Acceleratori e reattori nucleari

Corso di Studio:
Laurea magistrale in Scienze fisiche
Docenti:
Alessandro Braghieri (INFN) , Saverio Altieri
Anno accademico:
2016/2017 (Altri: 2017/2018 2015/2016 2014/2015 2013/2014)
Semestre:
N/D
Lingua di insegnamento:
Italiano
Codice corso:
504188
Settore scientifico/disciplinare:
FIS/04
Crediti formativi:
6
Ore di lezione:
48

Obiettivi

Apprendimento dei concetti di base relativi al funzionamento degli acceleratori di particelle e dei reattori nucleari.

Prerequisiti

Nozioni di fisica nucleare, fisica quantistica, elettromagnetismo.

Programma

Il corso si propone di analizzare la produzione di fasci di elettroni, gamma, particelle cariche e neutroni, che vengono utilizzati in Fisica sperimentale e in medicina a scopo terapeutico e diagnostico. Sono presi in esame i principi di funzionamento di diversi tipi di acceleratori di particelle: acceleratori elettrostatici, betatrone, sincrotrone, ciclotrone, sincrociclotrone, acceleratori lineari. Breve presentazione dei principali laboratori nel mondo.
Per quanto riguarda i reattori nucleari viene studiata l’equazione di diffusione dei neutroni in semplici geometrie introducendo anche il metodo a multigruppi. Vengono quindi studiate le condizioni di criticità di un reattore nucleare con la teoria di diffusione a un gruppo e in geometrie semplici con particolare riferimento ai reattori termici con e senza riflettore. Si passa poi allo studio della cinetica del reattore approfondendo alcuni aspetti del reattore Triga. Vengono brevemente discusse le problematiche connesse all’uso dei reattori nucleari per la produzione di energia elettrica con riferimento alla sicurezza degli impianti, agli incidenti e ai rifiuti radioattivi.

Bibliografia

E. Persico et al., Principles of Particle Accelerators, Benjamin Inc. (1968)
E. J. N. Wilson, An Introduction to Particle Accelerators, Oxford U. Press (2001)
P. Germain, Introduction aux Accélérateurs de Particules, CERN 89‐07
J. R. Lamarsh, Anthony J. Baratta Introduction to Nuclear Engineering Prentice-Hall International (UK) Limited, London
J. R. Lamarsh Introduction to nuclear reactor theory.Addison-Wesley Publishing Company

Modalità di esame

Esame orale. Per la prova di esame si raccomanda di focalizzarsi sugli aspetti fisici degli argomenti trattati (andamenti qualitativi, grafici, metodi per misurare le varie proprietà ...) piuttosto che sullo studio dettagliato delle derivazioni matematiche.