- Docente: Jorge Eduardo Fernandez
- 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)
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 allanalisi 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
Proiettore; proiettore per lucidi; conferenze di esperti;
laboratorio di radiazioni.
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Orario di ricevimento
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