Course Syllabus
Obiettivi
La rilevazione di radiazioni ionizzanti come i raggi X, raggi γ, le particelle α e i neutroni è ampiamente applicata in molte aree industriali, come quelle mediche, ambientali, aerospaziali….
Il corso prevede di introdurre una panoramica sull'interazione della radiazione ionizzante con la materia, con attenzione alla dipendenza dall'energia e dal tipo di materiale indagato, per raggiungere l'obiettivo di studiare le proprietà dei materiali ad alte prestazion in uso per il rilevamento di radiazioni ionizzanti.
Il corso fornisce conoscenze sul trasferimento di energia dalle radiazioni ionizzanti, particelle cariche e non (fotoni e neutroni), alla materia e introduce alcune applicazioni basate sui meccanismi di base esistenti tra radiazioni ionizzanti e materiali.
Contenuti sintetici
Fodamenti di fisica nucleare. Cenni di radioattività. Sorgenti di radiazioni ionizzanti. Trasferimento di energia dalle radiazioni ai materiali. Dosimetria. Applicazione di tecniche sperimentali basate sull'interazione radiazione-materia.
Programma esteso
Argomenti importanti sono:
- sezioni d'urto di interazione (classica),;
- meccanismi di interazione di fotoni, neutroni e particelle cariche;
- fondamenti di dosimetria, difetti indotti dalla radiazione;
- Tecniche sperimentali per lo studio degli effetti dell'interazione radiazione-materia sulle proprietà fisiche dei materiali con particolare attenzione ai semiconduttori e agli scintillatori, che rappresentano le due principali classi di materiali rivelatori di radiazione di interesse;
- Rivelatori di radiazioni ionizzanti, proprietà e caratteristiche fondamentali degli scintillatori, dosimetri.
Gli studenti durante il corso frequenteranno laboratori di ricerca dove potranno svolgere attività sperimentali riguardanti le tecniche di luminescenza applicate nel campo della dosimetria e la tecnica di fluorescenza a raggi X applicata nella caratterizzazione dei materiali.
Prerequisiti
Conoscenza di base di fisica della materia
Modalità didattica
Lezioni in aula e attività sperimentali. Visite ai laboratori di ricerca.
Materiale didattico
Slides e parti di testo selezionate dal docente
Periodo di erogazione dell'insegnamento
Secondo semestre (Marzo-Giugno)
Modalità di verifica del profitto e valutazione
•Una discussione sugli argomenti trattati durante le lezioni;
• una discussione sull'attività sperimentale svolta in laboratorio, anche sulla base della relazione scritta.
• Gli studenti sono pregati di inviare la relazione al docente via e-mail in formato word o pdf almeno una settimana prima dell'esame.
Orario di ricevimento
8 - 18
L'appuntamento è cpncordato con il docente tramite e-mail.
Sustainable Development Goals
Aims
The detection of ionizing radiation such as X-ray, γ-ray, α-particle, and neutrons has been widely required in many industrial areas, such medical, environmental, aerospace….
Starting from an overview about the interaction of ionizing radiation with matter, pointing out the dependence on energy and type of target material, the aim is to highlight the requirement of material properties for high performance ionizing radiation detection.
The course provides knowledge about the energy transfer from ionizing radiation, both charged and uncharged particles (photons and neutrons), to matter and it introduces some applications based on the mechanisms between ionizing radiation and materials.
Contents
Fundamental nuclear physics. Radioactivity. Sources of ionizing radiation. Energy transfer from radiation to materials. Dosimetry. Application of experimental techniques based on the interaction radiation-matter.
Detailed program
Important topics are:
- Interaction cross sections (classical);
- mechanisms for interaction of photons, neutrons and charged particles;
- fundamental on dosimetry, defects induced by radiation;
- Experimental techniques for the study of the effects of the interaction radiation-matter on the physical properties of the materials with particular focus on semiconductors and scintillators, representing the two primary classes of radiation detector materials that are of interest;
- Ionizing radiation detectors, scintillators properties and key characteristics, dosimeters.
Students during the course will attend research laboratories where they will be able to carry out experimental activities concerning the luminescence techniques applied in the dosimetry field and the X-ray Fluorescence technique applied in the material charactherisation.
Prerequisites
Basic knowledge of physics of matter
Teaching form
Classroom lectures and experimental activities. Visits to research laboratories.
Textbook and teaching resource
Slides and "ad hoc" textbook provided by the professor
Semester
Second semester (March-June)
Assessment method
• A discussion about the topics treated during the lessons ;
• a discussion on the experimental activity carried out in the laboratory, also on the basis of the written report.
• Students are requested to send the report to the professor by e-mail in word or pdf format at least one week before the exam.
Office hours
8 - 18
Appointments between professor and students can be agreed by e-mail.
Sustainable Development Goals
Staff
-
Mauro Fasoli
-
Anna Galli
-
Marco Martini
