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Oggetto:
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FISICA APPLICATA IN AMBITO RADIOLOGICO

Oggetto:

PHYSICS APPLIED TO RADIOLOGY

Oggetto:

Anno accademico 2021/2022

Codice attività didattica
MED 2825
Docenti
Dott. Osvaldo Rampado
Dott. Andrea Peruzzo Cornetto (Docente Titolare dell'insegnamento)
Dott.ssa Veronica Richetto (Docente Titolare dell'insegnamento)
Corso di studio
[f007-c313] laurea i^ liv. in tecniche di radiologia medica, per immagini e radioterapia (ab.pr. san. di radiologia medica) - a torino
Anno
1° anno
Periodo
Primo semestre
Tipologia
Caratterizzante
Crediti/Valenza
6
SSD attività didattica
FIS/07 - fisica applicata (a beni culturali, ambientali, biologia e medicina)
ING-INF/07 - misure elettriche ed elettroniche
MED/36 - diagnostica per immagini e radioterapia
Erogazione
Tradizionale
Lingua
Italiano
Frequenza
Obbligatoria
Tipologia esame
Scritto ed orale
Prerequisiti
Nozioni di base di fisica ed elettromagnetismo fornite durante gli studi secondari superiori. Non vi sono insegnamenti propedeutici.

Basics of physics and electromagnetism provided during upper secondary education . There aren’t preparatory courses.

Propedeutico a
Insegnamenti 2° e 3° anno
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Sommario del corso

Oggetto:

Obiettivi formativi

L'Insegnamento si propone di: fornire agli studenti gli strumenti per valutare e interpretare i fenomeni elettrici, allo scopo di comprendere le basi delle reti elettriche in corrente continua ed alternata, le proprietà dei campi elettrici e dei campi magnetici e di acquisire conoscenze di base su componentistica elettronica, semiconduttori e circuiti digitali.
Si propone altresì di fornire conoscenze introduttive alla fisica delle radiazioni ionizzanti, indispensabili alla comprensione del funzionamento delle apparecchiature radiologiche, ed una conoscenza di base della strumentazione e delle tecniche per la misura della dose ambientale e personale, nonché illustrare approfonditamente i principi filosofici alla base della moderna radioprotezione, basati sui documenti ICRU, con particolare riferimento alla legislazione vigente in Italia.

The teaching aims to: provide students with the tools to assess and interpret the electrical phenomena, in order to understand the basics of electricity grids in direct and alternating current, the properties of electric fields and magnetic fields and to acquire basic knowledge of electronic components, semiconductors and digital circuits .
The teaching also aims to provide basic knowledge about physics of ionizing radiation, essential to understanding the functionality of X-ray equipment, and a basic knowledge about ambient/personnel dose rate measuring techniques and instrumentation. Moreover an aim is to illustrate in detail the philosophical principles at the basis of modern radiation protection, based on ICRU documents, with particular reference to the current Italian legislation.

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Risultati dell'apprendimento attesi

 Al termine lo studente dovrà:
- aver acquisito le nozioni di base di elettronica per comprendere il funzionamento delle apparecchiature radiologiche
- conoscere le basi della fisica delle radiazioni, i meccanismi di generazione delle radiazioni ionizzanti ed i principali tipi di interazione di quest'ultime con la materia    
- conoscere le proprietà fondamentali delle radiazioni ionizzanti utilizzate in ambito sanitario, le loro unità di misura e le principali formule .
- conoscere il funzionamento delle apparecchiature per la misurazione della dose ambientale e personale utilizzate in ambito sanitario anche all’interno delle apparecchiature radiologiche studiate
- conoscere i principi di radioprotezione e saperli applicare sul lavoro

 At the end, students must:
- Have acquired basics of electronics to understand the functioning of X-ray equipment
- Know the basics of radiation physics, the mechanisms in ionizing radiation generation and the main types of interaction of x-rays and objects
- Know the basic properties of ionizing radiation used in healthcare, their units and the main formulas.
- Know how ambient/personnel dose rate measuring equipment works, also within standard radiology equipment.
- Know the principles of radiation protection and apply them while working

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Programma

 ELEMENTI DI ELETTRONICA:
- Proprietà elettriche della materia.
- Reti in corrente continua.
- Componentistica in corrente continua.
- Proprietà magnetiche della materia.
- Fenomeno dell’induzione ed autoinduzione.
- Cenni sulla componentistica in alternata.
- Semiconduttori e giunzioni PN.
- Il diodo e le sue applicazioni.
- Cenni sulla componentistica a semiconduttore.
- Amplificatori operazionali.
- Generalità di elettronica digitale.

FISICA DELLE RADIAZIONI:
- Nucleo, isotopi e particelle.
- Decadimenti radioattivi (particelle alfa, beta e gamma).
- Legge esponenziale del decadimento radioattivo.
- Radiazioni corpuscolate ed elettromagnetiche.
- Spettro elettromagnetico.
- Interazione delle radiazioni con la materia: elettroni (perdita di energia per collisioni e irraggiamento); fotoni (perdita di energia per effetto fotoelettrico, diffusione coerente e Compton , produzione di coppie).
- Legge dell’assorbimento esponenziale.
- Metodi di misura delle radiazioni.
- Rivelatori impulsivi e integrali. Rivelatori a gas (camere a ionizzazione, contatori proporzionali, contatori geiger). Rivelatori a pellicola fotografica. Rivelatori a scintillazione. Rivelatori a termoluminescenza. Rivelatori a semiconduttore.
- Spettrometria.

RADIOPROTEZIONE:
- Definizione e scopi della radioprotezione.
- Definizioni di: radiazione, nuclide, isotopo, particelle cariche, onde elettromagnetiche, radiazioni direttamente e indirettamente ionizzanti, irradiazione, contaminazione.
- Grandezze radiometriche e dosimetriche : attività, attività specifica, esposizione, dose assorbita, dose equivalente, dose efficace.
- Radiazione elettromagnetica: legge dell’inverso del quadrato della distanza; costante gamma specifica.
- Caratteristiche e capacità di penetrazione delle radiazioni corpuscolate.
- Sorgenti di radiazioni con attenzione alle sorgenti non sigillate (contaminazione, radiotossicità, tempo di dimezzamento effettivo).
- Strumentazione di radioprotezione, rivelatori ambientali e personali.
- Schermature, calcolo di barriere.
- Principi e basi filosofiche della radioprotezione.
- La legislazione vigente: definizioni, struttura, ambiti.
- La radioprotezione del paziente, dell’operatore, della popolazione, in diagnostica, in Medicina Nucleare, in Radioterapia: esempi, problemi, soluzioni operative.

 BASICS OF ELECTRONICS:
- Electrical properties of matter
- DC networks
- DC components
- Magnetic properties of matter
- Induction and self-induction phenomena
- Outline of AC components
- Semiconductors and PN junctions
- Diodes and its applications
- Outline of semiconductor components
- Operational Amplifiers
- Overview of digital electronics

RADIATION PHYSICS:
- Nucleus, isotopes and particles
- Radioactive decays (alpha, beta and gamma particles)
- Exponential law for radioactive decay
- Electromagnetic and corpuscular radiation
- Electromagnetic spectrum
- Interaction of radiation with matter: electrons (energy loss due to collisions and radiation; photons (energy loss for photoelectric effect, Compton and coherent scattering, pair production)
- Exponential absorption law
- Methods for radiation measurement
- Impulsive and integral detectors. Gas detectors (ionization chambers, proportional counters, geiger counters). Detectors with photographic film. Scintillation detectors. Thermoluminescence detectors. Semiconductor detectors
- Spectrometry

RADIATION PRETECTION:
- Definition and purposes of radiation protection
- Definition of: radiation, nuclide, isotope, charged particles, electromagnetic waves, directly and indirectly ionizing radiations, irradiation, contamination.
- radiometric and dosimetry measures: activity, specific activity, exposure, absorbed dose, equivalent dose, effective dose.
- Electromagnetic radiation: the inverse square law of the distance; gamma-constant
- Features and penetration capacity of corpuscular radiation.
- Radiation Sources, focusing on unsealed sources (contamination, radiotoxicity, half-life).
- Instrumentation for radiation protection, environmental and personal detectors
- Screening, barriers calculation
- Principles and philosophical basis of radiation protection.
- Current law: definitions, structure, areas.
- The radiation protection (patient, operator and population) in diagnostics, Nuclear Medicine, Radiotherapy: examples, problems, operational solutions.

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Modalità di insegnamento

A seconda dell'emergenza Coronavirus: lezioni frontali in aula se possibile, altrimenti lezioni in modalità telematica o mista (24 ore di didattica per ogni modulo componente l’insegnamento).

Depending on the Coronavirus emergency: traditional lessons in a classroom if possible, otherwise distant learning lessons of mixed modality  (total amount of teaching hours is 24 hours per each module).

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Modalità di verifica dell'apprendimento

 La prova di valutazione finale è costituita da un esame orale con una o più domande e esercizi per ogni modulo. Al termine delle lezioni verranno svolte tre prove di esonero, una per ogni modulo, comprendenti sia domande a risposta aperta sia esercizi su tutto il programma svolto. Nel caso di sufficienza negli esoneri, lo studente, durante la prova orale, verrà interrogato su eventuali lacune emerse durante la prova; lo studente potrà anche richiedere una domanda aggiuntiva per migliorare il voto. In caso di insufficienza nell’esonero, la prova orale verterà su tutto il programma svolto.
Per superare positivamente l’esame sarà necessario essere sufficiente in ogni modulo. Il voto finale sarà dato dalla media dei singoli moduli in 30esimi.
Gli esoneri hanno validità solo per la sessione di giugno-luglio; per le alte sessioni gli studenti dovranno obbligatoriamente sostenere le prove orali. Durante l’esame non è possibile tenere conto di prove parziali svolte in appelli precedenti.

 The final evaluation consists of an oral examination with one or more questions and exercises for each module. At the end of the lessons three tests of exemption, one for each module, will be carried out, they will include both open questions and exercises on the entire program. If the exemptions will be positive, the student, during the oral test, will be questioned about any gaps identified during the test; students can also request an additional question to improve their rating. In case of failure of the exemption, the oral test will focus on the entire program.
To successfully pass the exam a positive rating on every module will be needed. The final grade will be the average of the individual modules, over a total of 30 points.
The exemptions are valid only for the session of June-July; for the following sessions students are required to take the oral exams. During the examination, any partial evaluation obtained in previous exams will not be taken into account.

Testi consigliati e bibliografia

Oggetto:

- R.Lagalla  et. al.: Radiologia (D.U. per TSRM) – Idelson-Gnocchi
- S. C. Bushong: Radiologic Science for technologists – Elsevier Mosby

- Verrà fornito il materiale didattico utilizzato dai docenti. Tale materiale funge da supporto e guida allo studio ed alla preparazione dell’esame.

- The PowerPoint slides,  used during lessons, will be given to the students as a basis for studying



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Note

1° SEMESTRE

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Moduli didattici

Registrazione
  • Aperta
    Apertura registrazione
    01/03/2020 alle ore 00:00
    Chiusura registrazione
    31/12/2022 alle ore 23:55
    Oggetto:
    Ultimo aggiornamento: 15/10/2021 11:02
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