Il corso fornisce allo studente gli strumenti per progettare l’intera catena elettronica necessaria a un sistema di rivelazione di radiazioni neutre o dotate di carica elettrica, per la scrittura e l’utilizzo di software per l’acquisizione dei dati. Sono realizzate le seguenti attività formative: misure standard quali caratterizzazione del sistema di rivelazione, misura della rate di una sorgente di radiazione; studio e caratterizzazione dei moderni sistemi di rivelazione, quali calorimetri elettromagnetici, tracciatori, sistemi di identificazione delle particelle e degli ioni; tecniche di trattamento dei dati raccolti, quali decodifica e calibrazione; uso di simulatori tipici della fisica nucleare e particellare (es. GEANT4 o librerie simili) per l’implementazione di codici utili alla simulazione dell’intero apparato di misura.
Prerequisiti
Conoscenze di Fisica nucleare e interazione radiazione materia, delle tecniche di rivelazione delle radiazioni e dell’elettronica di base utilizzata nei laboratori di fisica nucleare. Fondamenti di programmazione in un linguaggio orientato agli oggetti.
Metodi didattici
Lezioni frontali per la parte teorica e di progettazione dell’esperimento. Dimostrazioni pratiche in laboratorio ed esercitazioni in laboratorio.
Verifica Apprendimento
Verrà richiesto di effettuare una misura sperimentale, tra quelle provate durante il corso, di preparare una relazione sull’attività svolta. L’esame consisterà nella discussione della relazione presentata e sulla valutazione della qualità delle misure effettuate.
Testi
- William R. Leo, Techniques for Nuclear and Particle Physics Experiments, Springer-Verlag - Glenn F. Knoll, Radiation Detection and Measurement, John Wiley and Sons - Claude Leroy and Pier-Giorgio Rancoita, Principles of Radiation Interaction in Matter and Detection, World Scientific - C.Grupen, B.Shwartz, Particle Detectors, Cambridg
Contenuti
Aspetti teorici dell’interazione radiazione – materia: radiazioni direttamente ed indirettamente ionizzanti. Particelle e ioni prodotti in reazioni nucleari: metodi di rivelazione, progettazione di apparati sperimentali, tecniche di acquisizione dei dati. Raggi Cosmici: caratteristiche, progettazione di apparati sperimentali per la rivelazione da terra, tecniche di acquisizione dei dati e principali applicazioni. Principio di funzionamento del Silicon Photo Multiplier, creazione di una catena di acquisizione con il CAEN Educational Kit e relativi esperimenti.