Paniere di Energetica - Risposte multiple e aperte

TWR

PWR

04. Il numero atomico dell'uranio è:

238

235

146

92

05. Sia N il numero di neutroni, Z il numero di protoni e A il numero di nucleoni in un atomo. La loro relazione è:

A=N+Z

Z=N-A

Z=A+N

N=Z+A

06. Un isotopo:

non ha neutroni

ha lo stesso numero di protoni dell'elemento di base

ha lo stesso numero di neutroni dell'elemento di base

ha meno neutroni dell'elemento di base

07. L'equivalenza massa-energia formulata da Einstein dice che:

e = m c^2, dove c è la velocità della luce nel vuoto

e = m c^(1/2), dove c è la velocità della luce

e = m c^2, dove c è la velocità della luce nell'aria

e = m c^2, dove c è la velocità del suono nell'aria © 2016 - 2019 Università Telematica eCampus - Data Stampa 09/10/2019 15:43:28 - 22/60

Set Domande: ENERGETICA

INGEGNERIA INDUSTRIALE (D.M. 270/04)

Docente: Coccia Gianluca

08. Quale affermazione non è corretta?

Il deuterio ed il trizio sono isotopi dell'idrogeno

Il deuterio ed il trizio hanno lo stesso numero atomico

Il deuterio ed il trizio hanno le stesse proprietà chimiche

Il deuterio ed il trizio hanno lo stesso numero di neutroni

09. L'U-238:

per decadimento radiattivo diventa un isotopo del plutonio

è un elemento fertile

è l'unico elemento naturale utilizzabile come combustibile nucleare

è un elemento fissile

10. Le radiazioni gamma:

sono costituite da particelle simili ai nuclei di elio

sono costituite da neutroni

sono costituite da elettroni

sono onde elettromagnetiche

11. Il tempo di dimezzamento:

è il tempo necessario affinché la quantità di un isotopo radioattivo si annulli del tutto

è il tempo necessario affinché la quantità di un isotopo radioattivo si riduca della metà

nessuna delle altre

generalmente, dura pochi secondi

12. Il moderatore all'interno di una centrale di fissione nucleare ha lo scopo di:

arrestare il processo di fissione

favorire la collisione tra nuclei

far divergere la reazione fino ai livelli di potenza voluti

rallentare i neutroni generati

13. Quale tra questi non è un moderatore utilizzato nelle centrali a fissione nucleare?

Acqua leggera

Acqua pesante

Grafite

Deuterio

14. L'isotopo Pu-239:

è fissile

nessuna delle altre

è un elemento naturale

è fertile

15. Quali tipi di radiazioni possono essere emesse durante il decadimento dei nuclei di elementi pesanti instabili?

16. Che differenza c'è tra reattori BWR e PWR? Disegnare i corrispondenti schemi impiantistici.

17. In cosa consiste la fissione nucleare e cosa occorre per realizzarla? Riportare un esempio di reazione di fissione.

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Docente: Coccia Gianluca

18. Che differenza c'è tra fissione e fusione nucleare? Riportare qualche esempio di reazione.

19. Descrivere l'equivalenza massa-energia formulata da Einstein.

20. Definire cosa si intende per elemento isotopo e descrivere gli isotopi dell'atomo di idrogeno.

21. Disegnare lo schema impiantistico di un reattore autofertilizzante e descriverne il funzionamento.

22. In cosa consiste l'autofertilizzazione nucleare? Riportare un esempio delle reazioni coinvolte.

15 I nuclei degli elementi possono trasformarsi spontaneamente in nuclei di elementi più leggeri emettendo radiazioni durante il "decadimento".

Le radiazioni emesse appartengono a 4 categorie:

- neutroniche costituite da neutroni (n);

- alfa costituite da particelle simili ai nucli di elio (2 protoni e 2 neutroni),

- beta costituite da particelle cariche leggere (elettroni);

- gamma costituite da onde elettromagnetiche.

16 La differenza che distingue questi tipi di reattore è il circuito chiuso dell'acqua che va dal nocciolo allo scambiatore.

Nei reattori Bwr il fluido refrigerante viene a contatto con il combustibile nucleare ed è quindi radiativo. Nel nocciolo l'acqua fluisce attraverso gli

spazi lasciati liberi dal combustibile, evaporando parzialmente. Il controllo della reazione è ottenuto attraverso l'impiego di barre mobili con forte

capacità di assorbimento neutronico. Rendimento 32%

I reattori Pwr sono i più diffusi. In questa tipologia il fluido refrigerante attraversa il reattore e cede il calore acquisito ad uno scambiatore-

generatore di vapore e di conseguenza l'acqua che percorre il ciclo di Rankine non è radioattiva. Come sistemi sono i più sicuri. Il loro

rendimento è del 31%.

17 La fissione nucleare si verifica tramite una rottura dei nuclei pesanti di un elemento. In pratica viene bombardato il nucleo di un atomo con

neutroni. Quando lo stesso si "spacca" libera energia insieme ad altri neutroni e così si innesca una reazione a catena.

Per iniziare il processo c'è bisogno di un elemento instabile e fissibile. In natura esiste l'U235 che è però raro quindi si usa U238 che però va

modificato artificialmente per renderlo instabile.

Successivamente per poter mantenere la reazione all'interno di un reattore bisogna regolare la velocità dei neutroni generati in modo che

rimangono più vicini all'atomo dell'U235 e così da essere catturati. Per fare questo si usano dei moderatori.

18 La fissione nucleare si verifica per una reazione con rottura di nuclei pesanti. Fino ad ora sono stati realizzati dei reattori per questo scopo.

La fusione si verifica su una reazione in cui si uniscono nuclei leggeri. Per nuclei pesanti e leggeri si intendi un nucleo composto da un numerica

più o meno elevata di neutroni e protoni.

19 La relazione di Einstain dice che l'energia e la massa sono la stessa cosa e cioè se abbiamo una perdita di massa e questa si trasforma in

energia allora il delta E = c^2 * delta m cioè la differenza di energia è uguale alla quadrato della velocità della luce (ne vuoto) per la differenza di

massa.

20 Un Isotopo sono elementi costituiti da atomi con diverso numero di neutroni ma stesso numero di protoni. Se prendiamo un elemento che

identifichiamo con X allora zX^A sta a significare che z è il numero dei neutroni X elemento e A il numero dei nucleoni (cioè protoni e neutroni

del nucleo dell'elemento di riferimento).

L'Idrogeno ha un elettrone orbitante intorno al nucleo costituito da un protone. I due isotopo sono il deuterio e trizio i quali si caratterizzano da

avere 1 o due neutroni in più quindi idrogeno 1H^1 deuterio 1H^2 trizio 1H^3.

21 Visto che in natura l'elemento fissibile naturale è l'urano 235 ma è presente in poche quantità, si può usare l'uranio 238 che però va modificato

artificialmente. Praticamente colpendolo con neutroni arriveremo ad una serie di trasformazioni che porteranno alla creazione del Plutonio 239

che è un elemento fissibile artificialmente. Parliamo quindi di fertile riferendoci l'U-238. Sono stati quindi realizzati dei reattori detti autofertilizzanti

dove la produzione di un nuovo fissile avviene ad un ritmo superiore a quello di consumo del fissile esistente.

In questi reattori come refrigerante viene usato il sodio liquido al posto dell'acqua che potrebbe modificare anche la velocità dei neutroni generati

creando problemi alla reazione. © 2016 - 2019 Università Telematica eCampus - Data Stampa 09/10/2019 15:43:28 - 24/60

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Lezione 020

01. Quale tra queste è una centrale ad acqua pesante (HWR)?

BWR

CANDU

TWR

PWR

02. Quale radiazione ha maggiore potere penetrante?

Alfa

Gamma

Beta

Le radiazioni non hanno potere penetrante

03. Che tipo di moderatore usano i reattori autofertilizzanti?

U-238 sodio liquido per refrigerare al posto

dell'acqua dovuto alle grandi temperature

Sodio liquido visto che viene usato il Plutonio invece

Acqua pesante dell'uranio

I reattori autofertilizzanti non usano moderatori

04. Quali sono i componenti che costituiscono la struttura di un reattore nucleare a fissione?

La struttura di un reattore nucleare a fissione è costituito da:

- un fornello, detto nocciolo, nel quale si sviluppi la reazione a catena

- un efficiente sistema di raffreddamento per estrarre il calore dal nocciolo

- una schermatura per fermare le radiazione prodotte dal sistema nel processo di fissione

- sistemi di regolazione attraverso processi di controllo © 2016 - 2019 Università Telematica eCampus - Data Stampa 09/10/2019 15:43:28 - 25/60

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Lezione 021

01. Quale dei seguenti non è un approccio progettuale utilizzato per le centrali a fissione di quarta generazione?

Ridotta potenza

Ridondanza

Economia di scala

Sicurezza passiva © 2016 - 2019 Università Telematica eCampus - Data Stampa 09/10/2019 15:43:28 - 26/60

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Lezione 022

01. Quale tra questi non è un parametro importante per ottenere la fusione nucleare?

Il tempo di confinamento

La densità del plasma

La temperatura di fusione

Il sistema di raffreddamento

02. Quale tra le seguenti è una tecnica di confinamento usata per la fusione nucleare?

Confinamento magnetico

Confinamento potenziale

Confinamento geotermico

Confinamento termoelettrico

03. Il problema principale per la realizzazione di impianti a fusione nucleare è:

Il confinamento della miscela nel reattore

Il reperimento della materia prima

La stabilizzazione della reazione

Lo smaltimento delle scorie radiattive

04. Quale affermazione è corretta?

La fusione nucleare può avvenire tra qualunque elemento presente in natura

La fusione nucleare può avvenire a bassa temperatura e pressione

La fusione nucleare non è regolata dall'equivalenza massa-energia formulata da Einstein

La fusione nucleare avviene nel nucleo delle stelle

05. In cosa consiste la fusione nucleare? Riportare un esempio di reazione di fusione.

06. Illustrare le possibili tecniche di confinamento per realizzare la fusione nucleare. Riportare gli schemi impiantistici.

07. Descrivere l'impatto ambientale della produzione di energia da fusione nucleare.

05 La fusione nucleare consiste nella fusione di atomi di nuclei leggeri (come il Deuterio e il Trizio) che provoca la liberazione di energia e

durante la stessa una parte della massa si perde formando un nuovo nucleo dove verrà espulso un neutrone. Il processo necessità di

elevatissime temperature