Interacção da Radiação com a Matéria

Ano
1
Ano lectivo
2020-2021
Código
02003055
Área Científica
Física Médica
Língua de Ensino
Português
Outras Línguas de Ensino
Inglês
Modo de Ensino
Presencial
Duração
Semestral
Créditos ECTS
6.0
Tipo
Obrigatória
Nível
2º Ciclo - Mestrado

Conhecimentos de Base Recomendados

Não aplicável.

Métodos de Ensino

Aulas teóricas com recurso ao quadro e à projecção de transparências e apresentações e animações computacionais; - A discussão das matérias deve sempre incluir a referência e análise das observações experimentais mais significativas dos fenómenos que estão a ser discutidos. -As aulas devem ser sempre abertas à discussão, envolvendo nela os estudantes. -Elaboração de problemas de aplicação das matérias leccionadas, para serem discutidos pelos alunos. Estudo de casos típicos. -Desenvolvimento de projectos com âmbito mais abrangente e maior profundidade do que os problemas exemplificativos.

Resultados de Aprendizagem

Objetivos:
Adquirir conhecimentos aprofundados sobre os processos de interação da radiação com a matéria. Conhecimentos detalhados e operacionais sobre vários tipos de detetores de radiação.

Objetivos secundários:
Desenvolvimento de competências de simulação e modelação, usando software genérico e desenvolvimento de pequenos programas
Desenvolvimento de capacidades de análise e de síntese, de resolução de problemas, análise crítica de dados e resultados.
Desenvolvimento da autonomia da aprendizagem e de capacidades de trabalho em laboratório e criatividade.

Estágio(s)

Não

Programa

Interação de partículas carregadas com a matéria.
Dispersão de partículas por i) electrões ii) núcleos atómicos.
A equação de dE/dx na aproximação de Bohr.
Equação de Bethe-Block.
dE/dx para materiais compostos. Alcance de uma partícula. Curva de Bragg.
Flutuações estatísticas na perda de energia. Straggling. Deposição de energia em espessuras finas. Distribuição de Landau.
dE/dx para electrões e positrões.
Dispersão múltipla de partículas. Distribuição de Molière. Produção de raios delta.
Interação da fotões com a matéria.
Efeito fotoeléctrico. Cálculo da secção eficaz.
Efeito de Compton. Secção eficaz de Klein-Nishina. Bordo de Compton.
Secções eficazes de bremsstrahlung e produção de pares.
Interação de neutrões com a matéria.
Detectores gasosos.
Detectores de semicondutor.
Detectores líquidos, orgânicos, inorgânicos e criogénicos.
Formação dos sinais em detectores de radiação. Resolução em energia e em posição.
Detectores de neutrões.
Simulação de um detector de radiação.

Docente(s) responsável(eis)

Maria Isabel Silva Ferreira Lopes

Métodos de Avaliação

Avaliação final
Resolução de problemas: 20.0%
Trabalho de síntese: 20.0%
Exame: 60.0%

Avaliação continua
Resolução de problemas: 20.0%
Trabalho de síntese: 20.0%
Mini Testes: 20.0%
Frequência: 40.0%

Bibliografia

“Techniques for Nuclear and Particle Physics Experiments: a how to approach”, W. Leo, Springer, 1994.
“Principles of Radiation Interaction in Matter and Detection”, Claude Leroy and Pier-Giorgio Rancoita, World Scientific, 2004.
Complementary bibliography
High Energy Astrophysics: volume 1, Malcolm S. Longair, Cambridge Press, 2004