Obiettivi Formativi

Obiettivi del corso sono quelli di presentare la fisica delle interazioni di radiazioni ionizzanti con la materia, la fisica degli acceleratori di particelle, quella delle sorgenti di radiazioni, la fisica dei rivelatori, la fisica dell'interazione di fasci laser di potenza con la materia, la fisica dei plasmi in equilibrio e in non equilibrio, i concetti di dose e di saper usare alcuni programmi di simulazione computerizzata. Inoltre il corso insegna ad utilizzare alcune tecniche di analisi di laboratorio sugli argomenti descritti.

Learning Goals

Objectives of the course are to present the physics of ionizing radiation interactions with matter, the physics of particle accelerators, that of radiation sources, detector physics, the physics of the interaction of power laser beams with matter, the physics of plasmas in equilibrium and in non-equilibrium, the concepts of dose and knowing how to use some computerized simulation programs. The course also teaches how to use some laboratory analysis techniques on the described topics.

Metodi didattici

Il corso si baserà su un nutrito numero di lezioni teoriche corrispondenti a 7 crediti formativi in classe e di alcune lezioni su argomenti sperimentali che saranno svolte in laboratorio. In quest'ultimo verranno mostrati alcuni sistemi per lo studio di interazioni di radiazioni con la materia, di rivelatori, di metodi per la realizzazione di plasmi e di tecniche di indagini di materiali.

Teaching Methods

The course will be based on a large number of theoretical lessons corresponding to 7 educational credits in class and some lessons on experimental topics that will be carried out in the laboratory. In the latter some systems will be shown for the study of radiation interactions with matter, detectors, methods for the construction of plasmas and techniques for investigating materials.

Prerequisiti

Gli studenti debbono conoscere la Fisica generale I, II e III, la fisica quantistica, la struttura dell'atomo, la matematica I e II e la geometria di base. Gli studenti debbono conoscere la lingua inglese. Debbono saper usare programmi di Windows, come Excel e Origin, ed avere un PC portatile per lanciare programmi di simulazioni.

Prerequisites

Students must know general physics I, II and III, quantum physics, the structure of the atom, mathematics I and II and basic geometry. Students must know English. They must be able to use Windows programs, such as Excel and Origin, and have a portable PC to launch simulation programs.

Verifiche dell'apprendimento

L'esame finale verterà su un colloquio orale che permetterà di stabilire il grado di preparazione acquisito dallo studente nonchè la valutazione di una tesina individuale di approfondimenti scritta che lo studente dovrà svolgere su un argomento assieme al docente.

Assessment

The final exam will focus on an oral interview that will allow you to establish the degree of preparation acquired by the student as well as the evaluation of an individual written paper of in-depth study that the student will have to carry out on a topic chosen together with the teacher.

Programma del Corso

Interazioni 1. Interazioni fotoni-materia e sezioni d'urto 2. Interazioni elettroni-materia e sezioni d'urto 3. Interazioni ioni-materia e sezioni d'urto 4. Interazioni laser-materia e sezioni d'urto Tecniche di analisi di Laboratorio 5. Spettroscopia ottica 6. Spettroscopia a raggi X caratteristica 7. Spettroscopia gamma 8. Rivelazione a tempo di volo 9. Parabola di Thomson 10. Spettrometria di massa Applicazioni 11. Impiantazione ionica 12. Analisi RBS 13. Analisi ERDA 14. Attivazione nucleare 15. Analisi NRA 16. Proton-terapia 17. Sorgenti LIS 18. Nuove Tecniche di accelerazione Programmi di simulazione 19. SRIM 20. SREM 21. Opera 3D 22. Database NIST Acceleratori 23. Acceleratori Lineari 24. Acceleratori Circolari 25. Cenni su Reattori Nucleari di Fissione e di Fusione 26. Cenni di dosimetria Misure in Laboratorio Interazione laser-materia - Produzione di Plasmi - Misure TOF- Misure MQS- Misure spettri XRF.

Course Syllabus

Interactions 1. Photon-matter interactions and cross sections 2. Electron-matter interactions and cross-sections 3. Ion-material interactions and cross sections 4. Laser-matter interactions and cross-sections Laboratory analysis techniques 5. Optical spectroscopy 6. Characteristic X-ray spectroscopy 7. Gamma spectroscopy 8. Time of flight revelation 9. Parable of Thomson 10. Mass spectrometry Applications 11. Ionic implantation 12. RBS analysis 13. ERDA analysis 14. Nuclear activation 15. NRA analysis 16. Proton therapy 17. LIS sources 18. New acceleration techniques Simulation programs 19. SRIM 20. SREM 21. 3D Opera 22. NIST Database Accelerators 23. Linear accelerators 24. Circular accelerators 25. Notes on Nuclear Fission and Fusion Reactors 26. Elements of dosimetry Laboratory measurements Laser-matter interaction - Plasma production - TOF measurements - MQS measurements - XRF spectra measurements.