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e-Learning - UNIMIB
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Percorso della pagina
  1. Area di Scienze
  2. Corso di Laurea Magistrale
  3. Fisica [F1703Q - F1701Q]
  4. Insegnamenti
  5. A.A. 2024-2025
  6. 1° anno
  1. Radioattività
  2. Introduzione
Insegnamento Titolo del corso
Radioattività
Codice identificativo del corso
2425-1-F1701Q106
Descrizione del corso SYLLABUS

Syllabus del corso

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Esporta

Obiettivi

Descrizione dei fondamenti del decadimento radioattivo, delle sorgenti radioattive e dei metodi di misura della radioattività.

Contenuti sintetici

Introduzione ai modelli nucleari

Caratterizzazione dei decadimenti radioattivi

Legge del decadimento radioattivo

Sorgenti radioattive naturali: fossili e cosmogeniche

Sorgenti radioattive artificiali

Tecniche per la caratterizzazione delle sorgenti radioattive tramite misure di attività

Tecniche per la caratterizzazione delle sorgenti radioattive tramite misure di concentrazione

Metodi di simulazione per la caratterizzazione di sorgenti radioattive

Programma esteso

Introduzione ai modelli nucleari

  • Caratteristiche generali del nucleo atomico
  • Concetto di difetto di massa
  • Energia di legame dei nucleoni
  • Descrizione della tavola dei nuclidi
  • Modello a goccia e formula di von Weizsäcker

Caratterizzazione dei decadimenti radioattivi

  • Il decadimento alfa
  • Il decadimento beta
  • Il decadimento gamma

Legge del decadimento radioattivo

  • Formulazione generale del decadimento radioattivo
  • Variazione temporale della concentrazione del nucleo radioattivo e dei nuclei figli
  • Definizione di attività e relative unità di misura
  • Applicazione a decadimenti multipli e catene radioattive
  • Condizioni di equilibrio secolare

Sorgenti radioattive naturali: fossili e cosmogeniche

  • La radioattività naturale fossile
  • Le catene radioattive naturali: equilibrio secolare e sua rottura
  • I raggi cosmici primari e secondari
  • Nuclei radioattivi di origine cosmogenica

Sorgenti radioattive artificiali

  • Reazioni nucleari per la produzione di radioattività antropogenica
  • Fondamenti di fissione nucleare: ordigni e reattori nucleari
  • La dispersione della radioattività artificiale nell'ambiente

Caratterizzazione dei rivelatori di radioattività.

  • Interazione radiazione materia
  • Caratteristiche dei rivelatori per misure di radioattività
  • Aspetti connessi allo studio e all'analisi del segnale prodotto dai rivelatori

Tecniche per la caratterizzazione delle sorgenti radioattive tramite misure di attività

  • Spettroscopia alfa
  • Spettroscopia di fotoni: gamma e X
  • Spettroscopia beta
  • Misure di Radon

Metodi di simulazione per la caratterizzazione di sorgenti radioattive

  • I simulatori numerici applicati all'interazione radiazione-materia
  • Metodi per la corretta determinazione delle efficienze di misura

Tecniche per la caratterizzazione delle sorgenti radioattive tramite misure di concentrazione

  • Analisi per spettrometria di massa
  • Analisi per attivazione neutronica
  • Fluorescenza X indotta

Applicazione delle tecniche di misura della radioattività

  • Applicazione alla caratterizzazione dei Beni Culturali
  • Studio di sorgenti di neutroni da acceleratori e da reattori

Prerequisiti

Conoscenze di base della laurea triennale in fisica

Modalità didattica

Lezioni frontali.
Sono inoltre previsti alcuni seminari integrativi che fanno parte del programma del corso.
Sono previste alcune visite ai laboratori di misura per la Radioattività.

Nel periodo di emergenza COVID-19 le lezioni si svolgeranno da remoto asincrono.
Verranno in ogni caso organizzati incontri periodici in videoconferenza sincroni e ove possibile in presenza fisica.
I seminari integrativi verranno comunque erogati in videoconferenza sincrona.
In periodo di emergenza non potranno essere garantite invece le visite ai laboratori di misura per la Radioattività

Materiale didattico

Kenneth S. Krane - Introductory Nuclear Physics, ed. John Wiley & Sons Inc

Merril Eisenbud - Environmental Radioactivity, ed. Academic Press

Glenn Knoll - Radiation detection and measurement, ed. John Wiley & Sons Inc

http://nucleardata.nuclear.lu.se/toi/

http://atom.kaeri.re.kr/

Periodo di erogazione dell'insegnamento

Secondo semestre

Modalità di verifica del profitto e valutazione

Esame orale - Non sono previste prove in itinere

  • Discussione sui vari argomenti discussi durante il corso
  • Analisi di alcuni problemi di radioattività
  • Descrizione di possibili approcci strumentali alle misure di radioattività

Orario di ricevimento

Lunedì - Venerdì previo appuntamento

Sustainable Development Goals

SALUTE E BENESSERE | IMPRESE, INNOVAZIONE E INFRASTRUTTURE
Esporta

Aims

Description of the basics of radioactive decay, of radioactive sources and methods for radioactivity measurements.

Contents

Introduction to nuclear models

Characterization of radioactive decays

Radioactive decay law

Natural radioactive sources: fossils and cosmogenics

Artificial radioactive sources

Activity measurements of radioactive sources

Concentration measurements of radioactive sources

Numerical simulation methods for radioactive source characterization

Detailed program

Introduction to nuclear models

  • General characteristics of atomic nucleus
  • Mass defect concept
  • Binding energies of nucleons
  • Description of table of nuclides
  • Liquid drop model of nuleus and von Weizsäcker formula

Characterization of radioactive decays

  • Alpha decay
  • Beta decay
  • Gamma decay

Radioactive decay law

  • General formula of radioactive decay
  • Variation in time of the concentration and activity of the parent and daughter nuclei
  • Definition of activity and identification of physical units
  • Multiple decays and radioactive chains
  • Secular equilibrium conditions

Natural radioactive sources: fossils and cosmogenics

  • Natural fossil radioactivity
  • Natural radioactive chains: secular equilibrium and its breaking
  • Primary and secondary cosmic rays
  • Cosmogenic radioactive nuclei

Artificial radioactive sources

  • Nuclear reactions for the production of anthropogenic radioactivity
  • Basics of nuclear fission: bombs and nuclear reactors
  • Dispersion of artificial radioactivity in the environment

Characterization of detector for radioactivity measurements

  • Radiation interaction with matter
  • Characterstics of detectors for radioactivity measurements
  • Introduction of signal analysis for nuclear radiation detectors

Characterization of radioactive sources with activity measurements

  • Alpha spectroscopy
  • Gamma and X spectroscopy
  • Beta spectroscopy
  • Radon measurements

Numerical simulation methods for radioactive source characterization

  • Numerical simulation applied to radiation matter interaction
  • Methods to correctly determine the radioactivity measurement efficencies

Characterization of radioactive sources with concentration measurements

  • Mass spectroscopy aalysis
  • Neutron activation analysis
  • X ray fluorescence

Application of radioactivity measurement techniques

  • Cultural Heritage applications
  • Studies on neutron sources from nuclear reactors and accelerators

Prerequisites

Basic knowledge of the three-year degree in physics

Teaching form

Lectures.
Some seminars on specific arguments will be organized as parts of the course program.
Some guided tours to radioactivity measurement laboratories will be organized.

During the COVID-19 emergency period the course will be delivered remotely with asincronous registered lessons.
In any case, videoconference meetings will be periodically organized and, if it will be possible, some meetings in presence will be held.
Seminars will be in any case organized remotely with the support of a videoconference remote connection.
During the emergency period tours to radioactivity measerement laboratories could not be guaranty.

Textbook and teaching resource

Kenneth S. Krane - Introductory Nuclear Physics, ed. John Wiley & Sons Inc

Merril Eisenbud - Environmental Radioactivity, ed. Academic Press

Glenn Knoll - Radiation detection and measurement, ed. John Wiley & Sons Inc

http://nucleardata.nuclear.lu.se/toi/

http://atom.kaeri.re.kr/

Semester

Second semester

Assessment method

Oral examination - No intermediate evaluation will be organized

  • Discussion on argument presented during the course
  • Analysis on some radioactivity aspects
  • Description of possible instrumental approaches to radioactivity measurements

Office hours

Monday - Friday by appointment

Sustainable Development Goals

GOOD HEALTH AND WELL-BEING | INDUSTRY, INNOVATION AND INFRASTRUCTURE
Entra

Scheda del corso

Settore disciplinare
FIS/04
CFU
6
Periodo
Secondo Semestre
Tipo di attività
Obbligatorio a scelta
Ore
44
Tipologia CdS
Laurea Magistrale
Lingua
Italiano

Staff

    Docente

  • EP
    Ezio Previtali
  • MS
    Monica Sisti

Opinione studenti

Vedi valutazione del precedente anno accademico

Bibliografia

Trova i libri per questo corso nella Biblioteca di Ateneo

Metodi di iscrizione

Iscrizione spontanea (Studente)
Iscrizione manuale

Obiettivi di sviluppo sostenibile

SALUTE E BENESSERE - Assicurare la salute e il benessere per tutti e per tutte le età
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IMPRESE, INNOVAZIONE E INFRASTRUTTURE - Costruire una infrastruttura resiliente e promuovere l'innovazione ed una industrializzazione equa, responsabile e sostenibile
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