Imaging and Radiotherapy techniques

1. Richiami di fisica quantistica 1.1. Struttura dell’atomo 1.2. Struttura del nucleo 1.3. Forze fondamentali 1.4. Particelle elementari 2. Fisica delle radiazioni: interazioni radiazione-materia 2.1. Tipi di radiazione: direttamente ed indirettamente ionizzanti 2.2. Radiazione elettromagnetica 2.2.1. Interazione dei fotoni con la materia 2.2.1.1. Effetto Rayleigh 2.2.1.2. Effetto fotoelettrico 2.2.1.3. Effetto Compton 2.2.1.4. Produzione di coppie 2.3. Radiazione carica 2.3.1. Interazione degli elettroni con la materia 2.3.1.1. Diffusione elastica 2.3.1.2. Radiazione di frenamento 2.3.1.3. Interazione con gli orbitali 2.4. Neutroni (cenni) 2.5. Nuclei pesanti (cenni) 3. Effetti delle radiazioni 3.1. Effetti deterministici 3.2. Effetti stocastici somatici 3.3. Effetti stocastici genetici 4. Il sistema internazionale di limitazione delle dosi 4.1. Giustificazione 4.2. Ottimizzazione 4.3. Limitazione dell'esposizione individuale 4.3.1. I limiti previsti dalla normativa nazionale 5. Grandezze di misura della radiazione 5.1. Grandezze dosimetriche 5.1.1. Esposizione 5.1.2. Dose assorbita 5.1.3. Kerma 5.1.4. Relazione tra esposizione e dose assorbita 5.1.5. Relazione tra dose e kerma 5.1.6. Il SEV ed il SDV 5.1.7. Equilibrio di particelle cariche 5.2. Grandezze radioprotezionistiche 5.2.1. Dose equivalente 5.2.2. Dose efficace 5.2.3. Dose impegnata 5.3. Grandezze operative di radioprotezione 5.3.1. Sfera ICRU 5.3.2. Campo espanso e campo allineato ed espanso 5.3.3. Equivalente di dose ambientale 5.3.4. Equivalente di dose direzionale 5.3.5. Equivalente di dose personale 6. Macchine per la produzione di raggi X 6.1. Radiografi diagnostici 6.1.1. Circuiti autoraddrizzanti 6.1.2. Circuiti trifase 6.1.3. Anodo e catodo 6.1.4. Spettro dei fotoni emessi 7. Strumentazione per la misura delle radiazioni 7.1. Strumenti a gas 7.1.1. Camera a ionizzazione 7.1.2. Contatore proporzionale 7.1.3. Contatore Geiger-Muller 7.2. Strumenti a stato solido 7.3. Pellicole e TLD 8. La radioattività 8.1. Decadimenti radioattivi 8.1.1. Alfa 8.1.2. Beta 8.1.3. Gamma 8.2. Attività e sue grandezze di misura 8.3. Equazione secolare 8.4. Equilibrio secolare 9. Normativa nazionale 9.1. Genesi della normativa nazionale in materia di uso pacifico dell’energia nucleare 9.2. Il D. Lgs. 230/95 9.3. Il D. Lgs. 187/00 9.4. Il D. Lgs. 241/00 9.5. Il D. Lgs. 257/01 10. Radioprotezione operativa e schermature (cenni con esempi numerici)

L’allievo deve conoscere la matematica di base: le soluzione delle equazioni di primo e secondo grado, trigonometria, manipolazione algebrica elementare.

Testi consigliati: Dispense di Enrico Marchetti Scannicchio D., “Fisica biomedica”, EdiSES, terza edizione. Testi di approfondimento Sandri S, D’Arienzo M, Coniglio A, “Radioprotezione di base”, Ed. CISU, 2014. D’Arienzo M, Sandri S, Coniglio A, “Radioprotezione avanzata”, Ed. CISU, 2014.

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