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RADIOCHIMICA

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RADIOCHEMISTRY

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Anno accademico 2023/2024

Codice attività didattica
CHI0066
Docente
Paola Benzi (Titolare degli insegnamenti)
Anno
1° anno
Periodo
Da definire
Tipologia
A scelta dello studente
Crediti/Valenza
4
SSD attività didattica
CHIM/03 - chimica generale e inorganica
Erogazione
Tradizionale
Lingua
Italiano
Frequenza
Facoltativa
Tipologia esame
Orale
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Sommario insegnamento

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Obiettivi formativi

L'obiettivo dell'insegnamento è quello di fornire la conoscenza di base sulla radioattività e le leggi del decadimento radioattivo. Fornire le basi per comprendere l’interazione tra le radiazioni e la materia e quindi come possono essere rivelate. Far conoscere i meccanismi che regolano le principali reazioni nucleari. Fornire elementi di dosimetria e le basi per la comprensione degli effetti delle radiazioni sul materiale biologico.

Far comprendere le principali applicazioni della radioattività in chimica generale e analitica, nelle scienze della vita (applicazioni mediche, biologiche, agroalimentari),  nella datazione, nell'industria, nella ricerca scientifica e tecnologica, nella produzione di energia.

 

The main goal of the course is to introduce the students to the knowledge of the  principles of radioactivity and radiochemistry: the most fundamental types of radiation (alpha, beta and gamma), the laws of radioactive decay, the radiation/matter interaction and radiation detectors. The course also provide elements of dosimetry and the effects of radiation on biological material. Moreover the course gives a  introduction about the application of radioactivity in general and analytical chemistry, life sciences (medical, biological, agricultural and food), dating techniques, industry, science and technology, energy production.

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Risultati dell'apprendimento attesi

Conoscenza e capacità di comprensione. Al termine dell’insegnamento occorrerà aver acquisito le conoscenze necessarie a comprendere e applicare i principi base di radiochimica e chimica nucleare relativi alla stabilità e ai modi di decadimento dei radionuclidi, all'interazione della radiazione con la materia, alla conoscenza degli effetti delle radiazioni ionizzanti, dei metodi e degli strumenti di misura della attività e della dose e alle possibili applicazioni dell'impiego di radioisotopi e radiazioni in differenti ambiti.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione. Al termine dell’insegnamento si sarà in grado di comprendere l’origine dei decadimenti nucleari e la natura delle radiazioni ionizzanti, descrivere le modalità dell’interazione radiazione-materia sulla base della natura e delle caratteristiche di entrambe, valutare la pericolosità di una sorgente di radiazioni ionizzanti, individuare il metodo per la determinazione della attività e della dose e si avrà una panoramica dei possibili risvolti applicativi.

Abilità comunicative. Si acquisirà la capacità di utilizzare un linguaggio rigoroso per comunicare informazioni, idee, problemi e soluzioni a interlocutori specialisti e non specialisti nel campo delle radiazioni ionizzanti.

Autonomia di giudizio.Si sarà acquisita la capacità di raccogliere e interpretare i dati nell’ambito delle radiazioni ionizzanti, dei loro effetti su materiali e organismi e delle loro applicazioni che consentiranno di formulare giudizi autonomi.

Capacità di apprendimento. Alla fine dell’insegnamento si saranno acquisite le abilità necessarie per intraprendere con autonomia ulteriori studi successivi nell’ambito della Radiochimica.

 

Knowledge and understanding. At the end of the course it will be necessary to have acquired the knowledge necessary to understand and apply the basic principles of radiochemistry and nuclear chemistry related to the stability and decay modes of radionuclides, the interaction of radiation with matter, the knowledge of the effects of ionizing radiation , methods and instruments for measuring activity and dose and possible applications of the use of radioisotopes and radiations in different fields.

Applying knowledge and understanding.

At the end of the course, students will be able to understand the origin of nuclear decays and the nature of ionizing radiations, describe the modalities of radiation-matter interaction on the basis of the nature and characteristics of both, evaluate the danger of a source of ionizing radiation, identify the method for determining the activity and dose and they will have an overview of the possible application implications.

Communication skills.

The students will acquire the ability to use rigorous language to communicate information, ideas, problems and solutions to specialist and non-specialist in the field of ionizing radiation.

Making judgements. Students will acquire the ability to collect and interpret data in the field of ionizing radiation, their effects on materials and organisms and their applications, which will allow them to make independent judgements.

Learning ability. At the end of the course, the students will be acquired the necessary skills to autonomously undertake further subsequent studies in the field of Radiochemistry.

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Programma

Il nucleo atomico: raggio, massa ed energia di legame. Modelli nucleari. Condizioni di stabilità e instabilità dei nuclidi. Leggi del decadimento radioattivo. Decadimento alfa, beta, transizione gamma, fissione spontanea. Reazioni nucleari: energia, probabilità e meccanismi di reazione. Radionuclidi in natura: famiglie radioattive, equilibrio secolare e transiente.
Assorbimento delle radiazioni nella materia. Tecniche di rivelazione: rivelatori a ionizzazione, a scintillazione, a semiconduttore, tecniche auto radiografiche. Elementi di dosimetria e radioprotezione. Effetti biologici della radiazione nucleare.
Radioattività naturale. Il radon e sue tecniche di rivelazione. Il caso del polonio. La radioattività nei materiali da costruzione.
Radioattività artificiale. Produzione dei radionuclidi. Reattore Nucleare.
Applicazioni analitiche dei radionuclidi: metodi di datazione archeologica e geologica con le tecniche nucleari. Analisi radiometriche per diluizione isotopica e per attivazione neutronica.
Applicazione dei radionuclidi nelle scienze della vita:   in chimica clinica, medicina nucleare per diagnosi e terapia; dosaggi radioimmunologici (RIA). Applicazioni nel campo della sterilizzazione. Applicazioni tecniche e industriali. Applicazioni nella ricerca scientifica e tecnologica.

The atomic nucleus: radius, mass and binding energy. Nuclear models. Conditions of stability and instability of nuclides. Laws of radioactive decay. Alpha, beta decay, gamma transition, spontaneous fission. Nuclear reactions: energy, probability and reaction mechanisms. Radionuclides in nature: families radioactive, secular and transient equilibrium.

Absorption of radiation. Detection techniques: ionization detectors, scintillation, semiconductor, auto radiographic techniques. Elements of dosimetry and radiation protection. Biological effects of nuclear radiation.

Natural Radioactivity. Radon and its detection techniques. Polonium. Radioactivity in building materials

Artificial radioactivity. Production of radionuclides. Nuclear reactor.

Analytical applications of radionuclides. Archaeological and geological dating methods with nuclear techniques. Radiometric analysis with isotopic dilution, neutron activation analysis.
Radionuclides in the life sciences: applications in sterilization, radio immunological assay (RIA) clinical chemistry, nuclear medicine for diagnosis and therapy.
Technical and industrial applications.

 

 

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Modalità di insegnamento

Lezioni frontali in aula salvo aggiornamenti sui provvedimenti adottati da UniTo reperibili sul portale di Ateneo alla voce "Disposizioni per chi studia e lavora in UniTo" https://www.unito.it/ateneo/gli-speciali/coronavirus-aggiornamenti-la-comunita-universitaria/disposizioni-chi-studia-e

 

Frontal lessons unless updates on the measures adopted by UniTo which can be found on the University portal under "Disposizioni per chi studia e lavora in UniTo" https://www.unito.it/ateneo/gli-speciali/coronavirus-aggiornamenti-la-comunita-universitaria/disposizioni-chi-studia-e

Possibility of interaction with the teachers during the hours of online lessons and by e-mail or by appointment on webex, for questions or clarifications.

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Modalità di verifica dell'apprendimento

L'esame è orale, in presenza ed è finalizzato alla verifica dell'apprendimento di quanto spiegato a lezione.

Gli argomenti oggetto d'esame rifletteranno quelli trattati a lezione. La valutazione verrà effettuata considerando inoltre la capacità di organizzare discorsivamente la conoscenza, la capacità di ragionamento critico sullo studio realizzato, la qualità dell’esposizione e la competenza nell’impiego del lessico specialistico.

La valutazione è in trentesimi.

Queste modalità potranno essere modificate da ulteriori decreti Rettorali relativi allo svolgimento degli esami.

 

The exam is oral and will be devoted to verify the knowledge of what has been explained during the lessons.

The topics under examination will reflect those treated during the lessons. For the final grade, it will be also considered ability to organize knowledge, critical reasoning skills on the study carried out, quality of exposure.

The evaluation will be expressed in thirtieths.

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Attività di supporto

La docente e' disponibile su appuntamento (anche via webex) a discutere, ripetere e chiarire i concetti spiegati nelle lezioni.

 

Possibility of interaction with the teacher during the hours of online lessons and by e-mail or by appointment on webex also, for questions or clarifications.

 

Testi consigliati e bibliografia

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Il materiale didattico presentato a lezione è disponibile come materiale didattico
al sito web della docente:

https://lmchimica.campusnet.unito.it/do/didattica.pl/Quest?corso=7spr

e su Moodle:

https://elearning.unito.it/scienzedellanatura/course/view.php?id=2169

 

Libri:

C. Keller. Radiochemistry, John Wiley & Sons, New York(1988).

K.H. Lieser, NUCLEAR AND RADIOCHEMISTRY: FUNDAMENTALS AND APPLICATIONS , Editore: VCH, New York, Anno edizione: 2013, ISBN: 3527303170 https://addyrachmat.files.wordpress.com/2018/12/Nuclear-and-Radiochemistry-Fundamental-and-Application.pdf

Jens-Volker Kratz. Nuclear and Radiochemistry: Fundaments and Applications,  Wiley, 2013

Per approfondimenti:
Radiation Chemistry- Principles and Applications                                                       Farhataziz and Michael A. J. Rodgers, editors

Notes written by the teachers will be available on line

https://lmchimica.campusnet.unito.it/do/didattica.pl/Quest?corso=7spr

and on Moodle: https://elearning.unito.it/scienzedellanatura/course/view.php?id=1063

Books:

C. Keller. Radiochemistry, John Wiley & Sons, New York(1988).

Jens-Volker Kratz. Nuclear and Radiochemistry: Fundaments and Applications,  Wiley, 2013

K.H. Lieser, NUCLEAR AND RADIOCHEMISTRY: FUNDAMENTALS AND APPLICATIONS , Editore: VCH, New York, Anno edizione: 2013, ISBN: 3527303170 https://addyrachmat.files.wordpress.com/2018/12/Nuclear-and-Radiochemistry-Fundamental-and-Application.pdf

Radiation Chemistry- Principles and Applications                                                       Farhataziz and Michael A. J. Rodgers, editors

Farhataziz and Michael A. J. Rodgers, editors
Farhataziz and Michael A. J. Rodgers, editors

 



Registrazione
  • Aperta
    Apertura registrazione
    03/11/2023 alle ore 12:00
    Chiusura registrazione
    30/06/2024 alle ore 00:00
    Oggetto:
    Ultimo aggiornamento: 03/11/2023 11:29
    Location: https://lmchimica.campusnet.unito.it/robots.html
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