Anno accademico 2006/2007 - lauree specialistiche

[ELENCO COMPLETO]
  1. Analisi superiore 1.
  2. Applicazioni della meccanica statistica.
  3. Applicazioni della meccanica quantistica.
  4. Astrofisica.
  5. Campi e particelle.
  6. Fisica dell´ambiente 2.
  7. Fisica delle radiazioni ionizzanti.
  8. Fisica delle superfici.
  9. Fisica dello stato solido 1.
  10. Fisica dello stato solido 2.
  11. Fisica matematica.
  12. Fisica teorica 1.
  13. Fondamenti della matematica.
  14. Geometria superiore 2.
  15. Intelligenza artificiale 2.
  16. Istituzioni di algebra superiore 1.
  17. Istituzioni di algebra superiore 2.

7. Fisica delle radiazioni ionizzanti

prof. Marco Galelli


OBIETTIVO DEL CORSO

Fornire informazioni di base relative alle interazioni delle radiazioni
ionizzanti con la materia ed alla dosimetria, con riferimento principale
alle applicazioni di fisica medica.

PROGRAMMA DEL CORSO

1. Cenni di struttura del nucleo. Il decadimento radioattivo. Tipi di
decadimento radioattivo. Legge temporale del decadimento radioattivo
2. Interazioni delle radiazioni direttamente ionizzanti con la materia.

Urto  coulombiano  con  gli elettroni. Calcolo della sezione d'urto di
diffusione per urto coulombiano. Collisioni prossime e collisioni distanti.
Calcolo della perdita di energia in collisioni prossime. Lo stopping power
collisionale per collisioni prossime. Calcolo della perdita di energia in
collisioni distanti. Lo stopping power collisionale per collisioni distanti
e  lo  stopping  power  collisionale  complessivo.  L'energia media di
eccitazione. Eccitazioni e ionizzazioni. Raggi δ. La diffusione multipla.

L'urto coulombiano con i nuclei. L'irraggiamento. Calcolo della perdita di
energia per irraggiamento. Spettro energetico dei fotoni di irraggiamento.
Distribuzione  angolare dei fotoni di irraggiamento. Lo stopping power
totale.

Il  percorso  delle  particelle  cariche  nella materia. Il range e lo
straggling. Il picco di Bragg. Differenza del percorso nella materia tra
elettroni e particelle cariche pesanti.

Il potere frenante ristretto (LET)

3. Interazioni delle radiazioni indirettamente ionizzanti con la materia.

I fotoni. Effettto fotoelettrico. Cinematica dell'effetto fotoelettrico.
Bilancio  energetico dell'effetto fotoelettrico. La sezione d'urto per
effetto fotoelettrico, la frazione di energia trasferita alle particelle
cariche, la frazione di energia trasferita ai fotoni di irraggiamento.
Effetto Compton. Cinematica dell'effetto Compton. Calcolo dell'energia
residua del fotone diffuso in funzione dell'angolo di diffusione. Bilancio
energetico dell'effetto Compton. La sezione d'urto per effetto Compton, la
frazione di energia trasferita alle particelle cariche, la frazione di
energia trasferita ai fotoni di irraggiamento. Distribuzione angolare dei
fotoni diffusi. La materializzazione. Cinematica della materializzazione.
La sezione d'urto per materializzazione. Distribuzione energetica delle
particelle  emesse.  La frazione di energia trasferita alle particelle
cariche, la frazione di energia trasferita ai fotoni di irraggiamento.
Trasmissione  di un fascio di fotoni nella materia. Il coefficiente di
attenuazione  lineare  ed  il coefficiente di attenuazione massico. Il
coefficiente di trasmissione di energia alle particelle cariche.

I neutroni. Collisioni elastiche. Bilancio energetico nelle collisioni
elastiche. Collisioni inelastiche. Collisioni non elastiche. Spallazione.

4. Dosimetria.

Densità di flusso di particelle, distribuzione energetica di densità di
flusso di particelle, fluenza.

Kerma: rapporto tra kerma e fluenza di fotoni. Dose assorbita: rapporto tra
dose assorbita e fluenza di fotoni; rapporto tra dose assorbita e fluenza di
particelle cariche. Equilibrio della radiazione. Equilibrio delle particelle
cariche.

Teoria della cavità. Cavità piccola. Calcolo della dose con il metodo di
Bragg-Gray.  Modifica di Laurence. Calcolo della dose con il metodo di
Spencer-Attix.  Cavità  grande. Cavità reale. Rivelatore identico al
materiale in cui si calcola la dose. Rivelatore equivalente al materiale.
Teorema di Fano. Rivelatore con parete equivalente alla zona sensibile.
Rivelatore con parete equivalente al materiale in cui calcola la dose.

Trasmissione dei fasci di fotoni nella materia: la dose percentuale in
profondità. Il build-up.

Equazioni del trasporto dei fasci di radiazioni. Calcolo del trasporto dei
fasci di radiazioni con metodo montecarlo.

BIBLIOGRAFIA

U.Amaldi, Fisica delle radiazioni, Boringhieri 1971

F.H.Attix e W.C.Roesch, Radiation Dosimetry, vol. 1, Academic Press 1968
(capitoli 1,5,8)

DIDATTICA DEL CORSO

Il corso consiste di lezioni in aula.

METODO DI VALUTAZIONE

Esame orale.

AVVERTENZE

Il Prof. Marco Galelli riceve gli studenti su appuntamento da concordare con
una telefonata al numero di tel. 0303995355.


[ Facoltà di Scienze ]