Ingegneria nucleare

Università degli Studi di Pisa
A Pisa

Chiedi il prezzo
Vuoi parlare del corso con un consulente?
Confronta questo corso con altri simili
Leggi tutto

Informazione importanti

  • Laurea
  • Pisa
Descrizione

Il corso di laurea Magistrale in Ingegneria Nucleare, i cui corsi sono impartiti IN LINGUA INGLESE, forma laureati con capacità tecnico-scientifiche nei settori della tecnologia nucleare e delle radiazioni. In particolare, le competenze in relazione all'energia nucleare derivano da decenni di esperienza accumulata nel settore da parte dei docenti coinvolti negli insegnamenti e dal gran numero di contatti da essi stabiliti con la realtà industriale e di ricerca nel nostro Paese e all’estero.

La Laurea Magistrale in Ingegneria Nucleare garantisce una preparazione specialistica di particolare interesse per le esigenze degli elettro-produttori e dell’industria nucleare nazionale ed internazionale; tale preparazione è articolata ed organizzata per rispondere alle iniziative comunitarie tendenti a fornire un titolo aggiuntivo internazionale in Ingegneria Nucleare, l'European Master of Science in Nuclear Engineering (EMSNE, http://www.enen-assoc.org/en/activities/for-students/master.html). La versatilità della preparazione meccanico-nucleare impartita dal corso consente di spendere il titolo anche nel più generale settore dell'ingegneria industriale.

Al corso di Laurea magistrale si accede, soddisfacendo ai requisiti curriculari descritti nel seguito, tramite qualunque laurea triennale del settore industriale (in particolare, in Ing. Aeronautica e Aerospaziale, Chimica, Energetica, Meccanica). E' stato inoltre attivato uno specifico CURRICULUM NUCLEARE NELLA LAUREA IN INGEGNERIA MECCANICA ( http://www.unipi.it/index.php/lauree/corso/10290), che anticipa alcune competenze tipiche del settore nucleare, per ottenere una formazione perfettamente in linea con le tradizioni meccanico-nucleari del Corso di Laurea in Ingegneria Nucleare attivato a Pisa sin dagli anni '60.

Per informazioni sulla carriera dei nostri ex-studenti si veda alla sezione...

Informazione importanti
Sedi

Dove e quando

Inizio Luogo
Consultare
Pisa
Lungarno Antonio Pacinotti, 43 , 56122, Pisa, Italia
Visualizza mappa

Opinioni

Non ci sono ancora opinioni su questo corso

Cosa impari in questo corso?

Ingegneria nucleare

Programma

  • Esame a libera scelta I (6 cfu)

    • La ripartizione dei crediti a libera scelta su due esami viene suggerita per un migliore bilanciamento dei CFU sulle due annualità. Potranno essere presentati piani di studio che prevedono ripartizioni diverse dei CFU a libera scelta, tra cui una sola attività da 12 CFU.
      La scelta effettuata tra gli insegnamenti dei due gruppi “Attività consigliate per la libera scelta” verrà automaticamente approvata, fatta eccezione per il caso di studenti senza alcuna pregressa formazione in relazione ai principi fisici dell'Ingegneria Nucleare e alla Radioprotezione, per i quali verrà consigliato di sostenere i due corrispondenti esami introdotti appositamente nei gruppi a scelta. Altre scelte sono soggette ad approvazione da parte del Consiglo di Corso di Studio.
      Per il primo anno gli insegnamenti consigliati sono quelli del gruppo "Attività consigliate per la libera scelta: primo anno".
  • Impianti nucleari I (6 cfu)

    • Obiettivi fondamentali del corso sono:
      - dare allo studente la capacità di comprendere e utilizzare a pieno i principi fondamentali dell'ingegneria nuclear;
      - fornire una panoramica riguardo agli impianti nucleari attualmente in funzione ed a quelli in fase di costruzione nel mondo con informazioni relative alla generazione dei costi per la produzione di elettricità per mezzo dell’energia nucleare;
      - presentare i concetti fondamentali riguardo allo scambio termico per ebollizione ed al flusso bifase al fine di comprendere i fenomeni alla base della generazione di potenza e della sua conversione in un impianto nucleare;
      - introdurre, oltre che le principali filiere ad acqua leggera (LWR), anche le altre tipologie di impianto a fissione (HWR, GCR, Liquid Metal Fast Breeder);
      - dare una panoramica riepilogativa della cinetica del reattore nucleare, inclusa la determinazione dei diversi coefficienti di reattività, fornendo i principi base del controllo del reattore, degli aspetti di licensing e di sicurezza;
      - discutere e presentare le principali tipologie di reattori nucleari di Generation III e IV;
      - ciclo del combustibile nucleare in vessel.
  • Misure nucleari (6 cfu)

    • Obiettivi Formativi: Questo corso illustra gli strumenti e i metodi usati nelle misure dei campi di radiazioni ionizzanti e delle esposizioni individuali. Gli argomenti trattati nel corso sono le sorgenti e le caratteristiche delle radiazioni ionizzanti, i meccanismi di interazione tra radiazioni e materia, i metodi di rivelazione con particolare attenzione alle misure nel settore elettronucleare, nelle applicazioni mediche e industriali. Le lezioni teoriche sono accompagnate da esercitazioni di laboratorio che consentono agli studenti di osservare alcune caratteristiche fondamentali dei rivelatori di radiazioni e della statistica di conteggio.
      Obiettivi didattici specifici: Comprendere le interazioni delle radiazioni, con particolare attenzione alle interazioni dei neutroni. Apprendere i criteri di progettazione dei vari rivelatori di radiazione e le loro modalità di utilizzo. Apprendere le tecniche di spettroscopia delle radiazioni e le loro applicazioni. Comprendere la natura statistica delle misure di radiazione e la statistica di conteggio. Imparare a scegliere le tecniche idonee per le misure presso reattori nucleari ed acceleratori di particelle, nonché per la verifica delle salvaguardie nucleari e per la lotta al contrabbando di materiali nucleari.
  • Termoidraulica e ingegneria del nocciolo (12 cfu)

    • 1) Criteri per il progetto dei sistemi di emergenza (ECCS) nei reattori nucleari refrigerati ad acqua. 2) Aspetti rilevanti nella progettazione termoidraulica degli impianti nucleari. 3) Scambio di calore per conduzione e progettazione termoidraulica delle barrette di combustibile. 4) Modelli per la valutazione di aspetti termoidraulici di progetto e di sicurezza negli impianti nucleari. 5) Fenomeni termoidraulici nell’analisi degli incidenti negli impianti nucleari. 6) La circolazione naturale. 7) Analisi termoidraulica di incidenti in impianti nucleari.
  • Materiali nucleari (6 cfu)

    • Classificazione funzionale dei materiali utilizzati nella relizzazione degli impianti nucleari.
      Individuazione dei requisiti di impiego per le varie classi funzionali, con riferimento alle situazioni di normale esercizio, transitorie e incidentali di tutti i livelli.
      Analisi comparativa e criteri di selezione dei materiali all’interno di ciascuna classe.
      Analisi dei processi di produzione e di qualificazione dei materiali nucleari.
      Criteri di analisi del comportamento dei materiali nelle filiere più significative.
  • Fisica e modelli numerici per reattori nucleari (12 cfu)

    • Modulo di Fisica del Reattore
      • Richiami di fisica nucleare. Interazione dei neutroni con la materia. Sezioni d’urto. Effetto Doppler.
      • Equazione di continuità, legge di Fick, equazione della diffusione. Esperienza pulsata in diverse geometrie. Problemi stazionari con sorgente, funzione di Green. Il fattore di utilizzazione termica.
      • Il rallentamento dei neutroni: mezzo infinito senza e con assorbimento. Il fattore di sfuggita alla cattura di risonanza, p, il fattore di moltiplicazione veloce.
      • Equazione della diffusione dipendente dall’ energia. Cenno alla teoria dell’età. Le equazioni della diffusione a più gruppi energetici.
      • La costante di moltiplicazione. Reattore critico (teoria a un gruppo, dipendente dal tempo, ma a soli neutroni pronti, e teoria basata sulla equazione stazionaria). Criticità a più gruppi.
      • Teoria del riflettore. Barra di controllo (cenno alla teoria delle perturbazioni). Avvelenamento da Xe.
      • Neutroni ritardati. Teoria cinetica del reattore omogeneo in età-diffusione.
      • Elementi introduttivi sul metodo Monte Carlo.

      Modulo di Modelli Numerici
      • Problemi di criticità ad uno e a più gruppi Strategia delle iterazioni esterne ed interne per problemi multi-gruppo.
      • Discretizzazione delle equazioni stazionarie monodimensionali della diffusione per mezzo di metodi alle differenze finite e ai volumi finiti. Cenno all’estensione ai casi bi- e tridimensionali.
      • Soluzione dei sistemi di equazioni algebriche lineari. Metodi diretti e metodi iterativi: generalità; metodi di Jacobi, Gauss-Seidel, SOR, LOR, ADI; metodi del gradiente.
      • Esistenza dell’autovalore fondamentale per il problema di criticità in forma analitica e in forma discretizzata; cenno ai teoremi di Jentsch, Perron e Frobenius. Metodo delle potenze per il calcolo dell’autovalore e dell’autovettore fondamentali. Accelerazione del metodo delle potenze: metodo di Wielandt e metodo dei polinomi di Cebicev.
      • Metodo dei residui pesati e metodi coarse-mesh. Esempi dei metodi QUABOX e CUBBOX.
      • Problemi di dinamica neutronica multigruppo con neutroni ritardati. Concetti di convergenza, consistenza e stabilità; teorema di equivalenza di Lax. Metodi per l’analisi di stabilità. Metodi espliciti, impliciti e Crank-Nicolson. Metodi parzialmente impliciti.
      • Generalità sul calcolo di cella. Equazione integro-differenziale del trasporto. Caso monicinetico stazionario ed espansione della sezione d'urto di scattering in polinomi di Legendre. Armoniche sferiche e loro relazione con i polinomi di Legendre. Equazioni PN, caso particolare della P1.
      • Equazione integrale e sua derivazione dall'equazione integrodifferenziale. Soluzione dell'equazione integrale con il metodo delle probabilità di collisione nel caso del mezzo isolato. Estensione al caso con riflessione alla frontiera.
      • Metodo delle ordinate discrete (SN) per il caso piano-parallelo; scelta delle ordinate discrete secondo Wick-Chandraseckar e quadrature Gaussiane; algoritmo risolutivo con regola del diamante o ricette di fix-up. Metodo SN in geometria cartesiana 3D. Metodi LQN. Cenni ai metodi di accelerazione delle iterazioni sulla sorgente di scattering. Effetto raggio e sue conseguenze.

      Esercitazioni:
      Utilizzo di semplici programmi FORTRAN e MATLAB messi a punto dai docenti per problemi di criticità, di cinetica e di trasporto con metodi SN in 3D.

      OBIETTIVI FORMATIVI
      Il corso ha lo scopo di fornire le conoscenze di base sui fenomeni di trasporto dei neutroni nel nocciolo di un reattore nucleare, con riferimento agli aspetti statici e dinamici rilevanti per la progettazione. Il corso ha anche lo scopo di fornire la padronanza degli strumenti matematici e numerici alla base dei calcoli di nocciolo, descrivendo le teorie di base (diffusione e trasporto) in relazione alle loro applicazioni ingegneristiche, con riferimento al calcolo dei 4 fattori e ai calcoli di cella e di elemento di combustibile.
  • Meccanica strutturale e costruzioni nucleari (12 cfu)

  • Esame a libera scelta II (6 cfu)

    • La ripartizione dei crediti a libera scelta su due esami viene suggerita per un migliore bilanciamento dei CFU sulle due annualità. Potranno essere presentati piani di studio che prevedono ripartizioni diverse dei CFU a libera scelta, tra cui una sola attività' da 12 CFU.
      La scelta effettuata tra gli insegnamenti dei due gruppi “Attività consigliate per la libera scelta” verrà automaticamente approvata, fatta eccezione per il caso studenti senza alcuna pregressa formazione in relazione ai principi fisici dell’Ingegneria Nucleare e alla Radioprotezione, per i quali verrà consigliato di sostenere i due corrispondenti esami introdotti appositamente nei gruppi a scelta. Altre scelte sono soggette ad approvazione da parte del Consiglio di Corso di Studio.
      Per il primo anno gli insegnamenti consigliati sono quelli del gruppo "Attività consigliate per la libera scelta: secondo anno".
  • Sicurezza nucleare (12 cfu)

    • Fornire conoscenze sulla sicurezza nucleare, con particolare riferimento a:
      - la metodologia di sicurezza nucleare e relativa procedura di licensing in USA (il 10 CFR Parts 50, 20 e 100; i General Design Criteria e le Regulatory Guides, i safety goals)
      - gli obiettivi ed i principi fondamentali di sicurezza IAEA (INSAG 3 e 12)
      - le metodologie di sicurezza basate sull'affidabilità: di Farmer, canadese e proposta in Italia da Galvagni
      - i principali aspetti della normativa di sicurezza nucleare italiana: l'iter autorizzativo per la costruzione e l'esercizio degli impianti nucleari; il piano di emergenza.
      - il siting degli impianti nucleari
      - il rapporto Rasmussen (WASH 1400)
      - gli incidenti nei LWR e principi di progetto dei principali sistemi di sicurezza e protezione, con approfondimenti su LOCA e RIA;
      - gli incidenti severi: fenomenologie e metodologie di analisi
      - i sistemi di contenimento degli impianti nucleari di potenza e relativi principi di funzionamento; i principali sistemi di salvaguardia ingegneristica associati al contenimento (spray, filtri, trattamento del H2)
      - il termine di sorgente per incidenti in LWR
      - PSA degli impianti nucleari
      - aspetti peculiari degli incidenti in impianti CANDU ed in LMFBR
      - gli incidenti di criticità
      - la scala INES dell'IAEA per la classificazione degli incidenti nucleari
      - la cultura della sicurezza
      - l’analisi costi-rischi-benefici e l’impatto ambientale dei diversi cicli energetici.
      Oltre a semplici esercizi sui vari argomenti sopramenzionati, come filo conduttore delle esercitazioni, saranno esaminati o e discussi i rapporti di sicurezza delle centrali di Montalto di Castro e Caorso, in modo anche da applicare e verificare le conoscenze acquisite a lezione.
      Introdurre lo studente ad alcuni strumenti informatici utilizzati per le analisi degli incidenti negli impiuanti nucleari e sviluppare la capacitÀ dello studente all'utilizzo corretto e consapevole di tali strumenti, per lo studio e l’approfondimento dei fenomeni fisici e chimici caratterizzanti tali incidenti e per la risoluzione dei problemi di sicurezza nucleare.
      Infine saranno anche discussi gli incidenti di TMI2, Chernobyl e Fukushima, e le lezioni derivate da tali incidenti.
  • Impianti nucleari II (6 cfu)

  • Controllo e esercizio degli impianti nucleari (12 cfu)

    • Modulo "Controllo degli impianti complessi":
      Discussione dei fondamenti metodologici dell'analisi dinamica dei sistemi complessi, per evidenziare i vantaggi del controllo automatico in termini di esercizio e sicurezza nonché le problematiche relative alle sue applicazioni in termini di stabilità, rapidità di risposta e precisione di intervento. Illustrazione delle principali caratteristiche di sensori, trasmettitori, regolatori, attuatori.
      Modulo "Dinamica, regolazione ed esercizio degli impianti nucleo-termoelettrici":
      Analisi critica dei comportamenti dinamici e delle logiche di supervisione, regolazione ed esercizio dei componenti e dei sistemi utilizzati in impianti per la produzione di energia elettrica, con particolare riferimento ai principali tipi di reattori nucleari a fissione.
  • Prova finale (24 cfu)


Confronta questo corso con altri simili
Leggi tutto