| Código |
14928
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| Ano |
3
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| Semestre |
S2
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| Créditos ECTS |
6
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| Carga Horária |
PL(30H)/TP(30H)
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| Área Científica |
Física
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Objectivos de Aprendizagem |
Estudar os fundamentos da física da radiação, necessários à compreensão de técnicas modernas de espetroscopia e/ou imagiologia, como as técnicas de raios X e raios gama, técnicas com radioisótopos, técnicas com partículas carregadas (eletrões/positrões, partículas carregadas pesadas), técnicas com neutrões e a proteção contra as radiações ionizantes.
No final da UC o estudante deve ser capaz de:
i) explicar com rigor os conceitos, leis e princípios da física dos raios X, raios gama, radioisótopos, partículas carregadas e neutrões;
ii) resolver e discutir problemas, de nível intermédio, nas áreas mencionadas, com ênfase nos processos de interação da radiação com a matéria e deteção de radiação;
iii) desenvolver técnicas experimentais para implementar experiências de interação de raios X, raios gama e partículas carregadas com a matéria, deteção e medição de radiações ionizantes, bem como analisar, interpretar e apresentar os resultados experimentais com rigor cientifico.
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Conteúdos programáticos |
1. Fontes de radiação
1.1 Fontes de raios X: estrutura atómica, tubos de raios X
1.2 Radioisótopos: estrutura nuclear, instabilidade nuclear, processos de decaimento
1.3 Fontes de neutrões: fissão espontânea, reações nucleares, reatores nucleares
1.4 Aceleradores, ciclotrões, sincrotrões
2. Interação da radiação com a matéria
2.1 Noções básicas da interação da radiação
2.2 Interação de partículas carregadas pesadas
2.3 Interação de eletrões e positrões
2.4 Interação de raios X e gama
2.5 Interação de neutrões
3. Estatística de contagem da radiação e métodos de análise de dados
3.1 Modelos estatísticos e distribuições de probabilidade
3.2 Erros de medição
3.3 Amostragem e estimação de parâmetros
3.4 Propagação de erros
3.5 Ajuste de curvas
4. Detetores de radiação
4.1 Princípio de operação e propriedades gerais
4.2 Detetores de ionização
4.3 Detetores de cintilação
4.4 Detetores semicondutores
4.5 Espetroscopia de radiação: espetroscopia de raios X e gama, e partículas carregadas
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Metodologias de Ensino e Critérios de Avaliação |
Aulas teórico-práticas (TP) de exposição oral com recurso a meios audiovisuais. As aulas são acompanhadas pela resolução de problemas-tipo de aplicação e pela discussão dos resultados obtidos.
Nas aulas práticas de laboratório (PL) os estudantes: i. realizam trabalhos práticos propostos, incluindo exercícios de aplicação e a utilização de bases de dados e programas de simulação dedicados a decaimentos radioativos e à interação da radiação com a matéria; ii. realizam experiências laboratoriais utilizando várias fontes de radiação e vários sistemas de deteção de radiação e aquisição de dados.
Avaliação final da UC será constituída por uma componente pontual e uma componente contínua, que engloba dois itens:
1. Realização de um teste escrito de frequência (40%),
2. Realização de trabalhos de laboratório, incluindo relatórios (30%);
3. Realização dos trabalhos práticos e discussão dos resultados (30%).
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Bibliografia principal |
1. Krane KS (1988). Introductory Nuclear Physics. John Wiley & Sons
2. Knoll GF (2010). Radiation Detection and Measurement, 4th ed. John Wiley & Sons
3. Leo WR (1994). Techniques for Nuclear and Particle Physics Experiments, 2nd ed. Springer-Verlag
4. Podgorsak EB (2010). Radiation Physics for Medical Physicists, 2nd ed. Springer-Verlag
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| Língua |
Português
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