Ingegneria Energetica

Diagnostiche per Reattori Nucleari

Informazioni generali

Anno di corso: 2
Semestre: 2
CFU: 6

Docente responsabile

Obiettivi

Il corso si propone di fornire una panoramica delle principali tecniche diagnostiche per lo studio ed il controllo del plasma termonucleare. In pratica, tutte le più importanti tecniche di misurazione della fisica sono rappresentate in un reattore a fusione. L'ambiente ostile, di questo tipo di reattori, richiede una particolare attenzione ai vari dettagli di implementazione, che vanno dalla compatibilità elettromagnetica alla riduzione del rumore e alla resistenza alle radiazioni nucleari. Inoltre, l'integrazione in una visione olistica del plasma è un obiettivo didattico molto importante. Inoltre, verranno fornite agli studenti conoscenze di base sui reattori nucleari a fissione.

Programma

Richiami alla teoria della misura ed al trattamento degli errori

Introduzione all'energia nucleare

Obiettivi delle misure nei reattori a fusione termonucleare controllata

Misure e Ricostruzione dei campi elettromagnetici

Richiamo di elettromagnetismo per le misura passive dei campi
Introduzione ai laser ed ai fasci di neutri per la misura diretta dei campi elettromagnetici interni al plasma
L'integrazione delle misure per l'identificazione ed il controllo della configurazione magnetica

Diagnostica delle quantità cinetiche

Introduzione alle tecniche interferometriche e riflettometriche per la misura della densità elettronica
Emissione ciclotronica e scattering per la determinazione dei profili di temperatura elettronica

Misura dei prodotti di fusione

Richiami delle reazioni di fusione
Fisica e tecnologia dei rivelatori di neutroni
Tecniche di misura per le particelle alpha

Cenni di fisica atomica per la misura spettroscopica delle impurezze e la diagnostica degli ioni.

Funzionamento dei reattori a fissione e loro criticità.

Tecniche di post processing dei dati sperimentali.

Eventuali propedeuticità

Corsi di base di fisica e di matematica. Elementi fondamentali di fisica ed ingegneria nucleare.

Testi di riferimento

Materiale distribuito a lezione. Appunti tratti dalle lezioni.

Testi per consultazione:

I. HUTCHINSON, Principles of Plasma Diagnostics

Modalità d'esame

Una prova orale ed una prova progettuale. Il voto complessivo risulta da una media pesata delle due prove.
In particolare, l'esame orale valuta, la preparazione complessiva dello studente, la capacità di integrazione delle conoscenze delle diverse parti del programma, la consequenzialità del ragionamento, la capacità analitica e la autonomia di giudizio. Inoltre vengono valutate la proprietà dilinguaggio e la chiarezza espositiva, in aderenza con i descrittori di Dublino.
Lo svolgimento del progetto ha l'obiettivo di valuatare le capacità dello studente nel risolvere problemi pratici ed a lavorare in team.
Il voto finale sarà per il 70% dato dal grado di conoscenza degli argomenti e per il 30% dalla capacità espressiva e di giudizio autonomo dimostrate dallo studente, in entrambe le prove.