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Insegnamento
IMPIANTI NUCLEARI A FISSIONE E A FUSIONE
INL1000766, A.A. 2019/20
Informazioni valide per gli studenti immatricolati nell'A.A. 2019/20
Dettaglio crediti formativi
Tipologia |
Ambito Disciplinare |
Settore Scientifico-Disciplinare |
Crediti |
CARATTERIZZANTE |
Ingegneria energetica e nucleare |
ING-IND/19 |
9.0 |
Organizzazione dell'insegnamento
Periodo di erogazione |
Secondo semestre |
Anno di corso |
I Anno |
Modalità di erogazione |
frontale |
Tipo ore |
Crediti |
Ore di didattica assistita |
Ore Studio Individuale |
LEZIONE |
9.0 |
72 |
153.0 |
Inizio attività didattiche |
02/03/2020 |
Fine attività didattiche |
12/06/2020 |
Visualizza il calendario delle lezioni |
Lezioni 2019/20 Ord.2014
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Commissioni d'esame
Commissione |
Dal |
Al |
Membri |
12 A.A. 2019/2020 |
01/10/2019 |
30/11/2020 |
ZOLLINO
GIUSEPPE
(Presidente)
GNESOTTO
FRANCESCO
(Membro Effettivo)
BETTINI
PAOLO
(Supplente)
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11 A.A. 2018/19 |
01/10/2018 |
30/11/2019 |
ZOLLINO
GIUSEPPE
(Presidente)
GNESOTTO
FRANCESCO
(Membro Effettivo)
BETTINI
PAOLO
(Supplente)
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Prerequisiti:
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Conoscenze di base di analisi matematica, fisica, chimica |
Conoscenze e abilita' da acquisire:
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Conoscenza dei principali aspetti di fisica, ingegneria ed economia delle centrali nucleari a fissione e delle future centrali a fusione |
Modalita' di esame:
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Prova scritta articolata in 3 o 4 domande a risposta aperta |
Criteri di valutazione:
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La prova scritta servirà a valutare quanto lo studente abbia assimilato gli aspetti peculiari (fisica, ingegneria ed economia) delle varie fasi del ciclo del nucleare a fissione ed i principi fisici e gli aspetti tecnologici della fusione |
Contenuti:
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Nascita e sviluppo dell'industria nucleare; situazione attuale e collocazione nello scenario energetico mondiale.
Struttura microscopica della materia: atomi, nuclei e loro proprietà, forza nucleare. Il decadimento radioattivo: decadimento alfa, beta e diseccitazione nucleare, raggi γ e raggi x. Sorgenti di radiazioni: cenni alle sorgenti isotopiche, macchine radiogene, acceleratori di particelle, sorgenti di neutroni. Interazione della radiazione ionizzante con la materia: principali meccanismi di interazione della radiazione carica e neutra con la materia, dose e grandezze dosimetriche correlate, effetti biologici delle radiazioni, principi di radioprotezione. Radioattività ambientale: componenti e metodi di misura. Reazioni nucleari: generalità, sezione d'urto, reazioni indotte da neutroni e da particelle cariche, fissione e fusione nucleare. Fisica della fissione nucleare: neutroni pronti e ritardati; tasso di reazione; flusso neutronico; sezioni d’urto; neutroni veloci e neutroni termici; mezzi moltiplicanti; il riflettore; il rallentamento; i moderatori; le risonanze di cattura; Il tasso di irraggiamento (burn-up).
Fisica del reattore: reazione a catena; criticità; moderazione; formula a 4 e 6 fattori; controllo di reattività e retroazioni. I reattori termici: caratteristiche fondamentali delle filiere ad acqua leggera (PWR, BWR). I reattori di nuova generazione: reattori di generazione III+ (EPR) ed i reattori veloci autofertilizzanti di generazione IV. L'ingegneria del sistema nucleare: elementi base del sistema nucleare; caratteristiche di controllo; parte nucleare e parte convenzionale. Elementi di sicurezza negli impianti nucleari: obiettivi e principi fondamentali; criteri di sicurezza nucleare; principali sistemi di sicurezza (attivi, passivi). Cenni sui problemi di progettazione: garanzia di qualità in campo nucleare; vincoli normativi; problemi termomeccanici negli impianti nucleari. Il ciclo del combustibile nucleare: ciclo aperto e ciclo chiuso; fasi fondamentali del ciclo; metodi di arricchimento del combustibile; fabbricazione; immagazzinamento, trasporto e trattamento del combustibile esaurito; confinamento temporaneo e definitivo. L'economia del sistema nucleare: peculiarità dei costi elettronucleari; costi di produzione dell'energia.
L'ingegneria del reattore a fusione a confinamento magnetico: i magneti superconduttori, la prima parete ed il divertore, il blanket, il riscaldamento del plasma, il sostegno della corrente di plasma. Gli esperimenti ITER ed IFMIF ed il reattore prototipo DEMO. I modelli europei di reattore commerciale. Previsione di costi delle future centrali a fusione. |
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento:
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L'insegnamento viene erogato con lezioni frontali ed alcuni seminari su aspetti più specifici |
Eventuali indicazioni sui materiali di studio:
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Oltre ai testi di riferimento indicati, sono distribuiti a lezione altri materiali di studio: slides, documenti e dispense monografiche |
Testi di riferimento: |
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Carlo Lombardi, Impianti nucleari. Milano: edizioni Polipress, --.
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Maurizio Cumo, Impianti nucleari. Roma: edizioni Università la Sapienza, --.
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Didattica innovativa: Strategie di insegnamento e apprendimento previste
- Lecturing
- Case study
- Questioning
- Files e pagine caricati online (pagine web, Moodle, ...)
Didattica innovativa: Software o applicazioni utilizzati
- Moodle (files, quiz, workshop, ...)
Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
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