Insegnamento
FISICA DELLA FUSIONE NUCLEARE ED APPLICAZIONE DEI PLASMI
SCO2045480, A.A. 2015/16

Principali informazioni sull'insegnamento
Corso di studio Corso di laurea magistrale in
FISICA
SC1171, ordinamento 2014/15, A.A. 2015/16
1118528
Curriculum Percorso Comune
Crediti formativi 6.0
Denominazione inglese PHYSICS OF NUCLEAR FUSION WITH PLAMA APPLICATIONS
Sito della struttura didattica http://fisica.scienze.unipd.it/2015/laurea_magistrale
Dipartimento di riferimento Dipartimento di Fisica e Astronomia "Galileo Galilei"
Obbligo di frequenza No
Lingua di erogazione ITALIANO
Sede PADOVA

Docenti
Responsabile EMILIO MARTINES

Dettaglio crediti formativi
Tipologia Ambito Disciplinare Settore Scientifico-Disciplinare Crediti
AFFINE/INTEGRATIVA Attività formative affini o integrative FIS/03 6.0

Modalità di erogazione
Periodo di erogazione Primo 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 01/10/2015
Fine attività didattiche 28/01/2016
Orario della didattica Visualizza calendario delle lezioni
Giorno Ora Aula Edificio

Orario non definito


Commissioni d'esame
Commissione Dal Al Membri
6 Fisica della Fusione Nucleare ed Applicazioni dei Plasmi 01/10/2017 30/11/2018 MARTINES EMILIO (Presidente)
BOLZONELLA TOMMASO (Membro Effettivo)
MARTIN PIERO (Supplente)
SERIANNI GIANLUIGI (Supplente)
5 Fisica della Fusione Nucleare ed Applicazioni dei Plasmi 01/10/2016 30/09/2017 MARTINES EMILIO (Presidente)
BOLZONELLA TOMMASO (Membro Effettivo)
MARTIN PIERO (Supplente)
SERIANNI GIANLUIGI (Supplente)
4 Fisica della Fusione Nucleare ed Applicazioni dei Plasmi 01/10/2015 30/09/2016 MARTINES EMILIO (Presidente)
BOLZONELLA TOMMASO (Membro Effettivo)
MARTIN PIERO (Supplente)
SERIANNI GIANLUIGI (Supplente)

Syllabus
Prerequisiti: Conoscenze di base di elettromagnetismo. Una conoscenza delle diverse descrizioni di un plasma (cinetica, a due fluidi, magnetoidrodinamica) è utile ma non necessaria, in quanto verranno forniti dei richiami durante il corso.
Conoscenze e abilita' da acquisire: La prima parte del corso si propone di fornire una panoramica delle tematiche relative al possibile utilizzo della fusione termonucleare controllata come fonte di energia. La trattazione sarà focalizzata sul metodo del “confinamento magnetico”, che è quello utilizzato nell’ambito del Programma Fusione Europeo. Nella seconda parte verranno fornite alcune nozioni sui plasmi di bassa temperatura utilizzati nelle applicazioni industriali, e verranno illustrate alcune di tali applicazioni.
Modalita' di esame: Esame orale
Criteri di valutazione:
Contenuti: Prima parte: Breve panoramica sulle fonti di energia e sul loro impatto ambientale. La fusione nucleare: principali processi, sezioni d’urto, reattività. Bilancio energetico di un reattore a fusione, break-even, ignizione. Confinamento magnetico e confinamento inerziale. Configurazioni toroidali per il confinamento magnetico. Il tokamak. Schema concettuale del reattore. Equilibrio MHD in geometria cilindrica, z-pinch, screw-pinch. Equilibrio MHD in geometria toroidale, funzioni di flusso, equazione di Grad-Shafranov. Fattore di sicurezza, beta toroidale e poloidale. Limiti operativi del tokamak: diagramma di Hugill, limite di Greenwald, limite di beta. Leggi di scala del tempo di confinamento, modo L e modo H. Riscaldamento del plasma: ohmico, con fasci di neutri, con radiofrequenza. Regione esterna del plasma, concetti di limiter e divertore. Analogia formale fra traiettorie delle linee di campo magnetico e traiettorie di un sistema Hamiltoniano. Configurazioni toroidali alternative: stellarator e RFP. Stato della ricerca sulla fusione: il progetto ITER. Sicurezza e impatto ambientale del reattore a fusione.
Seconda parte: Introduzione alle applicazioni dei plasmi. Metodologie di formazione di un plasma. Modello del diodo piano, legge di Child-Langmuir. Strato di Debye, criterio di Bohm, potenziale flottante. Sonda di Langmuir e suo utilizzo per la misura delle proprietà del plasma. Sonda doppia e sonda tripla. Scariche a radiofrequenza, accoppiamento induttivo e capacitivo. Scariche a microonde. Cenni sui plasmi a pressione atmosferica. Applicazioni: applicazioni biomediche, propulsori al plasma per applicazioni spaziali.
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento:
Eventuali indicazioni sui materiali di studio: Verranno fornite delle dispense relative all'intero contenuto del corso.
Testi di riferimento:
  • J. Wesson, Tokamaks. --: Clarendon Press, 2004. Cerca nel catalogo
  • J. R. Roth, Industrial Plasma Engineering, vol. 1. --: IOP Publishing, 1995. Cerca nel catalogo
  • M. A. Lieberman, A. J. Lichtenberg, Principles of plasma discharges and materials processing. --: J. Wiley & Sons, 1994. Cerca nel catalogo