Lezioni 21-22Lezioni 21-22Energia nucleareEnergia nucleare

FISICA AMBIENTALE 1

La fissione di nuclei pesanti o la fusione di nuclei leggeri produce un incremento nell’energia di legame per nucleone e libera energia nucleare

Binding Energy per nucleon (MeV)

Atomic mass Number

FISSIONE NUCLEARE

Processo dominante:

Prodotti di reazione: decadono dando luogo

ai delayed neutron

Thermal neutrons

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

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

GeneratoriA turbina

Pompe

Elettricità al circuito elettrico

Bracci del motore

TYPICAL DATA ON CURRENT NUCLEAR REACTORS

BWR: Boiling water reactorPWR: Pressurized water reactor

CANDU: Canadian deuterium-uranium reactorHTGR: high-temperature gas-cooled reactor

Alcune definizioni:

La costante di decadimento:

Schema della sezione d’urto macroscopica per assorbimento

È la distanza media a cui può arrivare un neutrone senza essere assorbito

a a

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 rapportoModeratore-combustibile

EQUAZIONI DI UN REATTORE

Dove È il libero cammino medio

Conservazione del numero di neutroni

Per reattori in stato stazionario scompare la dipendenza da t.Le dimensioni geometriche corrispondenti a n/ t=0 sono chiamate: critical size

Dove la lunghezza di diffusione L è data da:

Per un reattore rettangolare di dimensioni a,b,c nelle direzioni x,y,z si trova:

Critical Size