- 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)
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dal 23/02/2023 al 09/06/2023
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
Note a presentazioni reperibili nel sito web del corso; conferenze di esperti;
visita al laboratorio di radiazioni.
Link ad altre eventuali informazioni
Orario di ricevimento
Consulta il sito web di Jorge Eduardo Fernandez
SDGs
L'insegnamento contribuisce al perseguimento degli Obiettivi di Sviluppo Sostenibile dell'Agenda 2030 dell'ONU.