Si richiede una conoscenza della Fisica Classica nei corsi triennali.
La conoscenza della fisica delle radiazioni ionizzanti risulta di aiuto ad una migliore comprensione del corso.

Il corso si propone di illustrare agli studenti le diverse tipologie di strumenti regolarmente utilizzate nella rivelazione di radiazioni ionizzanti.
Il programma include: Richiami di interazione tra radiazione e materia. Generalità sui rivelatori. Rivelatori a scintillazione. Rivelatori a semiconduttore. Rivelatori a gas. Elettronica di front-end.

Conoscenze e comprensione
-    Preparazione sui principi di funzionamento dei rivelatori a scintillazione, a semiconduttore e a gas
-    Operazioni, prestazioni e problematiche tipiche di tali rivelatori
Capacità di applicare conoscenze e comprensione
-    Orientarsi tra i vari principi di funzionamento
-    Operare correttamente un rivelatore di radiazioni ionizzanti
-    Essere in grado di interpretare correttamente la lettura dei dati sperimentali raccolti
Autonomia di giudizio
-    Scelta del rivelatore più opportuno in un determinato contesto
-    Riconoscere segnali di invecchiamento di un rivelatore
Abilità comunicative
-    Spiegare nei termini appropriati una misura di radiazioni ionizzanti, a partire dall’interazione con il rivelatore, fino alle incertezze associate
Capacità di apprendimento
-    Approfondimenti sui rivelatori più usati e più moderni

Lezione frontale con l’ausilio di modellini di rivelatore, articoli e testi pertinenti

Esame orale sui contenuti del corso e che approfondisca in particolare almeno un tipo di radiazione e uno dei rivelatori adatto.

Richiami di interazione tra radiazione e materia

• Perdita di energia per ionizzazione
• Cammino libero medio
• Fenomeni di scintillazione
• Effetto Cherenkov
• Regimi di scarica nei gas

Generalità sui rivelatori

• Modi di operazione
• Spettro del segnale, guadagno
• Risoluzione, efficienza
• Geometria, accettanza
• Fluttuazioni statistiche, rumore

Rivelatori a scintillazione

• Scintillatori organici, inorganici
• Meccanismo di scintillazione

• Fotomoltiplicatori
• Identificazione delle particelle cariche

Rivelatori a semiconduttore

• Drogaggio

• Giunzione p-n, rilevazione coppia elettrone-lacuna

Rivelatori a gas

• Tubo di deriva, contatori, camere

Elettronica di front-end

• Trattamento del segnale

• Sistemi di raffreddamento

S. Tavernier, "Experimental Techniques in Nuclear and Particle Physics"

K. Kleinknecht, "Particle Detectors"

G. F. Knoll, "Radiation Detection and Measurement"

F. Sauli, "Principles of Operation of Multiwire Proportional and Drift Chambers"

W. R. Leo, "Techniques for Nuclear and Particle Physics Experiments"