Appunti degli studenti per corsi ed esami del Prof. Dulla Sandra

1. Breve storia dell’energia nucleare; la produzione di energia nucleare nel contesto energetico mondiale. Cenni al ciclo del combustibile nucleare. 2. Introduzione alla fisica nucleare: difetto di massa; radioattività; reazioni indotte dai neutroni e fissione nucleare; energia di fissione; sezioni d’urto. 3. Fondamenti delle interazioni tra la radiazione e la materia: effetti biologici delle radiazioni e concetto di dose. 4. La legge di Fick e la teoria della diffusione neutronica. 5. La teoria della criticità; il progetto neutronico del reattore omogeneo e la formula dei quattro fattori; i sistemi iniettati da sorgenti neutroniche esterne. 5. Moderazione dei neutroni; il reattore eterogeneo; bilancio e scelta dei materiali; rateo di fissione e potenza del reattore; rapporto di conversione e reattori veloci; scelta del rapporto volume di moderatore/combustibile nei reattori termici. 6. Impiantistica nucleare: tipologia e classificazione delle centrali nucleari. 7. Reattori ad acqua leggera. Reattori ad acqua pressurizzata (PWR): layout e descrizione dei componenti del circuito primario; vessel; contenitore di sicurezza; cenni al layout dei BWR e degli RBMK. 8. Calcoli energetici: termoidraulica del reattore; burn-up e consumo di uranio naturale; bilancio annuale dei materiali e dell’energia di un LWR. 9. La dinamica dei reattori nucleari; il modello di cinetica puntiforme e il ruolo dei neutroni ritardati; l’evoluzione del combustibile e la trasmutazione. 10. Funzionamento di un impianto nucleare: controllo del reattore; cenno ai sistemi di funzionamento normale e di emergenza. 11. Concetti alla base della sicurezza degli impianti nucleari; incidenti rilevanti (Three Mile Island e Chernobyl). 12. Ciclo del combustibile nucleare e tecnologie per l’arricchimento. 13. Cenni sui reattori innovativi di quarta generazione. 14. Aspetti di base del decommissioning degli impianti nucleari. 15. Introduzione alla fisica e all’ingegneria dei reattori a fusione.