B4991 - FISICA DEI REATTORI NUCLEARI T

Conoscenze e abilità da conseguire

L'insegnamento fornisce agli studenti le competenze fisico-matematiche per l'analisi dei reattori nucleari a fissione in termini di moltiplicazione e migrazione dei neutroni e la loro interazione con la materia. Viene analizzata l'evoluzione delle tipologie di reattori nucleari, dal progetto Manhattan fino alla IV generazione, fornendo anche una introduzione di base alla fusione termonucleare controllata. Al termine dell'insegnamento lo studente è in grado di comprendere le caratteristiche delle varie tipologie di reattori nucleari e di valutarne il ruolo nel contesto energetico globale con particolare riferimento alle tematiche di sostenibilità, economicità, sicurezza e affidabilità.

Contenuti

I. Fisica del Reattore Nucleare (3 CFU) - Elementi di fisica e matematica per la modellazione dei fenomeni di trasporto, rallentamento e cinetica dei neutroni all'interno del nocciolo di un reattore nucleare a fissione.

1. Teoria della Diffusione Neutronica
2. Distribuzione Energetica dei Neutroni
3. Dinamica del Reattore Nucleare
4. Ciclo del Combustibile

II. Storia ed Evoluzione dei Reattori Nucleari  (2 CFU) - Panoramica storica sulla evoluzione dei reattori nucleari fino alla IV generazione, reattori per applicazioni speciali e analisi degli incidenti.

1. Progetto Manhatthan
2. Reattori di Gen III e III+ (PWR, BWR, HWR, GCR, LMFBR, ABWR, APWR), Gen IV, SMR e AMR
3. Reattori speciali (e.g. applicazioni aerospaziali)
4. Incidenti Nucleari

III. Introduzione alla Fusione Nucleare (1 CFU) - Elementi di base di fisica della fusione nucleare e di tecnologie per i reattori a confinamento magnetico. 

1. Bilancio di Potenza da Fusione
2. Cenni di Magnetofluidodinamica e Confinmento Magnetico
3. Reattori e Tecnologie per la Fusione

Testi/Bibliografia

Weston M. Stacey, Nuclear Reactor Physics, 3rd Edition, 2018, ISBN: 978-3-527-81230-1

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

 Handbook of Generation IV Nuclear Reactors - A Guidebook, Woodhead Publishing Series in Energy, Second Edition, 2023

R. Serber, The Los Alamos primer : the first lectures on how to build an atomic bomb, University of California Press; First Edition (March 2, 1992)

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Metodi didattici

Lezioni frontali, esercitazioni numeriche guidate

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Prova scritta sulla teoria e domande aperte sui vari aspetti della fisica del reattore. Eventuale esame orale (alternativo o integrativo) a discrezione del docente. 

L'elenco di tutte le domande che potranno essere poste durante l'esame sarà publlicato a fine corso. 

 

Strumenti a supporto della didattica

Il programma dettagliato per ogni lezione con riferimenti ai capitoli dei testi, sarà reso disponibile agli studenti durante l'insegnamento.

Slide del Docente.

Database ufficiali, codici MATLAB e software.  

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Emanuele Ghedini