Didattica - Università degli Studi di Padova

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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
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

Calendario delle lezioni

Visualizza orario settimanale delle lezioni

Data	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. J. R. Roth, Industrial Plasma Engineering, vol. 1. --: IOP Publishing, 1995. M. A. Lieberman, A. J. Lichtenberg, Principles of plasma discharges and materials processing. --: J. Wiley & Sons, 1994.