Fisica sanitaria

A.A. 2019/2020
6
Crediti massimi
42
Ore totali
SSD
FIS/07
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
Scopo dell'insegnamento è che i partecipanti acquisiscano conoscenze e comprendano le problematiche connesse con la Fisica Sanitaria o Health Physics e la Radioprotezione, materie a forte contenuto interdisciplinare, la cui comprensione può dare un contributo per una migliore qualità della vita, dell'ambiente, per la salute e la sicurezza nell'ambiente lavorativo, materie che sono di primario interesse nell'ambito della life sciences. Lo scopo è di far comprendere che a partire dall'inizio del XX secolo numerose scoperte e nuove applicazioni si sono succedute nei vari settori della Fisica, portando in maniera significativa ad un ampliamento della conoscenza anche in discipline, non necessariamente affini alla Fisica, ma che contribuiscono più di ogni altra al miglioramento della qualità della vita. Queste comprendono le applicazioni delle radiazioni ionizzanti, partendo dalla scoperta della radioattività e dei raggi X, fino alle applicazioni mediche dell'impiego die radionuclidi per la diagnostica e la radioterapia metabolica e delle tecniche di NMR imaging.
A tale fine vengono fornite le basi concettuali della Fisica Sanitaria, arrivando ad esplicitare e decclinare i concetti caratterizzanti di questa disciplina negli aspetti operativi specifici della materia stessa. La Fisica Sanitaria, oltre a coprire gli aspetti della radioprotezione operativa, indirizza allo sviluppo di nuove tecniche analitiche e dosimetriche ed affronta problematiche di più ampio raggio, quale supporto ed aiuto al decision making, in relazione alla valutazione di rischi, alla stesura di linee guida nella gestione dei problemi che possono coinvolgere la radioecologia, gestione dei rifiuti, sicurezza alimentare, la produzione di energia, uso di tecniche diagnostiche o terapeutiche, impiego dei radiofarmaci, la tossicologia, l'impiego di tecniche alternative nel controllo dei processi industriali.
Risultati apprendimento attesi
Al termine dell'insegnamento lo studente inizierà ad avere le basi caratterizzanti la Fisica Sanitaria che comprendono:
· l'utilizzo di metodiche fisiche e matematiche necessarie per sviluppare ricerche nel settore della fisica applicata alla medicina, all'ambiente, all'industria;
· l'avere approfondite conoscenze dell'interazione della radiazione con la materia;
· l'essere autonomo nell'uso della strumentazione e delle tecniche di rivelazione e del loro impiego per scopi dosimetrici e radioprotezionistici;
· l'avere le conoscenze di base biologiche, fisiologiche e morfologiche dell'organismo umano;
· l'avere le conoscenze delle grandezze radiobiologiche;
· il saper applicare le tecniche di calcolo per la valutazione del trasferimento energetico delle radiazioni alla materia con particolare riferimento a quella biologica;
· l'approfondimento dei concetti legati alle sorgenti di radiazioni naturali;
· l'approfondimento dei concetti legati alle sorgenti di radiazioni artificiali e alla loro modalità di produzione mediante macchine radiogene: reattori ed acceleratori;
· il saper utilizzare modelli per la descrizione della diffusione degli inquinanti nell'ambiente e il loro metabolismo nell'uomo;
· il saper presentare le raccomandazioni delle istituzioni internazionali e la normativa vigente nel settore delle radiazioni ionizzanti e la gestione delle contaminazioni dell'ambiente, con i loro risvolti sociali, etici ed economici;
l'avere una qualificazione che consenta di lavorare in condizioni di autonomia, assumendo responsabilità di progetti e strutture nel campo della sanità, della ricerca, della promozione e sviluppo dell'innovazione scientifica e tecnologica.
Programma e organizzazione didattica

Single session

Periodo
Primo semestre
Programma
- Origine storica dalla scoperta delle radiazioni ionizzanti e scopi della Fisica Sanitaria e della Radioprotezione;
- Applicazioni delle Radiazioni Ionizzanti e compiti del Fisico Sanitario e del Radioprotezionista nei campi industriali, di ricerca e medico/ospedaliero;
- Unità di misura radiologiche e definizioni operative;
- Radiazioni ionizzanti, decadimenti, legge del decadimento radioattivo; reazioni nucleari;
- Sorgenti di radiazioni, isotopi naturali ed artificiali
- Macchine acceleratici e Reattori Nucleari per la produzione di radioattività artificiale;
- Interazione delle radiazioni con la materia;
- Effetti biologici indotti dalle radiazioni;
- Teoria dosimetrica delle radiazioni e dosimetria operativa;
- Tecniche di misura di campi radioattivi e misura di campi misti;
- Contaminazioni radioattive di aeriformi, liquidi, solidi e superfici;
- Concetti di base della legislazione e della Normativa Italiana di Radioprotezione.
Prerequisiti
1. Corso di Fisica Nucleare e Subnucleare
2. Corso di Chimica
3. Corso di Interazione e Rivelazione della Radiazione Nucleare.
Metodi didattici
Il metodo didattico adottato prevede lezioni di tipo frontali.
Il corso viene arricchito con alcune ore di lezione in inglese erogate da parte di professori stranieri ospiti che collaborano con il gruppo di ricerca, sui temi delle contaminazioni radioattive ambientali e sulla parte dei reattori nucleari.
Viene inoltre effettuata la visita guidata al Laboratorio Energia Nucleare Applicata - LENA dell'Università di Pavia, come esercitazione pratica sui temi di radioprotezione operativa, presentati durante il Corso.
Materiale di riferimento
· M. Pelliccioni, "Fondamenti fisici della radioprotezione" Ed. Pitagora, Editrice Bologna.
· F.H. Attix, W.C. Roesch, "Radiation Dosimetry", Accademic Press - New York.
· Moe, "Elementi di Fisica Sanitaria", Ed. CNEN, Serie Manuali.
· Evans, "The Atomic Nucleus", Mc Graw Hill.
· G.F. Knoll, "Radiation Detection and Measurement", 3rd Ed., New York, John Wiley & Sons.
· Amaldi, "Fisica delle Radiazioni", Boringhieri Editore.
· F. Groppi "dispense corso di Fisica Sanitaria".
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
L'esame consiste in un colloquio della durata media di circa un'ora e prevede una discussione orale sugli argomenti trattati nel corso, volta ad accertare il livello di comprensione raggiunto relativamente alla materia trattata. L'esame parte da domande di tipo nozionistico e si sviluppa in modo che i candidati dimostrino la vera padronanza della materia discutendo e collegando tra loro in modo critico tutte le tematiche trattate nel corso: si parte da un caso concreto di utilizzo delle radiazioni ionizzanti e lo studente deve essere in grado di risolverlo mettendo in gioco tutto quanto presentato nel corso medesimo.
FIS/07 - FISICA APPLICATA (A BENI CULTURALI, AMBIENTALI, BIOLOGIA E MEDICINA) - CFU: 6
Lezioni: 42 ore