Instrumentação para Física da Radiação

Ano
1
Ano lectivo
2021-2022
Código
02003144
Área Científica
Física
Língua de Ensino
Português
Outras Línguas de Ensino
Inglês
Modo de Ensino
Presencial
Duração
Semestral
Créditos ECTS
6.0
Tipo
Opcional
Nível
2º Ciclo - Mestrado

Conhecimentos de Base Recomendados

Não aplicável.

Métodos de Ensino

Duas aulas teóricas expositivas por semana. Aulas laboratoriais com duas horas presenciais e autonomia de horários. Os trabalhos laboratoriais abordam processos físicos (física atómica, nuclear, radiação cósmica e física médica) com diversos tipos de detectores.- Trabalho experimental, envolvendo preparação e execução das medidas, análise dos dados recolhidos, apresentação dos resultados e conclusões; - Trabalho de síntese: estudo dum sistema de detecção para Física de Partículas ou para Medicina, a realizar por aluno sob orientação do professor; envolve aspectos quantitativos.

Resultados de Aprendizagem

Objetivos:
Compreensão teórica dos fenómenos físicos envolvidos nos detectores de radiação.
Conhecimento dos vários tipos de detectores, dos seus modos de funcionamento, vantagens comparativas e limitações.
Conhecimento das principais aplicações dos detectores em física experimental e noutras áreas, como a medicina.

Capacidade de aprendizagem autónoma:
Capacidade de utilização de conhecimentos prévios (electrónica, física nuclear) em novas situações.
Capacidade para resolver problemas e aplicar os conhecimentos na prática.
Capacidade para procurar e utilizar bibliografia.

Em particular, trata-se aqui de tornar os estudantes capazes de:
- Compreender os processos físicos subjacentes à espectrometria e à dosimetria;
- Participar no desenvolvimento ou na aplicação de detectores de radiação;
- Analisar criticamente os novos avanços nas tecnologias de detecção de radiação.

Estágio(s)

Não

Programa

1 - Interacção da radiação com a matéria; dosimetria.

2 - Formação de sinal nos detectores: teoremas relevantes; tratamento electrónico desses sinais - formatação, electrónica de front-end e digitalização.

3 - Detectores de luz: fotomultiplicadores e fotodíodos.

4 - A detecção de radiação não ionizante: exemplo da Ressonância Magnética Nuclear - princípio de funcionamento (equações de Bloch) e aplicações (espectroscopia e imagiologia).

5 - Detectores de radiação ionizante - princípios de funcionamento, características e aplicações:
  • detectores gasosos (câmara de ionização, contador proporcional e MWPC, detectores de microestrutura; novos desenhos; detectores usando cintilação primária e secundária);
  • cintiladores (orgânicos e inorgânicos; novos cristais cintiladores);
  • detectores de semicondutor (do díodo às matrizes; CCDs; APDs).

6 - Detectores de neutrões.

7 - Integração dos detectores de radiação em sistemas utilizados em:
  • Física de Partículas
  • Imagiologia médica.

Docente(s) responsável(eis)

Maria Isabel Silva Ferreira Lopes

Métodos de Avaliação

Avaliação 1
Frequência: 30.0%
Trabalho de síntese: 30.0%
Trabalho laboratorial ou de campo: 40.0%

Avaliação 2
Exame: 30.0%
Trabalho de síntese: 30.0%
Trabalho laboratorial ou de campo: 40.0%

Bibliografia

G.F. Knoll, Radiation Detection and Measurement, 3rd edition, John Wiley and Sons, 2000 K. Krane, Introductory Nulcear Physics, John Wiley and Sons, 1987