Innovative Uses of Rain Screen Cladding. CFD and Gas Dispersion Analysis of a Prototype

Abstract In this work, both CFD and CH 4 dispersion analysis in rain screen cladding were carried out, in order to reduce the visual impact of Natural Gas distribution network in civil buildings ensuring high safety standards. In the first part of the work it was conducted the parametric analysis in order to identify the main physical parameters that influence the air velocity in air-gap. Subsequently, CFD simulations were carried out in order to evaluate how the geometric and constructive characteristics can influence the air velocity inside the cavity. In particular, were realized both 2D and 3D models, and was used Ansys Fluent 6.3 software. Finally, Natural Gas dispersion analysis was carried out, in order to evaluate the safety against explosive atmosphere

On the critical energy required for homogeneous nucleation in bubble chambers employed in dark matter searches

Two equations for the calculation of the critical energy required for homogeneous nucleation in a superheated liquid, and the related critical radius of the nucleated vapour bubble, are obtained, the former by the direct application of the first law of thermodynamics, the latter by considering that the bubble formation implies the overcoming of a barrier of the free enthalpy potential. Comparisons with the currently used relationships demonstrate that the sensitivity of the bubble chambers employed in dark matter searches can be sometimes notably overestimated.Comment: 15 pages, 5 figures, 1 tabl

Effects of the thermodynamic conditions on the acoustic signature of bubble nucleation in superheated liquids used in dark matter search experiments

[EN] In the framework of the search for dark matter in the form of WIMPs using superheated liquids, a study is conducted to establish a computational procedure aimed at determining how the thermodynamic conditions kept inside a particle detector affect the acoustic signal produced by bubble nucleation. It is found that the acoustic energy injected into the liquid by the growing vapour bubble increases as the liquid pressure is decreased and the superheat degree is increased, the former effect being crucial for the generation of a well-intelligible signal. A good agreement is met between the results of the present study and some experimental data available in the literature for the amplitude of the acoustic signal. Additionally, the higher loudness of the alpha-decay events compared with those arising from neutron-induced nuclear recoils is described in terms of multiple nucleations.The authors are grateful to Walter Fulgione for the valuable discussions and suggestions and for his help in reviewing the manuscript.Ardid Ramírez, M.; Baschirotto, A.; Burgio, N.; Corcione, M.; Cretara, L.; De Matteis, L.; Felis-Enguix, I.... (2019). Effects of the thermodynamic conditions on the acoustic signature of bubble nucleation in superheated liquids used in dark matter search experiments. The European Physical Journal C. 79(11):1-9. https://doi.org/10.1140/epjc/s10052-019-7485-xS197911W.J. Bolte et al., Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. A 577, 569–573 (2007)E. Behnke et al., Astropart. Phys. 90, 85–92 (2017)M. Felizardo et al., E3S Web Conf. 12, 03002 (2016)E. Behnke et al., Phys. Rev. D 88, 021101 (2013)C. Amole et al., Phys. Rev. Lett. 118, 251301 (2017)A. Antonicci et al., Eur. Phys. J. C 77, 752 (2017)D.A. Glaser, Phys. Rev. 87, 655 (1952)F. Seitz, Phys. Fluids 1, 2–13 (1958)E. Behnke et al., Phys. Rev. Lett. 106, 021303 (2011)D.A. Glaser, D.C. Rahm, Phys. Rev. 97, 474–479 (1955)Yu.N. Martynyuk, N.S. Smirnova, Sov. Phys. Acoust. 37, 376–378 (1991)F. Aubin et al., New J. Phys. 10, 103017 (2008)M. Felizardo et al., Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. A 589, 72–84 (2008)P.K. Mondal, B.K. Chatterjee, Phys. Lett. A 375, 237–244 (2011)S. Archambault et al., New J. Phys. 13, 043006 (2011)C. Amole et al., Phys. Rev. Lett. 114, 231302 (2015)R. Sarkar et al., Phys. Lett. A 381, 2531–2537 (2017)I.A. Pless, R.J. Plano, Rev. Sci. Instr. 27, 935–937 (1956)D.V. Bugg, Progr. Nucl. Phys. 7, 2–52 (1959)A. Norman, P. Spiegler, Nucl. Sci. Eng. 16, 213–217 (1963)A.G. Tenner, Nucl. Instr. Meth. 22, 1–42 (1963)Ch. Peyrou, In Bubble and Spark Chambers (Academic Press, New York, 1967)C.R. Bell et al., Nucl. Sci. Eng. 53, 458–465 (1974)G. Bruno et al., Eur. Phys. J. C 79, 183 (2019)B.M. Dorofeev, V.I. Volkova, High Temp. 43, 620–627 (2005)L.D. Landau, E.M. Lifshitz, Fluid Mechanics. Course of Theoretical Physics, vol 6, 2nd edn. (Butterworth-Heinemann, Kidlington, Oxford, 1987)Y.Y. Sun, B.T. Chu, R.E. Apfel, J. Comp. Phys. 103, 126–140 (1992)M.S. Plesset, S.A. Zwick, J. Appl. Phys. 25, 493–500 (1954)L.E. Scriven, Chem. Eng. Sci. 10, 1–13 (1959)H.S. Lee, H. Merte, Int. J. Heat Mass Transf. 39, 2427–2447 (1996)A.J. Robinson, R.L. Judd, Int. J. Heat Mass Transf. 47, 5101–5113 (2004)F. d’Errico, Rad. Prot. Dos. 84, 55–62 (1999)B.B. Mikic, W.M. Rohsenow, P. Griffith, Int. J. Heat Mass Transf. 13, 657–666 (1970)P.J. Linstrom, W.G. Mallard (eds.) NIST Chemistry WebBook, NIST-SRD 69 (National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD). https://doi.org/10.18434/T4D303M. Barnabé-Heider et al., Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. A 555, 184–204 (2005)D.V. Jordan et al., Appl. Rad. Isot. 63, 645–653 (2005

Cutting-edge R&D activities of CIRTEN in support of the Technology Park annexed to the Italian National Repository of radioactive waste

R&D activities taking place at the institutions belonging to Consorzio Interuniversitario per la Ricerca TEcnologica Nucleare are here presented and discussed. A special focus is on Technology Park annexed to the Italian National Repository of radioactive waste

Linee guida di idrogeologia: approccio ai progetti

Da Cap. Introduzione: Lavorare in idrogeologia significa studiare il moto delle acque sotterranee, la geometria degli acquiferi, la dinamica dell’interazione fra acque sotterranee di differenti acquiferi e fra queste e le acque superficiali; non solo, significa anche comprendere come e perché opere antropiche, sia intenzionalmente che involontariamente, interagiscono con la risorsa acqua e conoscere metodologie e tecniche per progettare in modo ecosostenibile e nel rispetto della risorsa stessa. Nessun progetto di opera che interagisce, intenzionalmente o meno, poco o tanto, con le acque sotterranee può prescindere da un adeguato studio idrogeologico. I capitoli che seguono non pretendono il titolo di manuale, né aspirano a quello di “Bignami” di idrogeologia; le stesse parole “linee guida” presenti nel titolo, lungi dal presumere ogni valore normatorio, hanno solo carattere esplicativo, non una regola, ma piuttosto una traccia, anche perché la “dinamicità” con cui i quadri normativi comunitari, nazionali, regionali e locali si sono recentemente evoluti non permette di confrontarsi con un ambito di leggi e consuetudini collaudato e consolidato. Scopo esclusivo del documento è quello di fornire una guida ai colleghi, liberi professionisti o funzionari che siano, alle prese con la preparazione di studi, relazioni, istruttorie, controlli in materia di risorsa idrica. La prima parte dell’elaborato sintetizza i metodi e gli strumenti dell’idrogeologia (dal rilievo geologico alla geofisica, alla geochimica, ai metodi modellistici), puntualizzando i contenuti indispensabili e opzionali della relazione idrogeologica e della carta idrogeologica; la seconda parte tratta, più specificamente, di normativa e supporto idrogeologico per alcuni selezionati campi di attività (siti inquinati e discariche, viabilità ed infrastrutture lineari, ricerca idrica, pianificazione, attività estrattive). Il documento, privo di qualsiasi pretesa di esaustività sulle problematiche trattate, ha mirato comunque, approfittando della ricchezza di punti di vista derivante dalla vasta gamma di ruoli svolti nella professione dai colleghi della commissione, ad armonizzare le posizioni in un documento tecnico, forse dissonante nello stile, ma univoco negli scopi. Il capitolo 9 “Viabilità ed infrastrutture lineari” tratta del supporto idrogeologico per viabilità, in galleria o meno, di una certa rilevanza regionale; gli stessi approfondimenti, ovviamente tarati sull’importanza dell’opera, sono validi anche per le viabilità Provinciali e Comunali e per le minori. Un accenno a parte per il capitolo 10 “Ricerca idrica ed opere di approvvigionamento idrico” dove è stato ripreso in toto il documento della Commissione Pozzi del 2005, aggiornandolo ed aggiungendo un capitolo relativo alle sorgenti ed un capitolo su problematiche ambientali in cui fra l’altro si è affrontato il critico argomento, purtroppo in Italia ad oggi sottostimato (garbatissimo eufemismo), della definizione, mantenimento e ripristino della separazione fra falde idriche naturalmente distinte. Per quanto concerne le sorgenti, la trattazione tecnico-scientifica è stata privilegiata rispetto a quella burocratico-procedurale, soprattutto perché, nel 90% dei casi, l’iter burocratico per autorizzazioni e concessioni per le sorgenti è identico a quello per i pozzi, alla cui trattazione quindi si rimanda. Riguardo alla Pianificazione (capitolo 11), si è scelto di trattare a grandi linee solo la pianificazione a scala comunale nella Regione Toscana. Il settore pianificazione idrogeologica, che non poteva ovviamente essere omesso in un documento che tratta di idrogeologia, è un settore che in Italia è stato sviluppato, con un certo grado di approfondimento, solo in alcune regioni del nord, regioni che hanno dovuto affrontare gravi emergenze; per il resto, in genere, esso è sempre considerato, quando sia preso in considerazione, come appendice della pianificazione urbanistico-edilizia. La mancanza di norme specifiche in materia rende necessario un approccio di tipo scientifico-tecnico ed una trattazione ben più vasta ed articolata di quella necessaria per semplici linee guida quali sono, o per lo meno vorrebbero essere, quelle che seguono

Analisi di sicurezza di un impianto di stoccaggio e distribuzione dell’idrogeno con intervento dell’operatore

.In questo lavoro viene presentato uno studio relativo all’analisi di sicurezza di impianti di stoccaggio e distribuzione di idrogeno gassoso per autotrazione in presenza di operatori. La presenza dell’operatore, che riveste un ruolo attivo nelle procedure di messa in sicurezza dell’impianto nel caso di incidente, ha reso necessario lo studio della simulazione del comportamento umano, come causa diretta o indiretta di incidente, evidenziando i diversi fattori di incertezza introdotti in questo tipo di analisi strettamente legati alla simulazione dell’errore umano (Human Reliability Analisys). A tale scopo si è scelta una metodologia di HRA perfettamente integrabile nel contesto della “Dynamic Event Tree Analysis” per questa tipologia d’impianto , denominata CREAM (Cognitive Reliability and Error Analysis Method) [Hollnagel, 1998]. Attraverso l’analisi integrata dell’affidabilità de i componenti e dei sistemi di sicurezza e dell’affidabilità umana è stato possibile giungere a una stima della probabilità dell’incidente di riferimento, rappresentato dall’esplosione per sovra riempimento del serbatoio, per diversi scenari di gestione stimandone le relative incertezzeThis paper presents a study on the safety of storage facilities and distribution of gaseous hydrogen in the presence of operators. The presence of the operator, which plays an active role in the procedures for safety of the plant in the event of an accident, has necessitated the study of the simulation of human behavior, as a direct or indirect cause of accident, highlighting the various factors of uncertainty introduced in this type of analysis closely related to the simulation of human error (HRA - Human Reliability Analysis). For this purpose, we have chosen a CREAM (Cognitive Reliability and Error Analysis Method) method of HRA perfectly integrated in the context of the plants "Dynamic Event Tree Analysis". Through the integrated analysis of the reliability of components, safety systems and human reliability was possible to arrive at an estimate of the overall probability of the incident represented by the explosion to overfilling of the tank, for different management scenarios with the estimate of related uncertainties.

PRELIMINARY NEUTRONIC DESIGN OF SPOCK REACTOR: A NUCLEAR SYSTEM FOR SPACE POWER GENERATION

SPOCK (Space POwer Core Ka) is an upgrade of the MAUS reactor that was conceived to generates, via thermoelectric conversion, 30 kW of electricity for space applications. Apart the power scale up, SPOCK is characterised by a forced circulation of the Na coolant into the core. The thermoelectric conversion will be performed out of core, by heat exchange with the primary coolant. The present paper was mainly dedicated on the development of SPOCK general concept and to the preliminary computer modelling for the set up of a calculation chain based on Monte Carlo (MCNPX 2.5.0) code and a thermal hydraulic code (FLUENT 6.2.16). Early results were focussed to a critical revision of the nuclear data to be used in Monte Carlo estimations of the system neutronic performance in the challenging condition of a space mission. The very encouraging results, allows to discuss the future development lines of the SPOCK system and the creation of integrated design tool