FISICA AMBIENTALE 1 Lezioni 21-22 Energia nucleare.

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1 FISICA AMBIENTALE 1 Lezioni 21-22 Energia nucleare

2 La fissione di nuclei pesanti o la fusione di nuclei
Binding Energy per nucleon (MeV) Atomic mass Number La fissione di nuclei pesanti o la fusione di nuclei leggeri produce un incremento nell’energia di legame per nucleone e libera energia nucleare

3 FISSIONE NUCLEARE Processo dominante:
Thermal neutrons Prodotti di reazione: decadono dando luogo ai delayed neutron guadagno nell’energia di legame ~ 200 MeV Circa 165±5 MeV va in energia cinetica dei Frammenti di fissione e può essere convertita in calore e successivamente in potenza elettrica

4 SCHEMA DI REATTORE AD ACQUA BOLLENTE (BWR)
Schermo in calcestruzzo: Recipiente secondario SCHEMA DI REATTORE AD ACQUA BOLLENTE (BWR) Torus Nocciolo del reattore Barre di controllo Recipiente primario condensatore Acqua di raffreddamento Generatori A turbina Pompe Elettricità al circuito elettrico Bracci del motore

5 TYPICAL DATA ON CURRENT NUCLEAR REACTORS
BWR: Boiling water reactor PWR: Pressurized water reactor CANDU: Canadian deuterium-uranium reactor HTGR: high-temperature gas-cooled reactor

6 Alcune definizioni: La costante di decadimento:

7 È la distanza media a cui può arrivare un
Schema della sezione d’urto macroscopica per assorbimento a È la distanza media a cui può arrivare un neutrone senza essere assorbito

8 Numero di neutroni fast per  neutrone slow assorbito
k = multiplicazion factor; f = thermal utilization factor Per reattori infinitamente grandi Comportamento di k in funzione del rapporto Moderatore- combustibile

9 EQUAZIONI DI UN REATTORE
Conservazione del numero di neutroni È il libero cammino medio Dove

10  n/ t=0 sono chiamate: critical size
Per reattori in stato stazionario scompare la dipendenza da t. Le dimensioni geometriche corrispondenti a  n/ t=0 sono chiamate: critical size Per un reattore rettangolare di dimensioni a,b,c nelle direzioni x,y,z si trova: Dove la lunghezza di diffusione L è data da: Critical Size 