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Anno Accademico 2007/08
01LBWIV
Criogenia applicata alla superconduttivitÓ
Dottorato di ricerca in Energetica - Torino
Docente Qualifica Settore Lez Es Lab Tut Anni incarico
Zanino Roberto ORARIO RICEVIMENTO PO ING-IND/19 20 0 0 0 6
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
*** N/A ***    
Obiettivi dell'insegnamento
La superconduttivita', cioe' l'annullarsi della resistivita' elettrica di un conduttore, porta a numerose applicazioni pratiche di grande importanza e varieta'.|
La criogenia gioca in questo un ruolo essenziale, poiche' il funzionamento di un superconduttore richiede di operare a temperature al di sotto della temperatura critica Tc (diversa per i superconduttori a 'bassa' Tc ~ 1-10K, e per quelli ad 'alta' Tc ~ 100 K).
Sebbene la superconduttivita' a bassa Tc sia stata scoperta nel 1911, e materiali ad alta Tc siano noti ormai dal 1986, molti problemi sono ancora aperti sia dal punto di vista di base che da quello delle applicazioni. Superconduttivita' e criogenia costituiscono quindi un fertile campo per attivita' di ricerca, e hanno inoltre uno stretto legame col mondo industriale italiano ed europeo.
Il tema di questo corso e' di tipo fortemente interdisciplinare, con riferimenti a fisica, energetica, elettrotecnica, elettronica, scienza e ingegneria dei materiali. Scopo del corso e' di fornire, anche a chi sia sprovvisto di precedenti conoscenze in materia, una panoramica dei principali problemi e (quando gia' esistano!) metodi e soluzioni nel campo delle applicazioni della superconduttivita', con particolare attenzione agli aspetti di criogenia. Pur non utilizzando un approccio di tipo teorico-fondamentale, l'enfasi del corso e' posta sulla presentazione di modelli fisico-matematici e metodologie, tipici dell'analisi ingegneristica di questi sistemi.
Prerequisiti: elementi di elettrotecnica, scienza dei materiali, fluidodinamica, trasmissione del calore.
Programma
 Introduzione alla superconduttivita' applicata [4h]
' Struttura, proprieta' macroscopiche, principali condizioni di utilizzo e tecnologie di fabbricazione di:
o Superconduttori a bassa temperatura critica (LTS): NbTi, Nb3Sn, Nb3Al.
o Superconduttori ad alta temperatura critica (HTS): BSSCO-2212, BSSCO-2223, YBCO.
 Introduzione alla criogenia per la refrigerazione di superconduttori [6h]
' Refrigerazione di LTS con elio normale (HeI).
' Refrigerazione di LTS con elio superfluido (HeII). Modello a due fluidi dell'HeII.
' Refrigerazione di HTS.
' Refrigeratori compatti per applicazioni su piccola scala (elettroniche, etc.): Stirling, Gifford-Mac Mahon, Pulse Tube.
 Descrizione e modellazione di fenomeni macroscopici nei superconduttori [6h]
' Perdite di potenza in transitorio (AC losses).
' Stabilita' termica del conduttore. Quench (transizione da superconduttore a conduttore normale) e sua evoluzione.
 Applicazioni della superconduttivita' (a scelta degli studenti) [4h]
' Magneti per gli acceleratori di particelle e la fusione nucleare.
' Sistemi per l'accumulo (SMES) e il trasporto (cavi) di energia.
' Levitazione magnetica.
' Componenti elettronici (SQUID, rivelatori, etc.).
' Applicazioni biomediche (MRI, etc.).
Orario delle lezioni
Statistiche superamento esami

Programma definitivo per l'A.A.2007/08
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