Course Syllabus
Obiettivi
Fornire le conoscenze e gli strumenti di base utili alla valutazione e prevenzione dei danni derivanti dall'esposizione alla radiazione ionizzante nell'ambiente esterno, nell'ambiente lavorativo e nelle pratiche mediche.
Al termine del corso, lo studente avrà acquisito:
- Conoscenza e comprensione dei fenomeni fisici alla base dell’interazione tra radiazione ionizzante e materia, nonché dei principali metodi di misura e protezione;
- Capacità di applicare conoscenza e comprensione alla valutazione qualitativa e quantitativa dei rischi radiologici in ambito ambientale, occupazionale e medico;
- Autonomia di giudizio nel riconoscere situazioni a rischio e nel proporre adeguate misure di prevenzione;
- Abilità comunicative nel riferire risultati e valutazioni a interlocutori anche non specialisti;
- Capacità di apprendimento necessarie per approfondire in autonomia le tematiche connesse alla radioprotezione.
Contenuti sintetici
- La radiazione ionizzante.
- La radioprotezione.
- Sorgenti di radiazione ionizzante.
- Interazioni con la materia delle particelle cariche, dei fotoni e dei neutroni.
- Effetti biologici della radiazione ionizzante.
- Dosimetria e radioprotezione.
- Teoria della cavità e misura della dose.
- Macchine radiogene ed isotopi artificiali in medicina e nell'industria.
- Schermature.
Programma esteso
- La radiazione ionizzante come agente fisico: cenni storici, principii della protezionistica, effetti biologici e sanitari, cenni di epidemiologia.
- Introduzione al decadimento radioattivo.
- Sorgenti di radiazione ionizzante: radiazioni di origine cosmica, naturale e artificiale.
- Interazioni della radiazione ionizzante con la materia: elettroni e particelle pesanti, fotoni, neutroni.
- Effetti biologici della radiazione ionizzante.
- Dosimetria: grandezze radiometriche, dosimetriche (kerma, dose ed esposizione).
- Radioprotezione: grandezze protezionistiche per esposizione esterna e interna, grandezze operative, radioprotezione dei lavoratori e della popolazione nella normativa italiana.
- Esempi di calcolo della dose per esposizione esterna ed interna. Alti esempi di esposizione: il radon, i raggi cosmici.
- Teoria della cavità e metodi strumentali di misura della dose.
- Dosimetria di neutroni: kerma da neutroni, strumentazione per la dosimetria.
- Macchine radiogene: produzione di raggi X, imaging con raggi X in medicina e nell'industria.
- Produzione ed uso di isotopi artificiali: in medicina, nell'industria, il Tecnezio-99m.
- Schermature: per beta, gamma e neutroni, metodi pratici per il calcolo delle barriere per sorgenti gamma e per raggi X per uso medico.
Prerequisiti
I contenuti dei corsi di fisica e di laboratorio dei primi due anni.
Modalità didattica
24 lezioni da 2 ore svolte in modalità erogativa in presenza (6 cfu).
Materiale didattico
- Slides del corso su elearning
- M. Eisenbud e T. Gesell, "Environmental Radioactivity", Academic Press, 1997
- N. J. Carron, “An Introduction to the Passage of Energetic Particles through Matter”, Taylor and Francis, 2007
- U. Amaldi, "Fisica delle radiazioni ad uso di radiologi, radiobiologi e protezionisti", Bollati Boringhieri, 1971
- Landolt-Börnstein; vol 4, "Radiological Protection", Springer 2005
- J. E. Martin, “Physics for Radiation Protection”, Wiley, 2013
- F. H. Attix, “Introduction to Radiological Physics and Radiation Dosimetry”, Wiley, 2005
- J.R. Greening, “Fundamentals of Radiation Dosimetry”, Taylor & Francis, 1985
- H.E. Johns e J. Cunningham, “The Physics of Radiology”, Charles Thomas Publisher, 1983
- M. Pelliccioni, "Fondamenti fisici della radioprotezione", Bologna Pitagora, 1993
- A. Webb, "Introduction to biomedical imaging", Wiley, 2003
Periodo di erogazione dell'insegnamento
Anno di corso: III°, 2° semestre
Modalità di verifica del profitto e valutazione
Esame orale sugli argomenti svolti a lezione.
Il colloquio inizia con un argomento del corso scelto dallo studente.
La prova ha l'obiettivo di accertare la comprensione generale della radioprotezione negli ambiti discussi a lezione e dei suoi principi fondamentali.
Si valuterà anche la capacità di impiegare le tecniche presentate nel corso per la stima delle esposizioni in condizioni di irraggiamento particolarmente semplici.
Saranno valutati anche eventuali approfondimenti, per esempio tramite gli innumerevoli testi suggeriti durante il corso, e la capacità espositiva.
Voto in trentesimi 18-30/30
Non sono previste prove in itinere.
Orario di ricevimento
Su appuntamento per email
Sustainable Development Goals
Aims
Provide the basic knowledge and tools needed to evaluate and protect from the harmful effects caused by the exposure to ionizing radiation present in the external environment, in the working places and in the medical practices.
By the end of the course, the student will have acquired:
- Knowledge and understanding of the physical phenomena underlying the interaction between ionizing radiation and matter, as well as of the main measurement and protection methods;
- Ability to apply knowledge and understanding to the qualitative and quantitative assessment of radiological risks in environmental, occupational, and medical contexts;
- Independent judgment in identifying risk situations and proposing appropriate prevention measures;
- Communication skills in reporting results and assessments to both specialist and non-specialist audiences;
- Learning skills necessary to independently deepen their understanding of topics related to radiation protection.
Contents
- Ionizing radiation
- Radiation protection
- Sources of ionizing radiation.
- Interactions of radiation with matter.
- Biological effects of ionizing radiation.
- Dosimetry and radiation protection.
- Cavity theory and dosimetry instrumentation.
- Production of X-rays and artificial isotopes for medical and industrial applications.
- Radiation shielding.
Detailed program
- Ionizing radiation: discovery and early history, radiation protection principles, biological and health effects, epidemiology.
- Introduction to radioactive decay.
- Sources of ionizing radiation: cosmic and cosmogenic radiation, natural and artificial radioactivity.
- Interactions of radiation with matter: electrons and heavy charged particles, photons, neutrons.
- Biological effects of ionizing radiation.
- Dosimetry: radiometric quantities, dosimetric quantities (kerma, dose, exposure)
- Radiation protection: radiation protection quantities (external and internal exposure), operational quantities, limiting quantities for workers and the population and Italian regulation.
- Internal and external dose calculation examples. Radon and cosmic rays doses.
- Cavity theory and dose measurement methods.
- Neutron dosimetry: neutron kerma, dosimetry instrumentation.
- X-ray production, X-ray imaging in medical and industrial applications.
- Production and use of artificial isotopes: medical and industrial applications, Tecnetium-99m.
- Radiation shielding: beta, gamma and neutron shielding, practical dimensioning of protective barriers in medical X-ray installations and for gamma sources.
Prerequisites
Physics and laboratory courses of the first two years
Teaching form
24 2-hour lectures conducted in person and in delivery mode (6 cfu).
Textbook and teaching resource
- Course slides on elearning
- M. Eisenbud e T. Gesell, "Environmental Radioactivity", Academic Press, 1997
- N. J. Carron, “An Introduction to the Passage of Energetic Particles through Matter”, Taylor and Francis, 2007
- U. Amaldi, "Fisica delle radiazioni ad uso di radiologi, radiobiologi e protezionisti", Bollati Boringhieri, 1971
- Landolt-Börnstein; vol 4, "Radiological Protection", Springer 2005
- J. E. Martin, “Physics for Radiation Protection”, Wiley, 2013
- F. H. Attix, “Introduction to Radiological Physics and Radiation Dosimetry”, Wiley, 2005
- J.R. Greening, “Fundamentals of Radiation Dosimetry”, Taylor & Francis, 1985
- H.E. Johns e J. Cunningham, “The Physics of Radiology”, Charles Thomas Publisher, 1983
- M. Pelliccioni, "Fondamenti fisici della radioprotezione", Bologna Pitagora, 1993
- A. Webb, "Introduction to biomedical imaging", Wiley, 2003
Semester
3rd year, 2nd semester
Assessment method
Oral examination on the topics presented during the course.
The colloquium starts with the student exposing a topic he has chosen from the course program.
The exam aims to ascertain a general understanding of radioprotection in the areas discussed in class and its fundamental principles. The ability to use the techniques presented in the course for estimating exposures in particularly simple irradiation conditions will also be evaluated.
Any further studies, for example through the numerous texts suggested during the course, and presentation skills will also be considered.
Exam grade 18-30/30
No intermediate test is planned.
Office hours
On appointment by email.
Sustainable Development Goals
Staff
-
Angelo Enrico Lodovico Nucciotti
