ECTS - University of Pisa
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NUCLEAR ENGINEERING PRINCIPLES 
NICOLA FORGIONE
Academic year2022/23
CourseENERGY ENGINEERING
Code655II
Credits6
PeriodSemester 2
LanguageItalian

ModulesAreaTypeHoursTeacher(s)
PRINCIPI DI INGEGNERIA NUCLEAREING-IND/19LEZIONI60
NICOLA FORGIONE unimap
ANDREA PUCCIARELLI unimap
Obiettivi di apprendimento
Learning outcomes
Conoscenze

L'insegnamento si propone di far acquisire all’allievo una conoscenza dei principali concetti base e dei problemi legati all’utilizzo dell’energia nucleare da fissione, tali da portare alla comprensione del ciclo del combustibile nucleare e del funzionamento delle attuali centrali elettronucleari più comuni. Lo studente acquisirà sensibilità alle problematiche relative all'uso pacifico dell'energia nucleare per la produzione di energia elettrica.

 
Knowledge

The course gives to the students an initial knowledge of the basic nuclear concepts and of the major problems related to the utilization of the fission nuclear energy. In this way, students will be able to understand the principles of the nuclear fuel cycle and of the operation of the actual nuclear power plants.
Modalità di verifica delle conoscenze

Gli studenti verranno coinvolti dal docente nella risoluzione di tipici esercizi che saranno di ausilio per una migliore comprensione dei vari argomenti trattati durante il corso.
Assessment criteria of knowledge

- The student will be assessed on his/her demonstrated ability to discuss the main course contents using the appropriate terminology. - During the oral exam the student must be able to demonstrate his/her knowledge of the course material and be able to discuss the reading matter thoughtfully and with propriety of expression. - The student's ability to explain correctly the main topics presented during the course will be assessed.

Methods:

  • Final oral exam

Further information:
Final oral exam 100%.
Modalità di verifica delle capacità

Gli studenti verranno coinvolti dal docente nella risoluzione di tipici esercizi che saranno di ausilio per una migliore comprensione dei vari argomenti trattati durante il corso.
Comportamenti

Lo studente potrà acquisire sensibilità alle problematiche relative all'uso pacifico dell'energia nucleare per la produzione di energia elettrica.
Modalità di verifica dei comportamenti

Gli studenti saranno coinvolti ed incentivati a risolvere problemi pratici di ingegneria nucleare.
Prerequisiti (conoscenze iniziali)

Fisica Tecnica (obbligatoria)
Indicazioni metodologiche

Le lezioni saranno di tipo frontale, con l'ausilio di slides e filmati.
Teaching methods

Delivery: face to face

Learning activities:

  • attending lectures

Attendance: Not mandatory

Teaching methods:

  • Lectures
Programma (contenuti dell'insegnamento)
  • Concetti di base di radioprotezione, di interazione dei neutroni con la materia e della reazione nucleare di fissione, con una breve sintesi dei concetti di fisica nucleare.
  • Modelli con diverso grado di dettaglio per descrivere il funzionamento di un impianto nucleare di potenza, partendo dall’ipotesi che i neutroni alimentano la reazione a catena e si diffondono da punto a punto di un nocciolo nucleare e che la velocità e direzione del neutrone possa essere ignorata (teoria della diffusione ad un gruppo di neutroni o neutroni monoenergetici).
  • Generazione del calore dovuta all’interazione dei neutroni con la materia costituente il nocciolo, valutata utilizzando i modelli sviluppati per la distribuzione del flusso dei neutroni. Sorgenti di calore nel reattore durante il normale funzionamento o dopo un arresto rapido del reattore.
  • Comportamento dinamico del reattore conseguente ad una inserzione di reattività. Risoluzione delle equazioni della cinetica 0-D in assenza di controreazioni. Cenni degli effetti dovuti alle principali controreazioni intrinseche.
  • Panoramica circa i reattori nucleari attualmente in esercizio nel mondo e quelli in fase di costruzione. Principali caratteristiche e classificazione.
  • Descrizione dell'impianto nucleare ad acqua in pressione (PWR) e dei suoi principali componenti sia del circuito primario, sia di quello secondario.
  • Comportamento termico del combustibile nucleare, calore generato nel nocciolo del reattore e la sua rimozione e trasporto al ciclo di potenza.
Syllabus

The main objective of the course is to give an overall vision of the nuclear technology. In particular, this course is intended to understand the neutron and thermal diffusion phenomena. The course cover the following arguments: - Neutron distribution by the diffusion theory and evaluation of temperature distribution in the fuel rod and nuclear core; - Short description of Pressurized Water Reactor; - Nuclear Power Plants of Generation IV and nuclear sustainability.
Bibliografia e materiale didattico

Testo seguito dal docente: F. Oriolo, N. Forgione, “Principi di Ingegneria Nucleare – Generazione e trasporto del calore”, Tipografia Editrice Pisana snc, ISBN 978-88-8250-148-8, 2014.

Ulteriore materiale didattico verrà fornito dal docente in PDF durante il corso.

 
Bibliography

Main recommended reading includes: Notes personally prepared by the teacher specifically for this course.
Indicazioni per non frequentanti

Il materiale didattico sarà disponibile on-line normalmente prima delle lezioni. Ulteriori informazione e domande potrenno essere richieste al docente per e-mail (nicola.forgione@unipi.it).
Modalità d'esame

Esame orale della durata di circa 1 ora.
Altri riferimenti web

La pagina web di Google Classroom e la relativa password per accederci verrà comunicata agli studenti all'inizio del corso, oppure su richiesta dello studente.
Note

Teacher e-mail: nicola.forgione@unipi.it

Numero di tel. dell'ufficio del prof. Forgione Nicola: 0502218057
Updated: 29/07/2022 13:07