Guía docente de Radiactividad y Aplicaciones (26711D2)

Curso 2022/2023
Fecha de aprobación: 20/06/2022

Grado

Grado en Física

Rama

Ciencias

Módulo

Radiactividad y Estructura y Reacciones Nucleares

Materia

Radiactividad y Aplicaciones

Curso

3

Semestre

2

Créditos

6

Tipo

Optativa

Profesorado

Teórico

  • José Enrique Amaro Soriano. Grupo: B
  • Enrique Ruiz Arriola. Grupo: A

Práctico

  • Antonio Miguel Lallena Rojo Grupo: 1
  • Alvaro Jesús Quero Ballesteros Grupos: 1, 2, 3, 4 y 5
  • Daniel Rodríguez Rubiales Grupo: 2

Tutorías

José Enrique Amaro Soriano

Email
  • Primer semestre
    • Lunes de 13:15 a 15:15 (Despacho)
    • Martes de 13:15 a 15:15 (Despacho)
    • Viernes de 12:15 a 14:15 (Despacho)
  • Segundo semestre
    • Lunes de 12:15 a 14:15 (Despacho)
    • Martes de 12:15 a 14:15 (Despacho)
    • Viernes de 12:15 a 14:15 (Despacho)

Enrique Ruiz Arriola

Email
  • Primer semestre
    • Lunes de 11:00 a 13:00 (Despacho)
    • Miércoles de 11:00 a 13:00 (")
    • Jueves de 11:00 a 13:00 (")
  • Segundo semestre
    • Lunes de 11:00 a 13:00 (")
    • Miércoles de 11:00 a 13:00 (")
    • Jueves de 11:00 a 13:00 (")

Antonio Miguel Lallena Rojo

Email
  • Primer semestre
    • Lunes de 09:00 a 11:00 (Despacho)
    • Martes de 17:00 a 19:00 (Despacho)
    • Miércoles de 09:00 a 11:00 (Despacho)
  • Segundo semestre
    • Martes de 17:00 a 19:00 (Despacho)
    • Jueves de 09:00 a 11:00 (Despacho)
    • Viernes de 09:00 a 11:00 (Despacho)

Alvaro Jesús Quero Ballesteros

Email
  • Martes de 09:00 a 11:00 (Despacho)
  • Miércoles de 09:00 a 11:00 (Despacho)
  • Jueves de 09:00 a 11:00 (Despacho)

Daniel Rodríguez Rubiales

Email
  • Primer semestre
    • Lunes de 09:00 a 11:00 (Despacho)
    • Martes de 09:00 a 11:00 (Despacho)
    • Miércoles de 09:00 a 11:00 (Despacho)
  • Segundo semestre
    • Martes
      • 09:30 a 11:30 (Despacho)
      • 16:00 a 18:00 (Despacho)
    • Jueves de 17:00 a 19:00 (Despacho)

Prerrequisitos y/o Recomendaciones

Se recomienda tener nociones de Física Cuántica.

Breve descripción de contenidos (Según memoria de verificación del Grado)

Desexcitación atómica. Rayos X y electrones Auger.

Desintegraciones y desexcitaciones nucleares.

Interacción radiación-materia y detección.

Resonancia magnética nuclear y PET.

Dosimetría de las radiaciones ionizantes

Haces de radiación. Aplicaciones médicas.

Competencias

Competencias generales

  • CG01. Capacidad de análisis y síntesis
  • CG06. Resolución de problemas
  • CG08. Razonamiento crítico
  • CG09. Aprendizaje autónomo
  • CG12. Sensibilidad hacia temas medioambientales

Competencias específicas

  • CE01. Conocer y comprender los fenómenos y las teorías físicas más importantes.
  • CE02. Estimar órdenes de magnitud para interpretar fenómenos diversos.
  • CE04. Medir, interpretar y diseñar experiencias en el laboratorio o en el entorno
  • CE05. Modelar fenómenos complejos, trasladando un problema físico al lenguaje matemático.
  • CE07. Trasmitir conocimientos de forma clara tanto en ámbitos docentes como no docentes.

Resultados de aprendizaje (Objetivos)

El alumno conocerá:

  • Los principales mecanismos de desintegración atómica y nuclear. 
  • Los tipos de desintegraciones nucleares.
  • Los mecanismos de interacción entre la radiación y la materia.
  • Los efectos de la radiación sobre los organismos biológicos.
  • Las principales técnicas de diagnóstico  basadas en procesos nucleares.
  • Las principales aplicaciones en Radiofísica.

Programa de contenidos teóricos y prácticos

Teórico

 

1. Introducción. Tipos y naturaleza de la radiación. Radiaciones ionizantes y estructura de la materia.

2. Estructura y radiación atómicas. Átomos de un electrón. Principio de exclusión de Pauli. Estructura de los átomos polielectrónicos. Capas y subcapas. Rayos X. Electrones Auger.

3. Estructura y radiación nucleares. Constituyentes del núcleo. Nomenclatura. Energía de ligadura. Estabilidad nuclear. Desintegraciones α, β y γ. Fisión nuclear. Otros procesos de desintegración. Fuentes de radiación naturales y artificiales. Fuentes de neutrones. Aceleradores de partículas.

4. Leyes de la desintegración. Ley exponencial de la desintegración. Período de semidesintegración. Vida media. Actividad y actividad específica. Series radiactivas. Equilibrio. Estadística aplicada al proceso de desintegración. Datación.

5. Interacción radiación–materia. Interacción de partículas cargada pesadas, electrones y positrones con la materia. Interacción de fotones con la materia. Interacción de  neutrones con la materia.

6. Detectores de radiación. Propiedades generales de los detectores de radiación. Detectores de gas. Detectores de centelleo. Detectores de estado sólido. Detectores de neutrones.

7. Dosimetría. Conceptos básicos. Magnitudes y unidades dosimétricas. Protección radiológica. Límites permitidos para el público y los profesionales.

8. Aplicaciones en medicina. Técnicas de diagnostico: radiografía convencional, PET, SPECT, resonancia magnética nuclear. Radioterapia con fotones y electrones. Protonterapia y terapia con iones pesados. Otras técnicas terapéuticas.

Práctico

1. Detector Geiger.

2. Espectroscopia γ.

3. Simulación Monte Carlo de procesos de interacción radiación-materia.

Bibliografía

Bibliografía fundamental

  • G.F. Knoll, Radiation detection and measurement (John Wiley and Sons, New York, 2000) 3rd edition.
  •  K.S. Krane, Introductory nuclear physics (JohnWiley and Sons, 1987).
  •  W.R. Leo, Techniques for nuclear and particle physics experiments (Springer, Berlin, 1994).
  • J.E. Turner, Atoms, radiation and radiation protection (John Wiley and Sons, 1995).
  • F. Salvat. PENELOPE - A code system for Monte Carlo simulation of electron and photon transport. (OECD Nuclear Energy Agency, 2019)

Bibliografía complementaria

  • A.H.W. Nias, An introduction to radiobiology (John Wiley and Sons, Chichester, 1998)
  •  P. Metcalfe, T. Kron and P. Hoban, The physics of radiotherapy X–rays from linear accelerators (Medical Physics Publishing, Madison, 1997)
  • J. Van Dyk (editor), The modern technology of radiation oncology (Medical Physics Publishing, Madison, 1999)
  •  H.N. Wagner Jr, Z. Szabo and J.W. Buchanan (editors), Principles of nuclear medicine (W.B. Saunders Company, Philadelphia, 1995)
  •  S. Webb (editor), The Physics of medical imaging (Institute of Physics Publishing, Bristol, 1998)

Metodología docente

  • MD01. Lección magistral/expositiva 

Evaluación (instrumentos de evaluación, criterios de evaluación y porcentaje sobre la calificación final)

Evaluación ordinaria

Para la evaluación ordinaria se tendrán en cuenta los siguientes instrumentos:

a) Parte teórica: Examen final con problemas y ejercicion teórico-practicos sobre el temario (con una valoración de un 70% de la calificación)

b) Trabajo práctico (con una valoración de un 30% de la calificación). La realización de las prácticas y la presentación de los correspondientes informes tendrán carácter obligatorio.

 

Evaluación extraordinaria

  • La evaluación extraordinaria consistirá en una prueba cuya estructura será la misma que se describe en el punto siguiente para el caso de la evaluación única final.

Evaluación única final

1. Aquellos estudiantes que se acojan a la modalidad de evaluación única final lo harán de acuerdo a los términos y plazos que se indican en la normativa de la UGR al respecto.

2. La evaluación única final se realizará en un solo acto académico y constará de las siguientes pruebas:

a) Examen escrito (con una valoración del 70% de la calificación final) que incluirá una parte teórica (30% de la calificación) y otra de ejercicios y problemas (40% de la calificación) referentes al programa de la asignatura.

b) Un examen práctico (con una valoración del 30% de la calificación) en el que habrá que realizar una práctica similar a las que figuran en el programa. En el caso de evaluación extraordinaria, los alumnos podrán conservar, si lo desean, la calificación obtenida en el trabajo práctico que hayan realizado durante el curso en lugar de realizar este examen práctico.

3. Para superar la asignatura se deberá demostrar un conocimiento uniforme y equilibrado de toda la materia; para ello habrá que obtener una puntuación mínima de 3.5 puntos sobre 10 en cada una de las tres partes (examen: parte teórica, examen: ejercicios y problemas y examen práctico) que se contemplan en la evaluación.