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2018/19

Elementi di fisica nucleare

Il corso ha come obiettivo l'introduzione delle principali proprietà della fisica moderna, della struttura e dell'interazione nucleare, delle reazioni nucleari e delle particelle elementari. Le lezioni prevedono approfondimenti di carattere multidisciplinare relativi alla fisica atomica e nucleare, dando particolare enfasi alla descrizione delle evidenze sperimentali ed alle diverse applicazioni ingegneristiche connesse al campo dell'energia, dell'industria, dello spazio, dell'ambiente e della biomedicina.

Elementi di fisica nucleare

The aim of the course is to introduce the main physical principles related to modern physics, atomic and nuclear structure, nuclear reactions and particle physics. The course provides insights on multidisciplinary topics giving special emphasis on the description of the experimental concepts and to several technology applications to the field of the energy, industry, aerospace, environment and medicine.

Elementi di fisica nucleare

Conoscenza dei principi fondamentali della fisica moderna, della fisica atomica e dell'interazione nucleare. Capacità di comprensione delle principali applicazioni ingegneristiche e tecnologiche connesse con i fenomeni subatomici trattati.

Elementi di fisica nucleare

The goal is the acquisition of the basic modern physics laws and principles related to atomic and nuclear interaction, nuclear stability, nuclear reactions. Understanding of the fundamental scientific and industrial applications related to the subatomic phenomena.

Elementi di fisica nucleare

Fisica di base (meccanica, termodinamica, elettromagnetismo).

Elementi di fisica nucleare

Basics of physics (mechanics, thermodynamics, electromagnetism).

Elementi di fisica nucleare

- Principi di relatività ristretta ed equivalenza di Einstein tra massa ed energia. Elementi di cinematica e dinamica in reazioni nucleari. Principi della meccanica quantistica. Modelli atomici. Esperimenti ed applicazioni scientifiche e tecnologiche. Evidenze sperimentali dell'esistenza del nucleo. Sezione d'urto totale e differenziale. Dimensione, forma e densità del nucleo. Stabilità del nucleo, energia di legame nucleare, formula semiempirica di massa, modello a goccia. Livelli energetici dei nuclei e modello a Shell. Proprietà generali delle reazioni nucleari e delle forze nucleari. Evidenze sperimentali ed applicazioni scientifiche e tecnologiche. (32 ore) - Legge statistica dei decadimenti radioattivi, radioattività ambientale, principali unità di misura della radiazione, esempi ed applicazioni. Decadimenti radioattivi alfa, beta e gamma. Interazione e diffusione di particelle cariche nella materia. Applicazioni scientifiche, energetiche, aerospaziali, biomediche. (16 ore) - Principi fisici della fissione e fusione nucleare, principali reazioni di fusione termonucleare nelle stelle ed in reattori. Introduzione alle particelle elementari. (12 ore)

Elementi di fisica nucleare

- Introduction to special relativity. Mass-energy equivalence. Kinematics and dynamics in nuclear reactions. Basics elements in quantum mechanics and atom physics. Experiments and technological applications. Introduction to scattering processes, total and differential cross section. Nuclear shapes and sizes, charge and matter distribution. Nuclear stability, binding energy, semi-empirical mass formula, liquid drop model. Magic numbers and Shell model. General properties of nuclear reactions and the nuclear force. Experiments and technological applications. (32 hours) - The radioactive decay law, production and decay of radioactivity, growth of daughter activities. Natural radioactivity, radioactivity dating, units for measuring radiation. Experiments and applications. Alpha, Beta, Gamma decays. Interaction of radiation with matter. Scientific, industrial and biomedical applications. (16 hours) - Physical principles of nuclear fission and fusion. Thermonuclear reactions in the stars and in reactors. Introduction to elementary particles. (12 hours)

Elementi di fisica nucleare

Elementi di fisica nucleare

Elementi di fisica nucleare

Il corso si articola in 46 ore di teoria e 14 ore di esercitazioni. Le lezioni sono strutturate al fine di favorire la comprensione dei vari argomenti introducendo la trattazione teorica e modellistica in stretta connessione con le evidenze sperimentali e con le possibili applicazioni tecnologiche ed industriali. Le esercitazioni in aula riguardano la risoluzione di semplici problemi, con applicazioni di quanto trattato nelle lezioni.

Elementi di fisica nucleare

The course consists of 46 hours of theoretical lessons and 14 hours of class exercises. The lessons are structured in order to favor the understanding of the various topics by introducing the theoretical and modeling treatment in close connection with the experimental observations and with the related technological and industrial applications. Problems and exercises related to the lessons subjects will be solved in the tutorial classes.

Elementi di fisica nucleare

- Halliday, Resnick, Fondamenti di fisica. Fisica moderna – Casa Editrice Ambrosiana. - Introductory Nuclear Physics, K. S. Krane, Wiley - Nuclear Physics, Principles and Applications, J. Lilley, Wiley - Dispense fornite dal docente sul portale della didattica.

Elementi di fisica nucleare

- Halliday, Resnick, Fundamental physics. Modern physics, Wiley - Introductory Nuclear Physics, K. S. Krane, Wiley - Nuclear Physics, Principles and Applications, J. Lilley, Wiley - Learning material provided online by the teacher.

Elementi di fisica nucleare

Modalità di esame: prova scritta; prova orale facoltativa;

Elementi di fisica nucleare

L'esame comprende uno scritto ed un orale facoltativo richiesto dallo studente. L'esame è finalizzato a verificare le competenze di cui sopra (cfr Risultati dell'apprendimento attesi), accertare la conoscenza degli argomenti elencati nel programma, con la comprensione delle connesse applicazioni tecnologiche, e la capacità di elaborare le nozioni teoriche acquisite per la soluzione di problemi. Lo scritto consiste in problemi simbolici/numerici e domande di teoria a risposta aperta su tutto il programma, al fine di accertare la capacità di risoluzione di quesiti e calcoli, di verificare un’adeguata conoscenza dei principi di fisica moderna e dell’interazione nucleare, anche in stretta connessione con le applicazioni tecnologiche ed industriali. Il tempo complessivamente assegnato per la prova è di 2h e per superare lo scritto occorre ottenere un punteggio complessivo pari a 18/30; il punteggio massimo conseguibile con lo scritto è pari a 30/30. Durante lo scritto non si possono portare in aula libri di alcun tipo o appunti del corso. Può essere consentito l’uso di una calcolatrice non programmabile. L'orale riguarda tutti gli argomenti trattati nelle lezioni, al fine di accertare la comprensione dei fenomeni nucleari, della radiazione e connesse applicazioni tecnologiche. Il voto finale consiste nella media della valutazione conseguita nella prova scritta e nell'orale.

Elementi di fisica nucleare

Exam: written test; optional oral exam;

Elementi di fisica nucleare

The goal of the exam, in line with the quoted expected learning outcomes, is to test the knowledge of the candidate about the topics included in the program and to verify the skill in the understanding of the most important technological applications connected to the nuclear interaction and in the solution of problems. The exam involves a written and an optional oral proof at the request of the student. The written proof includes simple problems (either symbolic or numeric) and open questions about all the subjects of the course, to test ability in problem solving and a wide knowledge of the basic concepts on modern and nuclear physics. The total allotted time is 2 hrs. The written proof is passed with a total score of at least 18/30; the maximum score is 30/30. During the written examination, students can only use a portable calculator as a supporting material. The oral proof is about all subjects treated in the lectures and is mainly oriented to test the understanding of the nuclear phenomenology, nuclear radiation and connected technological applications. The final mark is the average of written/oral scores.



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