Questo insegnamento, collocato al primo semestre del terzo anno, intende fornire agli studenti di Ingegneria Fisica le basi teoriche della fisica moderna nei due ambiti dei nuclei atomici e delle particelle elementari, con riferimento sia all'ambiente terrestre sia a fenomeni a scala astronomica, e delle tecnologie nucleari applicate al settore biomedicale.
Il corso è suddiviso in due parti: nella prima sono trattati gli aspetti fondamentali della fisica dei nuclei e delle particelle elementari. Nella seconda parte lo studente apprende nozioni basilari della fisica nucleare applicata alla medicina.

- Conoscenza della teoria del nucleo atomico.
- Conoscenza del comportamento delle particelle elementari.
- Capacità di applicare la teoria nucleare alla medicina.
- Capacità di utilizzare dispositivi biomedicali basati su tecnologie nucleari.

- Fisica di base (meccanica, termodinamica, elettromagnetismo, ottica ondulatoria, elementi di struttura della materia)
- Meccanica quantistica e statistica.
- Matematica di base.
- Elementi di elettronica ed elettrotecnica.

Caratteristiche fondamentali dei nuclei, energie di legame, proprietà della forza nucleare, modelli nucleari, reazioni nucleari (2 cr.)
Decadimenti radioattivi alfa, beta, gamma e connesse applicazioni tecnologiche. Principi fisici della fissione e fusione nucleare. Reazioni termonucleari nelle stelle. Fenomenologia delle particelle elementari, interazioni fondamentali e leggi di conservazione. (2 cr.)
Introduzione agli acceleratori di particelle. Interazione della radiazione con la materia. Rivelatori di particelle e di radiazione ionizzante. Effetti biologici della radiazione. Immagini con radiazione ionizzante. Risonanza magnetica nucleare. Radioterapia ed adroterapia (2cr.)

Le esercitazioni in aula riguardano la risoluzione di semplici problemi, con applicazioni di quanto trattato nelle lezioni immediatamente precedenti.

- Introductory Nuclear Physics, K. S. Krane, Wiley (1988)
- Nuclear Physics and Particle Physics ' B. R. Martin, Wiley (2009).
- Nuclear Physics ' Principles and Applications, J. Lilley, Wiley (2001)


Materiale messo a disposizione dal Docente
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I testi, scelti tra quelli elencati, saranno comunicati a lezione dal docente titolare dell'insegnamento
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L'esame finale comprende uno scritto e un orale. Lo scritto comprende a) semplici problemi simbolici o numerici relativi agli argomenti principali della fisica nucleare e delle sue applicazioni (caratteristiche fondamentali dei nuclei e delle particelle elementari, applicazioni biomediche), e ogni problema è articolato su 2-3 punti; b) quesiti su tutto il programma svolto a lezione.
Il voto massimo conseguibile nella parte di problemi è di 20 trentesimi, quello conseguibile nella parte di quesiti è di 10 trentesimi. Il tempo complessivamente assegnato per la prova è di 1.5 ore, e per superare lo scritto occorre ottenere un punteggio complessivo pari a 18 trentesimi. L'orale ha una durata di circa 20', e riguarda tutti gli argomenti trattati nelle lezioni. Il voto finale è una media pesata della valutazione di scritto e orale. E' possibile acquisire punti aggiuntivi con relazioni di approfondimento su argomenti specifici.