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a Ciclo Unico
Scuola di Ingegneria
INGEGNERIA ENERGETICA
Insegnamento
IMPIANTI NUCLEARI A FISSIONE E A FUSIONE
INL1000766, A.A. 2018/19

Informazioni valide per gli studenti immatricolati nell'A.A. 2018/19

Principali informazioni sull'insegnamento
Corso di studio Corso di laurea magistrale in
INGEGNERIA ENERGETICA
IN0528, ordinamento 2014/15, A.A. 2018/19
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Crediti formativi 9.0
Tipo di valutazione Voto
Denominazione inglese NUCLEAR FISSION AND FUSION PLANTS
Sito della struttura didattica https://elearning.unipd.it/dii/course/view.php?id=473
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 CHIARA BUSTREO

Mutuazioni
Codice Insegnamento Responsabile Corso di studio
INL1000766 IMPIANTI NUCLEARI A FISSIONE E A FUSIONE GIUSEPPE ZOLLINO IN0528
INP3051652 IMPIANTI NUCLEARI A FISSIONE E A FUSIONE GIUSEPPE ZOLLINO IN1979

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

Calendario
Inizio attività didattiche 25/02/2019
Fine attività didattiche 14/06/2019
Visualizza il calendario delle lezioni Lezioni 2019/20 Ord.2014

Commissioni d'esame
Commissione Dal Al Membri
11 A.A. 2018/19 01/10/2018 30/11/2019 ZOLLINO GIUSEPPE (Presidente)
GNESOTTO FRANCESCO (Membro Effettivo)
BETTINI PAOLO (Supplente)
10 A.A. 2017/18 01/10/2017 30/11/2018 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

Didattica innovativa: Strategie di insegnamento e apprendimento previste
  • Lecturing
  • Case study
  • Questioning
  • Story telling
  • 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
Energia pulita e accessibile