SIMULAZIONE IN CAMPO BIOSANITARIO
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Anno immatricolazione
2018/2019
Anno offerta
2018/2019
Normativa
DM270
SSD
FIS/07 (FISICA APPLICATA (A BENI CULTURALI, AMBIENTALI, BIOLOGIA E MEDICINA))
Dipartimento
DIPARTIMENTO DI FISICA
Corso di studio
SCIENZE FISICHE
Curriculum
Fisica biosanitaria
Anno di corso
Periodo didattico
Primo Semestre (01/10/2018 - 18/01/2019)
Crediti
6
Ore
48 ore di attività frontale
Lingua insegnamento
Italiano
Tipo esame
ORALE
Docente
BORTOLUSSI SILVA (titolare) - 5 CFU
BALLARINI FRANCESCA - 1 CFU
Prerequisiti
Allo studente di questo corso viene richiesto il possesso o l’acquisizione di un’adeguata preparazione riguardo ai fondamenti teorici del metodo di Monte Carlo e della statistica. Si richiede la conoscenza di base di nozioni di fisica nucleare e interazione radiazione-materia.
Obiettivi formativi
Apprendimento dei concetti e dei metodi fondamentali delle tecniche di simulazione dell'interazione radiazione-materia. Apprendimento delle basi di un codice di trasporto. Apprendimento degli aspetti principali della modellizzazione degli effetti biologici radioindotti.
Programma e contenuti
La prima parte del corso è dedicata al codice di simulazione MCNP, che trasporta neutroni, fotoni ed elettroni, e anche particelle cariche nelle sue ultime versioni. Si tratta di una serie di lezioni pratiche, a seguito di una breve introduzione teorica, nelle quali gli studenti impareranno a creare un file di input e a simulare problemi di trasporto. Al termine di questa prima parte del corso gli studenti saranno utenti base di MNCP e avranno acquisito le capacità per creare le geometrie, descrivere la fisica, fare delle richieste al programma e analizzare statisticamente i risultati. La seconda parte del corso è dedicata alla modellizzazione e simulazione degli effetti biologici indotti dalle radiazioni ionizzanti a livello subcellulare/cellulare e a livello di tessuti e organi. L’attenzione è focalizzata sulle aberrazioni cromosomiche e sulle loro conseguenze in termini di morte cellulare o conversione della cellula in cellula tumorale, nonché sulla modellizzazione di tali effetti a livello di interi tessuti e organi, con esempi di applicazione all’adroterapia e alla radioprotezione nello spazio. Agli studenti saranno inoltre offerti dei seminari finalizzati a fornire una panoramica delle caratteristiche dei codici di simulazione FLUKA e GEANT-4, e delle loro applicazioni in campo bio-sanitario.
Metodi didattici
Una parte delle lezioni è frontale, per introdurre argomenti teorici e spiegare la risoluzione degli esercizi pratici. La maggior parte del corso è dedicato a esercitazioni pratiche al PC
Testi di riferimento
Dispense del corso
Manuali di MCNP, FLUKA, GEANT 4
E. Alpen, Radiation Biophysics, Elsevier
Modalità verifica apprendimento
Esame sia pratico, sia orale. L’esame pratico consiste nello svolgimento e discussione di un esercizio di simulazione MCNP. Questa parte dell'esame ha lo scopo di verificare se lo studente ha acquisito una adeguata autonomia nell'affrontare problemi tipici di simulazione in campo biosanitario, applicando gli strumenti visti a lezione e portando a termine la preparazione di un input, la sua revisione e un run che produca risultati. Lo studente deve essere in grado di commentare l'esercizio svolto nelle sue varie fasi, rispondendo a domande tecniche e di analizzare l'output. La prova orale riguarda la parte di modellizzazione del danno biologico da radiazioni.
Altre informazioni
Esame sia pratico, sia orale. L’esame pratico consiste nello svolgimento e discussione di un esercizio di simulazione MCNP. Questa parte dell'esame ha lo scopo di verificare se lo studente ha acquisito una adeguata autonomia nell'affrontare problemi tipici di simulazione in campo biosanitario, applicando gli strumenti visti a lezione e portando a termine la preparazione di un input, la sua revisione e un run che produca risultati. Lo studente deve essere in grado di commentare l'esercizio svolto nelle sue varie fasi, rispondendo a domande tecniche e di analizzare l'output. La prova orale riguarda la parte di modellizzazione del danno biologico da radiazioni.
Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile