31401 - FONDAMENTI E APPLICAZIONI DELL'ENERGIA NUCLEARE T

Anno Accademico 2021/2022

  • Docente: Emanuele Ghedini
  • Crediti formativi: 6
  • SSD: ING-IND/18
  • Lingua di insegnamento: Italiano
  • Modalità didattica: Convenzionale - Lezioni in presenza
  • Campus: Bologna
  • Corso: Laurea Magistrale in Ingegneria energetica (cod. 0935)

    Valido anche per Laurea in Ingegneria energetica (cod. 0924)

Conoscenze e abilità da conseguire

Fondamenti dell'ingegneria delle radiazioni e dei plasmi con introduzione alle principali applicazioni nel settore energetico, industriale-tecnologico e biologico-biomedico.

Contenuti

  1. Cenni di fisica nucleare e reazioni nucleari indotte da neutroni: stabilità ed energia di legame, sezioni d'urto, fissione nucleare, cattura neutronica, scattering elastico e anelastico.
  2. Reazione a catena di fissione: formula dei quattro fattori, criticità, effetto dei neutroni ritardati, tipologia di reattori nucleari.
  3. Teoria della diffusione neutronica: derivazione e applicabilità, condizioni al controno e di interfaccia, soluzione in mezzi non moltiplicanti, lunghezza di migrazione, criticità in rettore nudo omogeneo, riflettori, omogeneizzazione delle sezioni d'urto, barre di controllo.
  4. Spettro neutronico: spettro neutronico in mezzi infiniti, metodo multigruppo in mezzi infiniti, cenni sul trattamento delle risonanze, diffusione multigruppo.
  5. Cinetica del reattore: neutroni ritardati, cinetica punto, coefficienti di reattività.
  6. Burnup del combustibile: composizione del combustile durante il ciclo di vita, effetto del Samario e Xenon, fertilizzazione, riprocessamento del combustibile, cenni su rifiuti radioattivi.
  7. Tipologie di reattori: PWR, BWR, HWR, GCR, LMFBR, reattori di III e IV generazione, progettazione di massima.
  8. Sicurezza dei reattori nucleari.
  9. Fusione nucleare: reazioni di fusione, bilancio di potenza in un reattore a fusione.
  10. Fisica dei plasmi: concetti e grandezze di base, moto di particelle singole, collisioni coulombiane, modello a due fluidi, equazioni dell magnetofluidodinamica, equilibrio MHD, tipologie di reattori a fusione.
 

Testi/Bibliografia

B. Montagnini - Lezioni di Fisica del Reattore Nucleare - Università di Pisa, 1983 (disponibile su AMS Campus)

J.R. Lamarsh, Introduction to Nuclear Reactor Theory, Addison-Wesley, 1966

Weston M. Stacey, Nuclear Reactor Physics, WILEY-VCH, 2007

M. Cumo, Impianti Nucleari, Università La Sapienza, 2012

Jeffrey P. Freidberg, Plasma Physics and Fusion Energy, Cambridge University Press, 2007

Metodi didattici

Lezioni teoriche, uso di codici didattici su MATLAB.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Prova scritta con domande su aspetti teorici, sulle tecnologie nucleari e esercizi.

Strumenti a supporto della didattica

Materiale didattico a disposizione degli studenti su IOL

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Emanuele Ghedini

SDGs

Energia pulita e accessibile

L'insegnamento contribuisce al perseguimento degli Obiettivi di Sviluppo Sostenibile dell'Agenda 2030 dell'ONU.