Fisica

- Introduzione Ambiti di applicazione della fisica della radiazione: medicina (diagnostica e terapia), beni culturali, radiodatazione, … ). Unità naturali - Interazione radiazione materia Interazione delle particelle cariche con la materia: ionizzazione, LET, Range, picco di Bragg e sue applicazioni (in particolare adroterapia), diffusione multipla e larghezza di Bragg, irraggiamento e sue applicazioni (radiazione di sincrotrone e di franamento, tubo radiogeno, radioterapia convenzionale, XRF), interazioni del positroni e sue applicazioni, in particolare la PET. Interazione fotoni materia: coefficiente di attenuazione e sezione d’urto, effetto fotoelettrico, Compton e produzione di coppie e applicazioni (Picco Fotoelettrico e Soglia Compton, profilo di dose della radioterapia convenzionale, cobaltoterapia) - Decadimenti Nucleari Struttura del nucleo: energia di legame, masse e raggi nucleari, piano di Segre Radiattività: legge del decadimento radioattivo, rapporto di diramazione, attività, quantità rilevanti per la medicina nucleare, equilibrio secolare e generatori di radionuclidi Decadimenti: Q-value, Decadimento alfa e sue applicazioni (radon, radioterapia metabolica, …) , fissione spontanea, decadimenti beta, cattura elettronica e applicazioni (brachiterapia, risoluzione spaziale della PET, chirurgia radioguidata, dosimetria in adroterapia,…), diseccitazioni isomeriche, conversioni interne e applicazioni (SPECT, cobaltoterapia, teragnostica,…) - Reazioni nucleari Tipi di reazione, Q-value, sezione d’urto e applicazioni (produzione di radio-isotopi, frammentazione in adroterapia,…) - Database Pratica laboratoriale dell’utilizzo del database sui dati di interazione radiazione-materia, decadimenti e reazioni nucleari - Fisica degli acceleratori Classificazione degli acceleratori storia degli acceleratori, cenni di storia degli acceleratori. Funzionamento di ciclotroni, acceleratori lineari, sincrotroni. Principio di stabilità di fase, focheggiamenteo debole e forte. Principi di accelerazione laser-plasma. Introduzione alle sorgenti di luce di sincrotrone - Fisica dei neutroni Produzione di neutroni: nomenclatura, sorgenti radioattive, sorgenti da acceleratori (DT, fotoproduzione, spallazione), reattori nucleari. Cenni ai rivelatori di neutroni (rivelatori a gas, a stato solido e a scintillazione, sfere di Bonner) Applicazioni: spettroscopia neutronica, chip irradiation, produzione di radioisotopi medicali, tomografia neutronica, produzione di energia - radiodatazione Metodi di datazione di interesse archeologico e geologico: composizione isotopica, datazione con 14C e spettrometri di massa, metodi basati sui prodotti di decadimento, termoluminescenza - Dosimetria Principi di radiobiologia, quantità dosimetrie: esposizione, dose, equivalente di dose, dose efficace, KERMA, RBE, OER e loro relazioni Radiattività ambientale: sorgenti di radiattività ambientale, quantificazione della dose corrispondente

Ci si aspettano solide basi di fisica classica, in particolare Elettromagnetico che e' essenziale. E' importante una buona conoscenza della relativita' speciale e si assumono conoscenze di meccanica quantistica non relativistica. Elementi fondamentali di Fisica Nucleare e Subnucleare e di Struttura della Materia saranno forniti e si possono acquisire in parallelo con il corso stesso.

Non si adotta un singolo testo, ma una collezione di capitoli presi dai singoli testi come descritti nella sezione "biblography on basics" in https://elearning2.uniroma1.it/course/view.php?id=2091 Sono anche disponibili le slides del corso.

Il corso viene erogato con presentazioni alla lavagna con il supporto del proiettore per mostrare grafici illustrativi. Ci sono anche delle esercitazioni al computer per imparare a reperire le informazioni nei database online ed imparare ad elaborarle. Le esercitazioni vengono condivise con il docente via e-learning e commentate da un docente. Infine, si usano stumenti di polling online per tenere alta l'attenzione evalutare il livello di comprensione della classe nel corso delle lezioni.

La frequenza e' facoltativa. Vengono prese le presenze alle esercitazioni come valutazione del tasso di presenza (rilevante per la modalita' di esame)

Lo studente prepara un argomento a scelta di fisica applicata del quale descrivere tutti gli aspetti fisici affrontati nel corso. Segue una domanda libera da parte della commissione su un argomento qualunque del programma. Nel caso di uno studente che non e' risultato presente alla maggior parte delle esercitazioni in aula ci saranno esclusivamente domande libere da parte della commissione.

Ad integrazione in https://elearning2.uniroma1.it/course/view.php?id=2091 nella sezione "biblography on applications" e' riportato in aggiunta il materiale per prepare gli argomenti di esame.

Il corso viene erogato con presentazioni alla lavagna con il supporto del proiettore per mostrare grafici illustrativi. Ci sono anche delle esercitazioni al computer per imparare a reperire le informazioni nei database online ed imparare ad elaborarle. Le esercitazioni vengono condivise con il docente via e-learning e commentate da un docente. Infine, si usano stumenti di polling online per tenere alta l'attenzione evalutare il livello di comprensione della classe nel corso delle lezioni.