34594 - IMPIANTI NON CONVENZIONALI PER LA PRODUZIONE DI ENERGIA M

Conoscenze e abilità da conseguire

Lo studente acquisisce conoscenze sull'impiantistica non convenzionale, alternativa ai combustibili fossili, per la produzione di energia su scala industriale ed in particolare di tipo elettronucleare, sia da fissione (reattori di tipo BWR, Boiling Water Reactors, PWR, Pressurized Water Reactor, ed altri innovativi) che da fusione nucleare, con particolare riferimento all'intero ciclo di vita dell'impianto e all'analisi di rischio.

Contenuti

Il corso e' diviso in due parti: cenni alla progettazione di sistemi nucleari (parte I) e illustrazione delle principali filere di impianto e di produzione combustibile (parte II).

Parte I:

1. L'energia nucleare nei reattori: produzione di energia, generalita' sui reattori nucleari di I,II,III  e IV generazione, cicli termodinamici, parametri di progetttazione termica e neutronica per un reattore nucleare; tasso di conversione e breeding;
2. Fissione e sorgenti di calore  nei reattori: fissione, reazione a catena, energia liberata; modello neutronico multiscala: cenni ai modelli di trasporto neutronico tridimensionali e cinetica punto.   Modelli con inserzioni di reattivita'  e sorgenti termiche negli schermi, nel combustibile e nel moderatore.
3. Lo scambio di calore nei reattori: modello termico multiscala: conduzione e convezione nel nocciolo tridimensionale e modello  punto per il trasporto di calore nel core, nel circuito primario e in quello secondario. Introduzione alla progettazione termica e studio di transitori per il modello punto termoidraulico.
4. Il sistema neutronico-termoidraulico dei reattori nucleari: interazione del core con i circuiti primari e secondari; studio del sistema accoppiato neutronico-termoidraulico con controreazione.

      Parte II:

1. Architettura dei sistemi nucleari: classificazione dei reattori; funzioni e sottosistemi principali; i reattori ad acqua legera (LWR); i reattori ad acqua pesante (HWR); i reattori a gas (Magnox, AGR, HTGR); i reattori veloci (FBR); i reattori innovativi e di Generation IV.
2. Il ciclo del combustibile: ciclo aperto e ciclo chiuso; il ciclo per i reattori HWR; il ciclo per i reattori veloci; l'arricchimento dell'uranio; la produzione di acqua pesante.

Testi/Bibliografia

Testo di riferimento:

Non è necessario l'acquisto di testi specifici. Sono disponibili note del docente con slide delle lezioni. Tale materiale è reperibile tramite username e password presso AMS Campus - AlmaDL - Università di Bologna.

Testi consigliati per approfondimenti:

M. Cumo, Impianti Nucleari, UTET, 1976
M. M. El-Wakil, Nuclear Power Engineering, McGraw-Hill, 1962
C. Lombardi, Impianti nucleari, CLUP, 2003
L.S.Tong, J.Weisman, Thermal analysis of pressurized water reactor, ANS, 1979
J.R. Lamarsh, Introduction to Nuclear Engineering, Addison-Wesley, 1976
E: Sobrero, Appunti delle lezioni tenute presso la facoltà di Ingegneria dell'Università di Bologna, 1975 e seg.

Metodi didattici

Lezioni convenzionali in aula.

Materiale didattico: il materiale didattico presentato a lezione verrà messo a disposizione dello studente in formato elettronico tramite internet. Tale materiale dovrebbe essere stampato e portato alla lezione.

Per ottenere il materiale didattico: http://campus.unibo.it/

Username e password sono riservati a studenti iscritti all'Università di Bologna.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

L'esame consiste in due prove: una scritta (parte I) e una orale (parte II)

L'esame scritto  consiste in una  prova con tre domande sugli argomenti della parte I:

1) una domanda  riguardante la neutronica su argomenti riportati nella sezione  2 (parte I): punteggio 0-5.

2) una domanda riguardante la termoidraulica  su argomenti riportati nella sezione 3 (parte I): punteggio 0-5.

3) una domanda riguardante l'accoppiamento termoidraulico su argomenti riportati nella sezione 4 (parte I): punteggio  0-6.

La prova orale verte sugli argomenti 1 e 2 della parte II: punteggio 0-16

 

Il voto finale è la somma dei due voti. Allo studente che supera il 30 verrà data la lode.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Sandro Manservisi

Consulta il sito web di Ruben Scardovelli