Obiettivi Formativi

Obiettivo del corso è quello di studiare i diversi processi che caratterizzano l'interazione di radiazioni con la materia. In particolare si studieranno i processi di interazione di fotoni, ioni, elettroni e neutroni con la materia. Anche l'interazione laser-materia verrà studiata. Verranno presentate le alcune tecniche di indagine e di trattamento che fanno uso di queste interazioni nela campo scientifico. Saranno studiati anche alcuni tipi di rivelatori di radiazioni.

Learning Goals

Aim of the course is to study the different processes that characterize the interaction of radiation with matter. In particular, it will study the processes of interaction of photons, ions, electrons, and neutrons with matter. Also laser-matter interaction will be studied. Will present some techniques of investigation and treatment who use these interactions in the scientific field.Will be studied as well as some types of radiation detectors.

Prerequisiti

Gli studenti debbono già conoscere i concetti di Fisica generale I, II e III, e i concetti di matematica di base I e II. Debbono conoscere la struttura dell'atomo e cenni di fisica quantistica.

Prerequisites

Students must already know the concepts of General Physics I, II and III, and the concepts of basic mathematics I and II. Must know the structure of atoms and quantum physics.

Programma del Corso

1) Interazione di fotoni con la materia: Diffusione elastica - Effetto Fotoelettrico - Effetto Compton - Produzione di coppie – Coefficienti di attenuazione – Calcolo di esposizione, di dose assorbita e di energia trasferita – Metodi di rivelazione - Possibili applicazioni – Effetti Biologici. 2) Interazione di ioni con la materia: Meccanismi di energy loss – Scattering Rutherford - Stopping power – Formula di Bethe – Stopping power in acqua ed in altri materiali – Range e Straggling – Produzione di raggi delta – Linear Energy Transfer ed Ion tracks– Scattering multipli – Radiazione di frenamento – Produzione di reazioni nucleari – Produzione di ion sputtering – Metodi di rivelazione – Possibili applicazioni – Programma di simulazione TRIM - Effetti Biologici. 3) Interazione di elettroni con la materia: Stopping power collisionale – Stopping power radiativo – Range e Straggling – Scattering Colombiano multiplo – Produzione di elettroni secondari – Metodi di rivelazione - Possibili applicazioni – Effetti Biologici. 4) Interazione di neutroni e di frammenti di fissione con la materia: Metodi di produzione e di rivelazione – Processi di frenamento e di termalizzazione – Sezioni d’urto – Possibili applicazioni – Effetti Biologici. 5) Interazione di radiazioni elettromagnetiche non ionizzanti con la materia: Campi elettrici e magnetici a bassa frequenza – Radiofrequenza e microonde – Specific Absorption Rate (SAR) - Radiazione infrarossa – Radiazione ultravioletta – Coefficienti di assorbimento - Misure di campo e di dose – Interazione Laser-materia - Protezione da radiazione laser. 6) Radioprotezione Cenni su normative di protezione europee – Metodi di monitoraggio – Misure dosimetriche – Schermature e metodi di protezione – Ruolo degli Esperti Qualificati e dei Medici Autorizzati.

Course Syllabus

1) Interaction of photons with matter: Elastic-scattering photoelectric effect-Compton Effect-producing couples – attenuation Coefficients – calculation of exposure, absorbed dose and energy transferred – detection Methods-possible applications – biological effects. 2) Interaction of ions with matter: Energy loss mechanisms – Rutherford Scattering-Stopping power – Bethe Formula – Stopping power in water and in other materials – and Range Straggling – production of delta rays – Linear Energy Transfer and Ion tracks – multiple Scattering – braking radiation-producing nuclear reactions – production of ion sputtering – detection Methods – applications – TRIM simulation program-biological effects. 3) electron Interaction with matter: Stopping power – collisional radiative Stopping power and Straggling – Range – Colombian multiple Scattering – production of secondary electrons – detection Methods-possible applications – biological effects. 4) interaction of neutrons and fission fragments with matter: Production methods and of revelation – braking processes and thermalization – Shock sections – applications – biological effects. 5) interaction of non-ionising electromagnetic radiation with matter: Electric and magnetic fields at low frequency Rf and microwaves – – Specific Absorption Rate (SAR)-infrared-ultraviolet-absorption Coefficient-measures of field and dose – Laser-matter Interaction-protection against laser radiation. 6) radiation protection Notes on European security regulations – Monitoring Methods – dosimetric Measurements – Shielding and protection methods – role of qualified experts and doctors.