Corso sull'energia nucleare

Lezione 1 • Fondamenti della Fusione

Esamina le reazioni deuterio-trizio e altre reazioni di fusione, il criterio di Lawson e i concetti di confinamento del plasma. Posiziona la fusione come percorso energetico complementare a lungo termine.

Lezione 2 • Reazioni Nucleari e Sezioni d'Urto

Introduce la notazione di reazione, i valori Q e le sezioni d'urto neutroniche. Questi concetti sono alla base dell'analisi del comportamento neutronico nei noccioli dei reattori.

Lezione 3 • Fisica della Fissione

Descrive in dettaglio il processo di fissione, i materiali fissili versus fertili e i neutroni pronti versus ritardati. Stabilisce il quadro della moltiplicazione neutronica centrale per la progettazione dei reattori.

Lezione 4 • Modalità di Decadimento Radioattivo

Esamina i meccanismi di decadimento alfa, beta e gamma e le loro caratteristiche di emissione. Collega le modalità di decadimento alla radioprotezione e alla selezione isotopica nei reattori.

Lezione 1 • Interazioni dei Fotoni con la Materia

Tratta l'effetto fotoelettrico, lo scattering Compton e la produzione di coppie come meccanismi di attenuazione gamma. Collega i coefficienti di attenuazione ai calcoli dello spessore della schermatura gamma.

Lezione 2 • Strumenti di Rivelazione delle Radiazioni

Passa in rassegna i rivelatori Geiger-Müller, a scintillazione e a semiconduttore e i loro principi di funzionamento. Prepara gli studenti a selezionare e calibrare gli strumenti per l'uso sul campo e in laboratorio.

Lezione 3 • Interazioni delle Particelle Cariche

Analizza i meccanismi di perdita di energia delle particelle alfa e beta tramite ionizzazione e Bremsstrahlung. Stabilisce i concetti di range e potere frenante utilizzati nella progettazione della schermatura.

Lezione 4 • Interazioni dei Neutroni e Moderazione

Esamina lo scattering elastico, lo scattering anelastico e la cattura neutronica come percorsi di perdita di energia. Collega la selezione del materiale moderatore all'efficienza di termalizzazione neutronica.

Lezione 1 • Teoria della Diffusione Neutronica

Deriva l'equazione di diffusione a un gruppo e la applica a geometrie reattoristiche semplici. Fornisce il quadro matematico per la distribuzione del flusso e la stima delle fughe.

Lezione 2 • Sistemi di Controllo del Reattore

Descrive i materiali delle barre di controllo, lo shim chimico e i veleni combustibili come strumenti di gestione della reattività. Collega la progettazione del sistema di controllo alla flessibilità operativa e ai margini di sicurezza.

Lezione 3 • Cinetica del Reattore e Neutroni Ritardati

Modella i contributi dei neutroni pronti e ritardati ai transitori di potenza usando le equazioni della cinetica puntuale. Spiega perché i neutroni ritardati rendono fisicamente realizzabile il controllo del reattore.

Lezione 4 • Meccanismi di Feedback di Reattività

Analizza l'allargamento Doppler, i coefficienti di temperatura del moderatore e del vuoto come feedback inerenti di sicurezza. Collega i coefficienti di feedback negativo al comportamento di sicurezza passiva.

Lezione 1 • Sistemi dei Reattori ad Acqua Pressurizzata

Descrive in dettaglio la configurazione del circuito primario e secondario del PWR, i generatori di vapore e la funzione del pressurizzatore. Stabilisce il progetto di reattore commerciale dominante come riferimento per il confronto.

Lezione 2 • Materiali del Reattore e Fabbricazione del Combustibile

Esamina il rivestimento in lega di zirconio, la fabbricazione delle pastiglie di biossido di uranio e i criteri di selezione dell'acciaio strutturale. Collega le proprietà dei materiali alle prestazioni del combustibile e alla longevità nel nocciolo.

Lezione 3 • Sistemi dei Reattori ad Acqua Bollente

Esamina la generazione di vapore a ciclo diretto del BWR, la ricircolazione tramite pompa a getto e il progetto del recipiente a pressione del reattore. Evidenzia le differenze rispetto al PWR nel comportamento del refrigerante e nella strategia di contenimento.

Lezione 4 • Reattori Veloci e Concetti di Autofertilizzante

Analizza i reattori veloci raffreddati a sodio e il loro rapporto di conversione per la produzione di plutonio. Collega il funzionamento a spettro veloce alla chiusura del ciclo del combustibile e agli obiettivi di riduzione dei rifiuti.

Lezione 1 • Scambio Termico in Ebollizione e Flusso Termico Critico

Distingue i regimi di ebollizione nucleata, distacco dall'ebollizione nucleata ed ebollizione a film. Definisce il limite del flusso termico critico come criterio primario di sicurezza termica.

Lezione 2 • Conduzione nel Combustibile e nel Rivestimento

Risolve la conduzione di calore stazionaria attraverso il pellet cilindrico di combustibile e gli strati di rivestimento. Individua i limiti di temperatura che definiscono i margini di integrità della linea centrale del combustibile e del rivestimento.

Lezione 3 • Analisi del Flusso di Refrigerante Monofase

Applica le correlazioni di convezione forzata al flusso di refrigerante sottoraffreddato nei canali del reattore. Collega la portata, la caduta di pressione e il coefficiente di scambio termico all'adeguatezza del raffreddamento del nocciolo.

Lezione 4 • Sistemi di Raffreddamento del Nocciolo di Emergenza

Descrive i progetti ECCS passivi e attivi che ripristinano il raffreddamento del nocciolo dopo un incidente di perdita di refrigerante. Collega le prestazioni dell'ECCS ai criteri di accettazione della temperatura massima del rivestimento.

Lezione 1 • Gestione degli Incidenti Severi

Analizza la progressione della fusione del nocciolo, la generazione di idrogeno e le modalità di cedimento del contenimento oltre la base di progetto. Collega le linee guida per la gestione degli incidenti severi alle strategie di risposta dell'operatore.

Lezione 2 • Valutazione Probabilistica del Rischio

Introduce l'analisi ad albero dei guasti, ad albero degli eventi e delle cause comuni di guasto per quantificare la frequenza di danno al nocciolo. Collega i risultati della PRA al processo decisionale basato sul rischio nella conduzione dell'impianto.

Lezione 3 • Analisi degli Incidenti Base di Progetto

Tratta la classificazione deterministica degli eventi, la selezione degli eventi iniziatori e la verifica dei criteri di accettazione. Fornisce la metodologia strutturata per la dimostrazione di sicurezza ai fini autorizzativi.

Lezione 4 • Sorveglianza Normativa e Autorizzazione

Passa in rassegna il processo di revisione normativa, la struttura del rapporto di analisi di sicurezza e gli elementi del programma ispettivo. Prepara gli studenti a gestire le interazioni con l'autorità di regolamentazione durante il ciclo di vita di un impianto.

Lezione 1 • Tecnologie di Arricchimento dell'Uranio

Confronta i processi di diffusione gassosa e centrifugazione a gas in base all'economia dell'unità di lavoro separativo. Collega il livello di arricchimento al tipo di combustibile del reattore e ai vincoli di non proliferazione.

Lezione 2 • Classificazione e Smaltimento dei Rifiuti Radioattivi

Classifica i flussi di rifiuti a bassa, media e alta attività e li associa ai percorsi di smaltimento appropriati. Introduce i concetti di deposito geologico profondo per l'isolamento dei rifiuti ad alta attività.

Lezione 3 • Comportamento del Combustibile nel Reattore

Esamina l'accumulo di prodotti di fissione dipendente dal burnup, il rigonfiamento del combustibile e lo scorrimento viscoso del rivestimento durante l'irraggiamento. Collega le prestazioni nel reattore ai limiti di burnup di scarica e all'affidabilità del combustibile.

Lezione 4 • Estrazione e Conversione dell'Uranio

Tratta i metodi di estrazione a cielo aperto, in sotterraneo e a lisciviazione in situ e la conversione del yellowcake in UF6. Stabilisce la catena di fornitura a monte che alimenta gli impianti di arricchimento.

Lezione 1 • Avviamento dell'Impianto e Salita di Potenza

Sequenzia i controlli pre-criticità, l'approccio alla prima criticità e le prove di salita di potenza a gradini. Collega le prove fisiche di avviamento alla verifica delle previsioni di progetto del nocciolo.

Lezione 2 • Spegnimento Programmato e Fermata per Ricarica del Combustibile

Descrive in dettaglio la sequenza di spegnimento controllato, la rimozione del calore residuo e le procedure di allagamento della cavità di ricarica. Collega la pianificazione della fermata alla strategia di gestione del combustibile e alla programmazione della manutenzione.

Lezione 3 • Procedure di Risposta agli Eventi Anomali

Applica le procedure di emergenza basate sui sintomi agli scenari di arresto del reattore, perdita di acqua di alimentazione e LOCA. Addestra al processo decisionale sistematico dell'operatore in condizioni di criticità temporale.

Lezione 4 • Prestazioni dell'Impianto e Fattore di Capacità

Analizza i fattori determinanti del fattore di capacità, la riduzione del tasso di fermata forzata e le strategie di manutenzione centrata sull'affidabilità. Collega le metriche di eccellenza operativa alla competitività economica della generazione nucleare.