Conoscenze acquisite nei corsi di Fisica Generale.

Il corso mira a fornire alla studente i concetti di base relativi ai meccanismi principali di interazione radiazione-materia, alla radioattività, alla radioprotezione e alle applicazioni in ambito medico (sia diagnostico che di cura) della Fisica.

Acquisire i concetti di base relativi alla radioattività, alla radioprotezione ed alle applicazioni in ambito biomedico della fisica.

Lezioni frontali.

L'esame consiste in una prova orale.

COMMISSIONE ESAMI DI PROFITTO:

PRESIDENTE : Prof. Gianluca QUARTA

COMMISSARI : Prof. Antonio SERRA; Prof. :Lucio CALCAGNILE

SUPPLENTI       : Dr. Giovanni Buccolieri, Dr. Giorgio DE NUNZIO

La Radioattività naturale. Cenni Storici. Isotopi stabili e instabili. Gli isotopi del carbonio. Abbondanza isotopica. Isobari e isotoni. I decadimenti radioattivi.

Tempo di dimezzamento. Le serie radioattive. Le sorgenti di radiazione gamma, beta, alfa e di neutroni. Datazione con il radiocarbonio.

Interazione radiazione materia. La perdita di energia delle particelle cariche pesanti e leggere. Potere frenante. La curva di Bragg. Range e straggling.

L'interazione dei raggi X e raggi gamma con la materia. Interazione degli elettroni. Interazione dei positroni.Effetto fotoelettrico. Effetto Compton. Produzione di coppie.

L'interazione dei neutroni con la materia.

Interazione radiazioni-ionizzanti materia. Particelle cariche pesanti. Legge di Bethe e Bloch. Fotoni: effetto fotoelettrico, effetto Compton, produzione di coppie. Interazione dei neutroni con la materia.

Rischio da esposizione a radiazioni ionizzanti. Grandezze dosimetriche. Danni e fattori di rischio. Effetti biologici delle radiazioni ionizzanti. Effetto diretto e indiretto. L'irradiazione del corpo umano. Relazione dose-effetto. Indice di rischio globale. La radioattività intrinseca nel corpo umano. Il Radon. Caratteristiche fisico-chimiche. Gli isotopi del Rn. Tecniche di misura del Rn. Tecniche attive e passive. Radiazione ionizzante nell'ambiente. Radiazione naturale. Radiazione antropica. L'inquinamento ambientale da sostanze radioattive. La radioattività del suolo. Ingestione di alimenti contaminati. Il trasporto di radionuclidi nell'ambiente terrestre.

Concentrazione di radionuclidi in alcuni componenti della dieta. Sostanze radioattive nelle acque.

Radioprotezione. Principi di base della radioprotezione. Raccomandazione internazionali. Unità dosimetriche. Dose assorbita, dose equivalente, dose efficace. La normativa italiana: cenni.

Rivelatori di radiazione.  Proprietà generali dei rivelatori di radiazione. Risoluzione energetica. Efficienza. Tempo morto. Elettronica di conteggio. Camere a ionizzazione.

Contatori proporzionali. Contatori Geiger-Muller. Rivelatori a scintillazione. Scintillatori organici ed inorganici. Fotomoltiplicatori.

Fotodiodi. Spettroscopia gamma. Rivelatori di neutroni. Cenni di dosimetria.

Acceleratori di Particelle. Cenni storici. Ciclotrone. Betatrone. Sincrotrone. Acceleratori Van de Graaff,  Tandem. Acceleratori lineari. Impiego degli acceleratori in medicina.

Radiodiagnostica e radioterapia. 

Radiodiagnostica da irraggiamento X. Radiodiagnostica con radionuclidi. Periodo di dimezzamento effettivo. Impiego dello iodio. Tipologie di sorgenti impiegate. Radioterapia convenzionale. Adroterapia. Il sincrotrone del Centro CNAO. Dose assorbita da un organo. Il metabolismo dei radionuclidi. Le funzioni metaboliche.

Modello dosimetrico per il sistema respiratorio, per il tratto gastro-intestinale, per l'osso.  Il calcolo dell'accumulo corporeo. Radioprotezione. Classificazione dei lavoratori e delle zone di lavoro sorveglianza fisica e sorveglianza medica. I materiali da schermo.  Dosimetri ambientali e personali. Dispositivi di protezione e monitoraggio. Dosimetri a TL.

Le radiazioni in medicina. La radiazione elettromagnetica e l'emissione termica. Campi elettromagnetici a bassa frequenza e a radiofrequenza.

Le microonde in medicina. Radiazione infrarossa, visibile e UV. Dispositivi laser in medicina. Effetti biologici dei raggi ultravioletti. Caratteristiche delle onde ultrasonore.

Frantumazione dei calcoli. Ecografia ed ecocardiografia. Diagnostica con i raggi X. Tomografia Assiale Computerizzata. Tomografia ad Emissione di Positroni. Risonanza magnetica.

Radiation Detection and Measurements,  G. F. Knoll, John Wiley &Sons

Fenomeni Radioattivi, G. Bendiscioli, Springer-Verlag

Fisica Biomedica, D. Scannicchio, EDISES

Fondamenti di Medicina Nucleare. Tecniche e Applicazioni, D. Volterrani, P.A. Erba, P. Mariani, Springer.