Introdução
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Introdução
08-09-2010 Radiações em Biomedicina 2010 – 2011 T+PL1 Rui F Marques PL2+PL3 Alessio Mangiarotti Objectivos - Aquisição de conhecimentos básicos de Física Nuclear. - Familiarização com os processos de interacção da radiação com a matéria e com os detectores de radiação mais utilizados na Medicina Nuclear. - Aquisição de capacidades para resolver (analítica e computacionalmente) problemas nessas áreas de Física Nuclear básica, processos de interacção da radiação com a matéria e detecção de radiação, nomeadamente radiação gama. - Familiarização com alguns métodos experimentais fundamentais na Fisica Nuclear básica e na detecção da radiação, com ênfase na detecção da radiação gama. - Desenvolvimento de capacidades para preparar e realizar experiências, adquirir dados, interpretá-los e apresentar os resultados. - Utilização de meios informáticos para tratamento básico dos dados. - Desenvolvimento de competências de comunicação escrita - redacção de relatórios. Pag.2 1 08-09-2010 Conteúdos I - Noções Básicas de Física Nuclear II - Radiação Ionizante III- Espectros de Raios-X e tubos de raios-X. IV - Aplicações: visão geral das principais técnicas de imagiologia médica - radiografia, TAC, SPECT e PET. I - Noções Básicas de Física Nuclear 1. O núcleo atómico. Propriedades dos núcleos estáveis. Dimensões do núcleo: distribuições de carga e massa; o raio nuclear. Saturação das forças nucleares. 2. Energia de ligação e fórmula de Weizsäcker. 3. Radioactividade natural e lei do decaimento radioactivo. Activação de amostras e séries radioactivas. 4. Radioactividade: decaimentos alfa, beta, gama e conversão interna; aspectos energéticos; vidas médias totais e parciais 5. Colisões e reacções nucleares. Pag.3 Conteúdos II - Radiação Ionizante 1. Fontes de radiação ionizante: radioisótopos, tubos de raios-X e radiação de sincrotrão 2. Interacção da radiação ionizante com a matéria 2.1. Noções básicas 2. 2. Perda de energia de uma partícula carregada pesada num meio material: expressão de Bethe-Bloch 2.3. Perda de energia de um electrão num meio material – colisões atómicas e efeito de travagem 2.4. Alcance de partículas carregadas pesadas e de electrões 2.3. Interacção de fotões: efeito fotoeléctrico, efeito Compton, produção de pares e dispersão de Rayleigh; coeficientes de atenuação 3. Detectores de Radiação 3.1. Noções básicas: tipos de detectores e parâmetros de desempenho 3.2. Câmaras de ionização, contadores proporcionais e contador Geiger 3.4. Cintiladores e fotodetectores. Espectroscopia gama. Pag.4 2 08-09-2010 Conteúdos III- Espectros de Raios-X e tubos de raios-X. IV - Aplicações: visão geral das principais técnicas de imagiologia médica - radiografia, TAC, SPECT e PET. Pag.5 Métodos • Aulas teóricas: - Exposição de conceitos e metodologias usados na abordagem dos tópicos do programa, com recurso a meios audiovisuais, • Aulas PL: - Resolução de problemas individualmente; apresentação de casos práticos e discussão de problemas mais complexos em grupo, com orientação do docente; - Realização de alguns trabalhos laboratoriais e demonstrações experimentais. Pag.6 3 08-09-2010 Bibliografia LIVROS DE BASE Kenneth Krane, "Modern Physics" John-Wiley &Sons, New-York 1996 (2nd ed.) Física nuclear: livro de base Livro de referência para os tópicos de física nuclear, interacção da radiação com a matéria e detecção de radiação. W.R. Hendee e E.R. Ritenor, "Medical imaging physics" Wiley-Liss, NY (4th ed., 2002) Livro de base; não contêm todos os tópicos leccionados. BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR K. Hobbie Russell, "Intermediate physics for medicine and biology" Springer-Verlag, New York (3rd ed, 2001) Ervin B. Podgorsak, "Radiation Physics for Medical Physicists" Springer (2005) Nível avançado Pag.7 Avaliação • Resolução de problemas ao longo do semestre(*): 15% • 3 Trabalhos práticos – execução(#) e relatório: 15% • Exame final: 70% (#) Turmas divididas, em semanas alternadas, perto do fim do semestre (*) Nas aulas PL, em (3) datas a marcar… já! Pag.8 4 08-09-2010 Contactos • Docentes: Rui F Marques (Gabinete F.15) [email protected] ou [email protected] Alessio Mangiarotti (Gabinete F. ) [email protected] • Horário de atendimento ? • RFM • AM 5ª feira 14-17 ??? Marcar nas aulas PL Pag.9 5