Apparecchiature Dell'area Radiologica E Controlli Di Qualita' 2018/2019

Onde

Fenomeni ondulatori e grandezze caratterizzanti le onde: ampiezza, lunghezza d’onda, frequenza, periodo, velocita`. Onde trasversali e longitudinali.Trasporto di energia. Legge dell’attenuazione per onde sferiche (inverso del quadrato della distanza, con dimostrazione).

Leggi dell’ottica geometrica: riflessione, rifrazione. Ottica ondulatoria: interferenza, diffrazione.

Onde sonore e ultrasoniche. Effetto Doppler (senza formule).

Luce e spettro energetico delle onde elettromagnetiche.

Introduzione alla Meccanica Quantistica e Modelli Atomici

La crisi della fisica classica e la vecchia teoria dei quanti: la radiazione di corpo nero e l’ipotesi di quantizzazione di Planck, l’effetto fotoelettrico e il comportamento corpuscolare della luce, modelli

atomici di Thomson e Rutherford. Gli spettri di emissione e assorbimento degli atomi e il modello di Bohr.

I fondamenti della meccanica Quantistica: comportamento delle particelle macroscopiche, delle onde e delle particelle microscopiche. Esperimento di Davisson e Germer e diffrazione degli elettroni. Principio di indeterminazione di Heisemberg. Dualismo onda-particella. Funzione d’onda e interpretazione probabilistica. Meccanica classica come caso limite della meccanica quantistica.

Gli atomi complessi e i numeri quantici. Configurazioni elettroniche, principio di esclusione di Pauli e tavola periodica.  

Introduzione alla Fisica del Nucleo e Radioattivita`

Struttura del nucleo atomico. Forza nucleare. Numero atomico e numero di massa. Isotopi. Difetto di massa ed energia di legame. Curva dei nuclei stabili ed eccesso di neutroni.

Radioattivita`: decadimenti alfa, beta, gamma;  conservazione del numero di nucleoni; legge del decadimento radioattivo; attivita`; tempo di dimezzamento e vita media.

Metodi di produzione di radioisotopi per uso medico-nucleare: fissione, attivazione con neutroni, generatori e reazioni indotte da particelle accelerate.

Interazione Radiazione-Materia

Radiazioni usate in medicina. Interazione degli elettroni con la materia: ionizzazione ( e diseccitazione atomica. Emissione di raggi X caratteristici), e Bremmstrahlung (e emissione di raggi X a spettro continuo). Spettro energetico dei raggi X.

Modalita` di interazione dei fotoni con la materia: Effetto fotoelettrico, probabilita` in funzione di energia e numero atomico; Diffusione Compton, energia ceduta agli elettroni e residua, distribuzione angolare dei fotoni diffusi, probabilita` in funzione di energia e numero atomico;  Creazione di coppie e sua probabilita`. Probabilita` totale di interazione dei fotoni.

Legge dell’ attenuazione dei fotoni e coefficiente di attenuazione lineare. Strato emivalente.

Effetti biologici delle radiazioni ionizzanti

Grandezze dosimetriche: dose assorbita, equivalente, efficace, impegnata. Effetti deterministici e stocastici delle radiazioni sugli organismi biologici.

Bibliografia consigliata

Lezione 1:  Giancoli, paragrafi 11-7, 11-8, 11-9, 11-11, 11-13, 12-1, 12-8, 22-5, 24-3.

Lezione 2:  Dispense sull’Introduzione alla Meccanica Quantistica, Giancoli, paragrafi da 28-5 a  28-8. Lezione 3:  Giancoli, paragrafi da 30-1 a 30-8. Dispense sui Metodi di produzione di radioisotopi.

Lezione 4:   Passariello, paragrafo 1.6 e capitolo 2 completo. Slides della lezione in aula.