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a Ciclo Unico
Scuola di Ingegneria
INGEGNERIA DELL'ENERGIA ELETTRICA
Insegnamento
IMPIANTI NUCLEARI A FISSIONE E A FUSIONE
INP3051652, A.A. 2017/18

Informazioni valide per gli studenti immatricolati nell'A.A. 2016/17

Principali informazioni sull'insegnamento
Corso di studio Corso di laurea magistrale in
INGEGNERIA DELL'ENERGIA ELETTRICA
IN1979, ordinamento 2014/15, A.A. 2017/18
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Crediti formativi 6.0
Tipo di valutazione Voto
Denominazione inglese NUCLEAR FISSION AND FUSION PLANTS
Dipartimento di riferimento Dipartimento di Ingegneria Industriale (DII)
Obbligo di frequenza No
Lingua di erogazione ITALIANO
Sede PADOVA
Corso singolo È possibile iscriversi all'insegnamento come corso singolo
Corso a libera scelta È possibile utilizzare l'insegnamento come corso a libera scelta

Docenti
Responsabile GIUSEPPE ZOLLINO ING-IND/31
Altri docenti FRANCESCO GNESOTTO ING-IND/31

Mutuante
Codice Insegnamento Responsabile Corso di studio
INL1000766 IMPIANTI NUCLEARI A FISSIONE E A FUSIONE GIUSEPPE ZOLLINO IN0528

Dettaglio crediti formativi
Tipologia Ambito Disciplinare Settore Scientifico-Disciplinare Crediti
AFFINE/INTEGRATIVA Attività formative affini o integrative ING-IND/31 6.0

Modalità di erogazione
Periodo di erogazione Secondo semestre
Anno di corso II Anno
Modalità di erogazione frontale

Organizzazione della didattica
Tipo ore Crediti Ore di
Corso
Ore Studio
Individuale
Turni
LEZIONE 6.0 48 102.0 Nessun turno

Calendario
Inizio attività didattiche 26/02/2018
Fine attività didattiche 01/06/2018

Commissioni d'esame
Commissione Dal Al Membri
4 A.A. 2017/18 01/10/2017 30/11/2018 ZOLLINO GIUSEPPE (Presidente)
GNESOTTO FRANCESCO (Membro Effettivo)
BETTINI PAOLO (Supplente)
3 A.A. 2016/17 01/10/2016 30/11/2017 ZOLLINO GIUSEPPE (Presidente)
GNESOTTO FRANCESCO (Membro Effettivo)
BETTINI PAOLO (Supplente)

Syllabus
Prerequisiti: Conoscenze di base di analisi matematica, fisica, chimica
Conoscenze e abilita' da acquisire: Conoscenza dei principali aspetti di fisica, ingegneria ed economia delle centrali nucleari a fissione e delle future centrali a fusione
Modalita' di esame: Prova scritta articolata in 3 o 4 domande a risposta aperta
Criteri di valutazione: 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: 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: L'insegnamento viene erogato con lezioni frontali ed alcuni seminari su aspetti più specifici
Eventuali indicazioni sui materiali di studio: Oltre ai testi di riferimento indicati, sono distribuiti a lezione altri materiali di studio: slides, documenti e dispense monografiche
Testi di riferimento:
  • Carlo Lombardi, Impianti nucleari. Milano: edizioni Polipress, --. Cerca nel catalogo
  • Maurizio Cumo, Impianti nucleari. Roma: edizioni Università la Sapienza, --. Cerca nel catalogo