31401 - FONDAMENTI E APPLICAZIONI DELL'ENERGIA NUCLEARE T

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

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

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

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

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

 

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 Virtuale

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Emanuele Ghedini