DIP.di Energ eti c a
1S T.di FisicaTe cnicae Impiant iNucleari Impegnodida ttico Lez. Es. Lab.
Annu ale(ore)
Settimana le (ore) 6 4
/I corso, obbligatorio sul piano nazionale per tutti gli allievinucleari, siprefigge dichiarire iprincipifisicidifunzionamentodeireattorinucleariafissione dal punto divista del bilancioneutronico,sia in condizioniststiche che dinamiche.I principali metodi fisico-matematici della neutronica applicatavengono analizzaticoll'intento dievidenziare il loro effettivosignificato fisico,nonchéleimplicazioni ingegneris ti-che della teoria nel progetto delle centrali a fissioneprovate e avanzate.L'approccio metodologico vuole essere formativo più che in formativo, al fine dipredisporre l'allievo ad affrontare autonomamente tutta una vasta gammadiproblemi fisico-matematicicaratteristicidell'energia,che sono affinia quelli neutronici.
/I corso prevede lezioni ed esercitazioni.Esercitazioni:sia teoriche e numeriche gui-date, siasvolgimento diargomenticomplementaridineutroniceapplicata. Gli stu-dentipossono svolgerecalcoli con codicinucleariper grandicalcolatori.
Nozioni propedeutiche: Analisimatematica/I, Complementi di matematica, Ele-menti generali di Fisicaatomicae nucleare. Sono utilinozionielementaridi pro-grammazione.
PROGRAM MA
1) Brevi richiami diFisica nucleare.trrterezlonedeineutro nicon mezzimateriali; fission edei nuclei pesant i e bi lan c io ener getico . Fondament i co n ce tt ualidellateoria diunagenerica reaz io-ne acaten a. I neutronicomepo rt atoride ll a caten a.Classifica zionedeireatt oriafissione. 2) Diffu sio ne e rallentamen t odeineutronineimezzi material i.Eq u a zionedidif fusioneman o-cineti ca. Moder ato ri. Ra ll entame n tocontinuo.Me todiamultigrup pienergetic i.Cen noaWeq u a-zionedel traspo rtodi Boltz mann.
3) Teoria de ll a criticità de ll estruttu re mol tipli c a nti. Intera zione tra sorgentine u tro niche e mez-zi molti pli can ti.Equa zio ne criticadeireatt oriomoge neinudi, in dive rseappros simazioni. Teo-ria della età all a Fermi. Reattori rifle ssiea piùzone. Transi tori spettra li di in terf ac cia. Cenni aidue teorem i fo n d a me n t ali de lla Fis ic ade i reatto ri.
4) Rea tto rieter o ge nei.Nece ss it à ed effettide lla eter o geneità.Catt u r ein'rison anza,mol t iplica -zioniveloci,"uti lizz a z io n e termica" neireticoli. Strutt ure ad acqua,a gra fi tegas ed a metallo liq ui d o.Rea tto rite rmici, in te rmedieve lo ciautof e rt il i zzan ti.
5) Ci n eticadel lest ru tture moltipl i c a n ti. Influe n za dei neu t ro n i rit ard ati .Sol uz ionede lle equ a-zion i dinamiche in diverseap pro ssimazioni. Ce n niall e retroazioniditempe ratu ra e densitàdel mo deratore.Fu nzioneimp ort a nza deineutraninellasta ticae nelladinamica.
6) Rea t tività alun go term ine .Evoluz ion ede lcombust ib i lesottoirraggiam e nto.Avvel enamen to da prodot tidafissione.Rapporto dicon ve rsione neireattoriprovati ed ava nza t i.Auto t erttl i az a-zio neneireattoriveloci alsodio ,
7) Il contro llode ll E! reazioni acat ena.Teor i a elementare dellebarre dicon trollo.Cen n i alla d i-str ibuz ioneottimaledellebarreaglieffettidelcontrollo.Noaz ion i eleme n t arisu ll astab i lità.
8) Metodi pe r t u rbativi nella st a tica e ne lla dina mica. App lic a z io niad un o edu egru p pi'e n er -get ici.
9) Codic i di calcolo elett ronico per la proget t a zione neut ronica de ll e cent ra li elettronucleari di potenza.
'0)Cenn i alla for m ul a zi o ne de ll eequaz ioni dibase della magn etof luidodi n a m i c a,invistadella
loroap pli ca zioneai reattoriafusio n e.
-NUCLEARE 485
TESTICONSIGLIATI
B.Mo ntagnini.Lezionidifi sica del ReattoreNucleare·Un ivers i tàdiPi sa, 19 8 1. I.R.Lamars h.Intr o du ctio ntoNuclear Reac torTheo ry.Ed.Addi son·Wes le y ,1966.
A.M.Weinberg,E.P .Wigne r.The PhysicalTheoryofNe u t ro n Ch ainReactors - The University ofChic agoPr es s.,19 5 8.
J.J.Duderstad t .Nuclea r Reactor Ana lysis·J.Wiley& Sons, NewYork, 1976.
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f1N 172 FISICA MATEMATICA Prot.Guido RIZZI
IV ANNO
1° PER IODODIDATTICO IND IR IZZO:Fis ico
DIP.di Matematica 1ST.di Meccanica Razionale Impegnodidattico Lez. Es. Annuale (or e ) 100 Settimanale (ore ) 8
Lab.
Argomento principale del corsoèun'introduzionealla relatività speciale; argomento secondario, in ambito seminariale, un'introduzione alla meccanica statistica. Conce-dendo ampio spazio alle questioni di metodo, il corso intende: 1)proporre una vi-sione sintetica, rigorosa e concettualmente semplice di un ampio dominio della fisi-ca moderna; 2) familiarizzare lo studente con una mentalità, un linguaggio, una metodologia che consentano sia di approfondire la propria cultura scientifica sia di agevolare un'eventualecollaborazione con i fisici.
1/corso si articola in lezioni (6ore settimanali) e seminari(2ore settimanali).
Nozioni propedeutiche: gli argomenti dei corsi di Analisi Matematica I e1/, Fisica I e1/.Possibilmente anche Meccanicarazionale,Geometria, Complementi di Mate-matica, Fisicaatomica.
PROGRAMMA
Calcolo tensoriete. Vengono in t ro d o tte le tec nic h e ma te m a tich e adatte allostudiode i campi e della relat ivitàspeciale.Talite c nich e saranno uti lizzatesistemat icam ente in tuttoil corso.
Meccanica reletivistics. Si intr o d u c e lo spaziotempo pseudoeucl ideo. In talecontesto si stu -dia'la meccanica della particella ,siacon massa propriacostante che con massa propriavariabi le.
Tale studio viene poiesteso ai sistemidipartice llee aicontinuiinco er e n ti. Partico lareattenz io-neèrivoltaaiteoremi di conservazione .
Elettrodinamica relativistica.In questa parte, cheè la pi ù ampiadel corso efo r sela pi ù im p o r.
tante per la formazion e di una mentalità aperta alla fisica moderna, si isti t uisce la teoria in forma covariante nello spaziotempo pseudoeuclideo. Infine si applica la teor ia allo stud io dell'irragg iamentodiuna carica accelerata.
Seminario 1: Formulazione variaz iona le delle equazioni fondamenta li dell'elettrod inamica relat iv istica,o eventualmen tedellele ggifi sich e in generale(se richiestolo
Seminario 2: in tr o d u zi o n e alla meccanica statistica. Teoremi fo n d a m e n t ali nello spaziode lle fasi. Ergodicità. Irre v e r sibili t à e approccioall'equi librio. Equazione di Boltzmann. Teorema H.
Processi markoff ian i .Master equation .EquazionediFokker-Planck .
Nota. Il programma d'esame potrà essere concordato coldocente nell'amb itodelprogramma compless ivodellelezion ie deiseminari.
ESERCITAZIONI
Gli argomentidelle esercitazionisonoin se rit e nelcorso delle lezioni.
TESTI CONSIGLIATI
C. Rizzi - Appunti dalcorso - VoI. I •Meccanicarelat ivistica .CLUT-Vol.Il -Elettrod inamica relativist icane lvuoto ,CLUT.
G.Rizzi. R.Monaco - Introduzion e allaMeccan icastatist ica(in stampa )-,
R.L.Libo ff.In t r o d u c t i o n to the theory of kineti c equations-Wi ley& Sons, NewYork. TerHaar -Foundationsofstat ist icaI mechanics-Rew of ModernPhys-27,3 (19 5 51.
NUCLEARE 487
IN173 FISICA NUCLEARE
Prot. BrunoMINETTI
IV ANNO
,0
PERIODO DIDATTICODIP.di Fis ica
1ST.di Fis icaSperimentale Impegno didattico Lez. Es.
Annuale (ore) 56 24
Settimanale(o re ) 4 6 Lab.
48
/I corso è indirizzato a fornire una informazione di base sui fenomeni nucleari in particolare in vista delle applicazioni di queste conoscenze nell'ambito di corsi successivi specifici dell'indirizzo di Ingegneria nucleare. /I corso si articola in due parti: a) fondamenti di Fisica nucleare sperimentale riguardante lo studio dei metodi di misura usati nella Fisica nucleare, nonché le caratteristiche generali dei rivelatori principalmente usati;b) elementi di struttura e dinamica nucleare riguar-dante gli aspetti principali della struttura nucleare e le caratteristiche principali delle reazioni nucleari. Lo studio teorico è sempre visto alla luce del paragone con i dati sperimentali che sono alla base di ogni metodo nucleare.
/Icorso prevede lezioni, esercitazioni e laboratori.
Nozioni propedeutiche: è necessaria una conoscenza approfondita delle materie del biennio e del contenuto dei corsi di Complementi di matematica e Fisica ato-mica.
PROGRAMMA
A) Fondamenti di Fisica nucleare sperimentale. Nozioni generali sul nucleo: raggi nucleari;
masse nucleari ed energie di le ga m e ; momenti angolari;paritàe simmetria ;momenti magne-tic ied elettrici; live lli energetici ;carta dei nuclei;reazion inucleari;nuclei speculari.
Decadimentoradioattivo:caso diuna sola sostanza;caso didue o piùsostanze.
Elementidi Dosimetria .
Fluttuazioni statistiche in Fisica nucleare: distribuzione di Poisson ;distribuz ione di Gauss;
applicazioni ai metodi di misura in fisica nucleare (determinazione di tempi di misura, di statistiche diconteggio ,ecc.I.
~ggio di particelle e radiazion i l' nella materia: perdita di energia e range di particelle cariche ; interazioni dei raggi l' nella materia (effetto fotoelettrico .effetto Compton e pro-duzionedi coppie)in t e ra zio ne dineutroninella materia .
Metodidi rivelazione in Fisica nucleare: rivelazionediparticelle pesanti cariche,dietertro nì, diraggi l',di neutroni.
Tecniche e simulaz ionee metodi diMonte Carlo.
B).Elementidi struttura e dinamica nucleare.
Problema delle forze nucleari: trattazione fenomenologica del problema a due corpi nel caso di uno statolegat o (deutone), scattering elasticonucleone-nucieone;dipendenza dallo spin delle forze nucleari ;collassamento deinuclei e cenni sulleforze discambio.
Modell inucleari;modello a goccia. modelloa strati;cenno suimodellicollettivi ;modello a gas diFermi.
Decadimentonucleari :decadimentialfa, beta e gamma; iso m et r i a nucleare.
Reazion i nucleari: cinematica nel sistema del laboratorio e del centro di massa, andamento delle sezioni d'urto vicinoalla soglia; risonanze, teoria del nucleo composto, cenni sulle reazio-ni dirette.Fissionenucleare.
ESE RCITAZIONI
Le esercitaz ion i riguardanogli argomentisvoltinel corso e consistono nella riso luzionedi pro-blemie nell'approfond imentodi argomentiaccennatinelle lezion i.
LAB O R A T O RI
Si evldenzt an o dapprima le caratteristichedi alcuni rivel at o ri (c o n t ar ,Geiger,a statosolido, a scin till a zi o ne). Alcun i esperiment iriguard a n t il'evoluzione difenomeni nucleari.
TESTICONSIG LIAT I
H.Henge- Intro duction toNuclearPhysi cs-.
R.O .Ev ans ·TheAtomic Nucleus-, B.L .Cohen.Conc eptsot Nu clear Physics-,
T.J.Connolly.Fou ndat io nsof Nuclear Engin eerin g·.
NUCLEARE 489
IN174 FISICA TECNICA
Prot.Paolo GREGORIO
III ANNO