34627 - TRASPORTO DI PARTICELLE E DI RADIAZIONE M

Anno Accademico 2021/2022

  • Modalità didattica: Convenzionale - Lezioni in presenza
  • Campus: Bologna
  • Corso: Laurea Magistrale in Ingegneria energetica (cod. 0935)

Conoscenze e abilità da conseguire

Fornire gli strumenti per lo studio dei fenomeni di trasporto delle particelle cariche e dei fotoni nelle applicazioni tecnologiche e scientifiche, con particolare riferimento alle applicazioni biomediche ed all’analisi dei materiali, nonché alle macchine per la produzione di plasmi termonucleari.

Contenuti

Introduzione al trasporto

  • Il trasporto e la meccanica statistica del disequilibrio. Lo spazio delle fasi mu e gamma. Densità nello spazio delle fasi gamma. Teorema di Liouville. Derivata sostanziale.
  • Equazione di Liouville. Gerarchia di BBGKY. Funzioni distribuzione semplice, doppia, tripla, ecc; Approssimazioni: eq. di Boltzmann senza collisioni; eq. di Vlasov.
  • Applicazioni esemplificative allo studio della dinamica dei plasmi: eq. di Vlasov; Landau damping. Eq. di Boltzmann: termine di collisione di Boltzmann
  • Teorema H in assenza di forze esterne; proprietà di invarianza; Soluzione dell'’eq. di Boltzmann e funzione distribuzione Maxwelliana.
  • Teorema H con forze esterne; Il fattore di Boltzmann; alcuni paradossi; Eq. di Fokker-Planck
  • Esempi sull'equazione di Fokker-Plank. Applicazione a problemi specifici. Teorema di Onsager. Equazioni di Onsager. Proprietà dei coefficienti di Onsager.

Il trasporto dei neutroni

  • Generalità .
  • Il caso semplificato dei neutroni monoenergetici: l'equazione integrale del trasporto, l'equazione di diffusione, l'equazione dei telegrafisti; il caso stazionario, la correzione del trasporto; applicazioni.
  • Il caso generale: flusso angolare, equazione di Boltzmann per neutroni, la formulazione integro-differenziale, la formulazione integrale; meccanica dello scattering elastico e funzione di trasferimento; neutroni monoenergetici allo stato stazionario: soluzione con le trasformate integrali; il rallentamento dei neutroni: la variabile letargia, l'età  di Fermi, la densità di rallentamento; applicazioni.

Il trasporto dei fotoni

  • Equazione di Boltzmann integro-differenziale per fotoni; sua soluzione deterministica.
  • Interazione dei fotoni con la materia; scattering multiplo.
  • Metodi numerici nel trasporto di fotoni (il codice SHAPE).
  • Forma integrale della equazione di Boltmann per fotoni.
  • Complementi fuori programma d'esame: Equazione vettoriale del trasporto ed effetti della polarizzazione; sua soluzione deterministica; sua soluzione Monte Carlo (codice MCSHAPE).

Testi/Bibliografia

DISPENSE DEL DOCENTE
V. BOFFI: FISICA DEL REATTORE NUCLEARE, VOL. I - LA TEORIA DEL TRASPORTO DEI NEUTRONI, ED. PATRON, BOLOGNA 1974.
J. FERNANDEZ E V. MOLINARI. PHOTON TRANSPORT SPECTROSCOPY. ADV. SCIENCE AND ENGINEERING. VOL 22 PLENUM PRESS (1991).
SCAFFALE VIRTUALE

Metodi didattici

Lezioni teoriche, esercitazioni, conferenze di esperti, visite guidate.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Prove in itinere. Lo studente dovrà dimostrare di aver ben compreso i principi fondamentali trattati e dovrà saperli applicare a semplici problemi pratici.

Strumenti a supporto della didattica

Note a presentazioni reperibili nel sito web del corso; conferenze di esperti; visita al laboratorio di radiazioni.

Link ad altre eventuali informazioni

http://trasprad.ing.unibo.it

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Jorge Eduardo Fernandez

SDGs

Istruzione di qualità Parità di genere

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