, and tomographic techniques.
Lernziel	Understanding of the principles and applicability of various radiation-based imaging techniques including radiography and tomography to various industrial challenges.
Inhalt	principles of radiation imaging; physics of interaction of radiation with matter (X-ray, gamma, neutron); X-ray source physics and technology; neutron source physics and technology; radiation detection principles; radiation detection as applied to imaging; radiography (image quality parameters, image processing); computed tomography (image reconstruction techniques, artifacts, image processing); overview of more exotic techniques (e.g. dual modality, fast neutrons, time of flight); general industrial applications, security applications; special issues in dynamic imaging and example applications; PET/PEPT imaging; nuclear energy applications
Skript	Lecture slides will be provided, as well as references for further reading
Literatur	- Wang, Industrial Tomography: Systems and Applications - Knoll, Radiation Detection and Measurement - Kak & Slaney, Principles of Computerized Tomographic Imaging
Voraussetzungen / Besonderes	Recommended courses (not binding): 151-0163-00L Nuclear Energy Conversion, 151-2035-00L, Radiobiology and Radiation Protection, 151-0123-00L, Experimental Methods for Engineers, MATLAB skills for exercises.