Domande e risposte fondamenti e applicazioni dell'energia nucleare t - modulo 2

Domande nucleare: modulo II

1. Bilancio di potenza in un reattore a fusione e condizioni di ideal ignition e ignition per un plasma
2. BWR: schema generale, componenti principali, struttura del nocciolo, materiali e condizioni operative
3. Sezione d’urto per le principali reazioni di interesse fusionistico ed espressione per il calcolo del reaction rate in un gas
4. Three Mile Island
5. Gain factors fisico e ingegneristico
6. PWR: finalità e descrizione generale
7. Ciclo torio e uranio. Burn up e variazione della composizione del combustibile in un reattore nucleare
8. Obiettivi IV generazione
9. Principali reazioni nucleari di fusione e distribuzione dell’energia nei prodotti di fusione
10. Cinetica punto per un solo gruppo di ritardati
11. Sistemi di emergenza PWR: finalità e descrizione
12. Tipologie di scorie prodotte da un reattore nucleare e metodi per la loro gestione
13. Chernobyl
14. Sistema di emergenza BWR
15. Avvelenamento da xenon
16. IV generazione (parlare delle 6 filiere, tabellina riassuntiva, disegnare 2 filiere)

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Domande nucleare: modulo II

1. Bilancio di potenza in un reattore a fusione e condizioni di ideal ignition e ignition per un plasma
2. BWR: schema generale, componenti principali, struttura del nocciolo, materiali e condizioni operative
3. Sezione d’urto per le principali reazioni di interesse fusionistico ed espressione per il calcolo del reaction rate in un gas
4. Three Mile Island
5. Gain factors fisico e ingegneristico
6. PWR: finalità e descrizione generale
7. Ciclo torio e uranio. Burn up e variazione della composizione del combustibile in un reattore nucleare
8. Obiettivi IV generazione
9. Principali reazioni nucleari di fusione e distribuzione dell’energia nei prodotti di fusione
10. Cinetica punto per un solo gruppo di ritardati
11. Sistemi di emergenza PWR: finalità e descrizione
12. Tipologie di scorie prodotte da un reattore nucleare e metodi per la loro gestione
13. Chernobyl
14. Sistema di emergenza BWR
15. Avvelenamento da xenon
16. IV generazione (parlare delle 6 filiere, tabellina riassuntiva, disegnare 2 filiere)

Bilancio di potenza e condizioni di ideal ignition e ignition

¹/_v ∫ [³/₂ ∂p/∂t + ³/₂ ∇p v̅ + p∇v̅ + ∇⋅q̅ - S̅ ] dτ̅ = 0

• Variazione energia interna
• Termine convettivo
• Lavoro di pressione
• Termine conduttivo
• Fonti e dissipazioni

S̅ = S_F + S_B + S_h

Considero il caso stazionario ∂p/∂t = 0Considero i termini convettivo e conduttivo trascurabili ≃ 0

¹/_v ∫ (∇⋅q̅ - S̅') dτ̅ = 0

Le componenti di S̅' sono:

• S_F → S_α Energia rilasciata che rimane nel plasma è solo quella di α

S_α = ¹/₁₆ ε_α p² < δv > / T²

S_B = ¹/₄ C^B Z_eff p² / T^3/2

S_h = S_h ( r̅ , T ) potenza fornita per riscaldare

S_k = ³/₂ p ¹/_τE potenza scambiata alle pareti

Si haS_α + S_h = S_B + S_k

¹/₁₆ ε_α p² < δv > / T² + S_h = ¹/₄ C^B Z_eff p² / T^3/2 + ³/₂ p ¹/_τE

L'ideal ignition si verifica con S_k = S_h = 0 in assenza di dispersioni e calore fornito S_α = S_B

L'ignition si verifica con S_h = 0 senza calore fornitoS_α = S_B + S_k

2) BWR

- VESSEL

Il vessel è composto dal nocciolo, separatore e pompe a getto.

Il nocciolo è strutturato in griglie che separa gruppi di 4 assembly a loro volta distanziati da una barra di controllo.

Il vessel funge da contenitore per il nocciolo, ha un guscio cilindrico e un coperchio per il ricarico di combustibile.

Il separatore permette di mandare alla turbina solo il vapore.

Le pompe a getto, sono tra la parete del vessel e il supporto del nocciolo, sono fondamentali per mantenere il flusso del refrigeratore. La pompa di ricircolo assicura completa trasformazione dell'acqua in vapore.

Il vapore viene separato e arriva in turbina che produce energia elettrica, viene poi condensato e pompato nuovamente al vessel.

Il BWR utilizza ossido di uranio come combusti