APPLICAZIONI DELLA FISICA DEI NEUTRONI

Scheda dell'insegnamento

Anno accademico di regolamento: 
2017/2018
Anno di corso: 
1
Anno accademico di erogazione: 
2017/2018
Tipo di attività: 
Obbligatorio a scelta
Lingua: 
Italiano
Crediti: 
6
Ciclo: 
Primo Semestre
Ore di attivita' didattica: 
42
Prerequisiti: 

laurea triennale

Moduli

Metodi di valutazione

Tipo di esame: 
Orale
Modalita' di verifica dell'apprendimento: 

orale

Valutazione: 
Voto Finale

Obiettivi formativi

Il corso introduttivo si propone di descrivere l’interazione del neutrone con la materia, la sua rivelazione e le applicazioni della fisica dei neutroni. dai neutroni termici usati come sonda per lo studio della materia condensata, ai neutroni veloci della fissione e della fusione termonucleare controllata. La spettroscopia dei neutroni dei plasmi di fusione viene approfondita con buon dettaglio. Il corso si conclude con una serie di lezioni mirate a mostrare esempi pratici di simulazioni Monte Carlo per risolvere problemi legati al trasporto dei neutroni.

Contenuti

La fisica dei neutroni e le sue applicazioni:
Il neutrone come particella elementare. Sorgenti di neutroni. Rivelazione di neutroni. Scattering del neutrone. Neutroni per lo studio della materia condensata. Strumentazione avanzata per spettroscopia neutronica di plasmi da fusione. Neutroni ed energia nucleare. Seminario/esercitazioni pratiche sul codici di simulazione Monte Carlo.

Programma esteso

1. Il neutrone come particella elementare:
Scoperta del neutrone (lettura articolo nature di Chadwick+altri lavori). Principali proprietà del neutrone. Sorgenti di neutroni. (radioisotopi, generatori DT, sorgenti a spallazione impulsate).
2. Rivelazione di neutroni:
Reazioni nucleari dirette, nucleo composto, risonanze. Sezioni d’urto neutroniche. Metodi per la rivelazione di neutroni lenti. Metodi per la rivelazione di neutroni veloci e spettroscopia.
3. Scattering del neutrone:
Scattering dei neutroni in potenziale centrale. Scattering elastico e diffrazione alla Bragg. Scattering inelastico.
4. Neutroni per lo studio della materia condensata:
Diffrazioni da cristalli. Spettroscopia neutronica. Strumentazione per esperimenti di scattering.
5. Strumentazione avanzata per spettroscopia neutronica di plasmi da fusione:
MPR, TOFOR e derivazione random coincidence background.
6. Neutroni ed energia nucleare:
Derivazione formula semiempirica dell’energia di legame del nucleo. Fissione nucleare. Moderazione dei neutroni, letargia. Trasporto e diffusione dei neutroni. Il reattore a fissione: formula dei 4 fattori, esempi di reattori, problema di scorie radioattive. Fusione termonucleare magnetica. Derivazione del criterio di Lawson e bilancio energetico. Particelle alfa e Q valore. Fusione termonucleare a confinamento inerziale: criterio di Lawson, spettro dei neutroni e diagnostiche neutroniche.
Visone Film: “I ragazzi di via Panisperna”
7. Seminario/esercitazioni pratiche sul codici di simulazione Monte Carlo:
Soft Error causati dall’interazione dei neutroni atmosferici.

Bibliografia consigliata

G, F, Knoll, “Radiation detection and measurement”
K. S. Krane, “Introductory nuclear physics”
C.G. Windsor, “Pulsed neutron scattering”
G. L. Squires, “Introduction to the theory of thermal neutron scattering”
Materiale vario che verrà fornito dal docente: articoli e fotocopie di dispense

Modalità di erogazione

Convenzionale

Metodi didattici

Lezione frontale (6 CFU), Attività seminariali (4 ore)

Contatti/Altre informazioni

Sul sito web del Dipartimento è possibile trovare le informazioni sul c.v. del docente, il numero di telefono dello studio, la sede universitaria o di lavoro, l’orario di ricevimento studenti e l’indirizzo e-mail.