Ver guía docente

Guía docente de la asignatura / materia:

Interacción Radiación Materia (M44/56/2/30)

Curso 2021/2022
Fecha de aprobación por la Comisión Académica 20/07/2021

Máster

Máster Universitario en Física: Radiaciones, Nanotecnología, Partículas y Astrofísica

Módulo

Física y Tecnología de Radiaciones

Rama

Ciencias

Centro Responsable del título

Escuela Internacional de Posgrado

Semestre

Primero

Créditos

6

Tipo

Optativa

Tipo de enseñanza

Presencial

Profesorado

  • Antonio Miguel Lallena Rojo
  • José Ignacio Porras Sánchez
  • Salvador García Pareja
  • Francesc Salvat Gavaldá

Horario de Tutorías

Antonio Miguel Lallena Rojo

lallena@ugr.es
  • Tutorías 1º semestre
    • Lunes 9:00 a 11:00 (Despacho)
    • Martes 17:00 a 19:00 (Despacho)
    • Miércoles 9:00 a 11:00 (Despacho)
  • Tutorías 2º semestre
    • Martes 17:00 a 19:00 (Despacho)
    • Jueves 9:00 a 11:00 (Despacho)
    • Viernes 9:00 a 11:00 (Despacho)

José Ignacio Porras Sánchez

porras@ugr.es
  • Tutorías 1º semestre
    • Lunes 17:00 a 19:00 (Despacho)
    • Miércoles 17:00 a 19:00 (Despacho)
    • Viernes 11:00 a 13:00 (Despacho)
  • Tutorías 2º semestre
    • Lunes 18:00 a 20:00 (Despacho)
    • Miércoles 8:00 a 9:00 (Despacho)
    • Viernes 10:00 a 13:00 (Despacho)

Salvador García Pareja

salvadorgp@ugr.es

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

Interacción de fotones y partículas con masa (cargadas y neutras) con la materia. 

Simulación Monte Carlo de la interacción radiación-materia.

Prerrequisitos y/o Recomendaciones

Competencias

Competencias Básicas

  • CB6. Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación.
  • CB7. Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio.
  • CB8. Que los estudiantes sean capaces de integrar conocimientos y enfrentarse a la complejidad de formular juicios a partir de una información que, siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus conocimientos y juicios.
  • CB9. Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades.
  • CB10. Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.

Competencias Generales

  • CG03. Capacidad de trabajo en equipo. El estudiante deberá integrar su trabajo en el interés de un proyecto común. 
  • CG04. Capacidad de expresar y defender en público los resultados y conclusiones obtenidos como resultado del proceso de aprendizaje. Deberá desarrollar y dominar las técnicas de comunicación oral ante cualquier auditorio. Aprender a utilizar sus potencialidades personales para presentar resultados públicamente. Adquisición del convencimiento de que su conocimiento del trabajo realizado le convierte de inmediato en foco de interés y atención. 
  • CG05. Capacidad de generación de propuestas innovadoras y competitivas en la investigación y en la actividad profesional. 

Competencias Específicas

  • CE01. Capacidad de interpretar datos procedentes de la observación experimental o la simulación numérica. 
  • CE02. Capacidad de considerar rigurosamente las limitaciones e incertidumbres en los resultados y de los métodos que pueden aplicarse para minimizarlas. 
  • CE03. Capacidad de profundizar en los distintos campos de la Física y de identificar los aspectos que se encuentran en los límites del conocimiento. 
  • CE04. Capacidad de formular hipótesis, idear experimentos, manejar métodos de cálculo y simulación numérica y desarrollar modelos. 

Competencias Transversales

  • CT01. Capacidad de razonamiento crítico: el estudiante debe ser capaz de distinguir aquellos aspectos de su trabajo o del de otros que suponen innovación y avance. 
  • CT02. Compromiso ético. Tanto en su etapa de alumno como posteriormente en su trabajo profesional, el estudiante debe ser consciente de la absoluta necesidad de realizar sus tareas con absoluto respeto a la honradez, la verdad y el servicio a la sociedad. 
  • CT03. Capacidad de automotivación. Forma parte de la madurez que debe alcanzarse en el proceso formativo a estos niveles: las dificultades han de enfrentarse con decisión y confianza. 
  • CT04. Capacidad de reconocimiento de la diversidad y multiculturalidad. Forma parte de la actitud vital que se supone al graduado: su conciencia social ha de guiar aquellos aspectos de su profesión que involucren a otros miembros de la comunidad. 

Resultados de aprendizaje (Objetivos)

El alumno conocerá:

-los procesos físicos básicos que se ponen en juego en la interacción de partículas cargadas y neutras con la materia.

-los mecanismos que dan lugar al depósito de energía en los materiales con los que interactúa la radiación

-la metodología básica con la que se lleva a cabo la simulación Monte Carlo de los procesos de interacción radiación-materia, así como las limitaciones que ésta lleva aparejadas.

 

El alumno será capaz de:

-analizar los procesos de interacción radiación-materia, estableciendo los mecanismos fundamentales puestos en juego e identificando los que sean dominantes en cada caso.

-resolver problemas relacionados con los distintos aspectos de la interacción radiación-materia.

-realizar simulaciones Monte Carlo de la interacción radiación-materia en situaciones sencillas usando alguno de los códigos disponibles y utilizando técnicas de reducción de varianza.

Programa de contenidos Teóricos y Prácticos

Teórico

1. Interacción de partículas cargadas pesadas con la materia.

Mecanismos de pérdida de energía. Máxima energía transferida en una colisión única. Espectro de energía perdida en colisiones únicas. Potencia de frenado. Energías de excitación media. Alcance.

2. Interacción de electrones y positrones con la materia

Mecanismos de pérdida de energía. Potencias de frenado de colisión y radiativa. Producción de radiación. Alcance.

3. Fenómenos relacionados con la interacción de partículas cargadas con la materia.

Rayos delta. Potencia de frenado restringida. Transferencia de energía lineal. Ionización específica. Straggling de energía y alcance.

4. Interacción de fotones con la materia

Mecanismos de interacción. Efecto fotoeléctrico. Efecto Compton. Producción de pares. Reacciones fotonucleares. Coeficientes de atenuación, de transferencia de energía y de absorción de energía

5. Neutrones

Fuentes de neutrones. Interacción de los neutrones con la materia. Dispersión elástica. Espectro de pérdida de energía en la interacción neutrón-protón. Reacciones con neutrones. Activación neutrónica. Fisión.

6. Simulación Monte Carlo del transporte de radiación en medios materiales.

Conceptos básicos de la simulación Monte Carlo. Simulación del transporte de radiación. Promedios estadísticos e incertidumbres. Técnicas de reducción de varianza. Códigos de simulación Monte Carlo del transporte de radiación en medios materiales. El código PENELOPE. Aplicaciones.

 

Práctico

Simulación Monte Carlo del transporte de radiación en medios materiales. Utilización del código PENELOPE en disintos problemas de interés en física de radiaciones y física médica. Utilización de los programas de la distribución de PENELOPE para creación de materiales (material) y geometrías (pengeom y pengeomjar) y aplicaciones de carácter gemeral (penmain).

 

Bibliografía

Bibliografía fundamental

  • J.E. Turner. Atoms, radiation, and radiation protection. Wiley-VCH, 2007.

  • F. Salvat, J.M. Fernández-Varea, J. Sempau. PENELOPE, a code system for Monte Carlo simulation of electron and photon transport. NEA, 2019.

  • K.S. Krane. Introductory nuclear physics. Wiley, 1987.

Bibliografía complementaria

  • W.R. Leo. Techniques for nuclear and particle physics experiments: A how-to approach. Springer-Verlag, 1994.

  • G.F. Knoll. Radiation detection and measurement. John Wiley & Sons, 2010.

  • H. Nikjoo, S. Uehara, D. Emfietzogl. Interaction of radiation with matter. CRC Press, 2012.

  • C. Leroy, P.-G. Rancoita. Principles of radiation interaction in matter and detection. World Scientific, 2009.

Enlaces recomendados

http://www.iaea.org/

http://www.icru.org/

http://www.icrp.org/

http://www.oecd-nea.org/

Metodología docente

  • MD01 Lección magistral (Clases teóricas-expositivas). Para transmitir los contenidos de las materias del módulo motivando al alumnado a la reflexión, facilitándole el descubrimiento de las relaciones entre diversos conceptos y formándole una mentalidad crítica. 
  • MD02 Actividades prácticas (Clases prácticas). Para desarrollar en el alumnado las habilidades instrumentales de la materia. 
  • MD03 Seminarios. Para desarrollar en el alumnado las competencias cognitivas y procedimentales de la materia. 
  • MD04 Tutorías académicas: Para orientar al trabajo autónomo y grupal del alumnado, profundizar en distintos aspectos de la materia y orientar la formación académica integral del estudiante. 
  • MD05 Estudio y trabajo autónomo del alumnado. Para favorecer en el estudiante la capacidad para autorregular su aprendizaje, planificándolo, diseñándolo, evaluándolo y adecuándolo a sus especiales condiciones e intereses. 
  • MD06 Estudio y trabajo en grupo. Para favorecer en los estudiantes la generación e intercambio de ideas, la identificación y análisis de diferentes puntos de vista sobre una temática, la generalización o transferencia de conocimiento y la valoración crítica del mismo. 

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

Evaluación Ordinaria

Los estudiantes que concurran a la convocatoria ordinaria serán evaluados mediante evaluación continua, siendo la asistencia a clase obligatoria. Dicha evaluación se basará en los siguientes instrumentos:

  • seguimiento del trabajo de los alumnos en las clases prácticas, la resolución de problemas y el desarrollo de proyectos individuales o en grupo, evaluándose las entregas de los informes/memorias realizadas por los mismos (hasta el 50% de la calificación final).

  • realización de un trabajo final de la materia (hasta el 70% de la calificación final)

Evaluación Extraordinaria

La evaluación extraordinaria se llevará a cabo con los mismos instrumentos indicados para la Evaluación Única Final.

Evaluación única final

En el plazo establecido en la "Normativa de Evaluación y de Calificación de los estudiantes de la Universidad de Granada", para acogerse a la Evaluación Única Final, el estudiante lo solicitará al Coordinador del Máster, a través del procedimiento electrónico establecido, alegando y acreditando las razones que le asisten para no poder seguir el sistema de evaluación continua correspondiente a la evaluación ordinaria. La evaluación en este caso se llevará a cabo según los siguientes instrumentos:

  • realización de un examen de la materia impartida a lo largo del curso (valoración: 50% de la calificación final); constará de una parte teórica (20% de la calificación final) y otra de ejercicios y problemas (30% de la calificación final).

  • realización de un trabajo de aplicación de la simulación Monte Carlo a un problema específico de la materia (valoración: 50% de la calificación final).

Información adicional

Las tutorías de los profesores Salvat Gavaldà y García Pareja serán personales durante su estancia en Granada para impartir la parte de la asignatura que tienen asignada. Fuera de ese plazo atenderán a los alumnos vía correo electrónico.

Escenario A (Enseñanza-Aprendizaje presencial y tele-presencial)

Horario (Según lo establecido en el POD)

Tanto las clases como el de las tutorías tendrán el mismo horario que se indica anteriormente para cada profesor.

Herramientas para la atención tutorial (Indicar medios telemáticos para la atención tutorial)

Con cita previa por e-mail, usando para la tutoría herramientas como GoogleMeet o Zoom (a través del sistema SALVE del CSIRC).

Medidas de adaptación de la metodología docente

  • No procede adaptación para el temario teórico ni para las prácticas con ordenador.

  • Las clases no presenciales se impartirán usando herramientas como GoogleMeet o Zoom (a través del sistema SALVE del CSIRC).

Evaluación Ordinaria

Dadas las características de los instrumentos utilizados para la evaluación ordinaria en condiciones de presencialidad, la calificación de los estudiantes se realizará de la misma forma que la indicada anteriormente para esta evaluación ordinaria.

Evaluación Extraordinaria

Dadas las características de los instrumentos utilizados para la evaluación ordinaria en condiciones de presencialidad, la calificación de los estudiantes se realizará de la misma forma que la indicada anteriormente para esta evaluación extraordinaria.

Evaluación única final

Dadas las características de los instrumentos utilizados para la evaluación ordinaria en condiciones de presencialidad, la calificación de los estudiantes se realizará de la misma forma que la indicada anteriormente para esta evaluación única final.

Escenario B (Suspensión de la actividad presencial)

Horario (Según lo establecido en el POD)

Tanto las clases como el de las tutorías tendrán el mismo horario que se indica anteriormente para cada profesor.

Herramientas para la atención tutorial (Indicar medios telemáticos para la atención tutorial)

Con cita previa por e-mail, usando para la tutoría herramientas como GoogleMeet o Zoom (a través del sistema SALVE del CSIRC).

Medidas de adaptación de la metodología docente

  • No procede adaptación para el temario teórico ni para las prácticas con ordenador.

  • Las clases no presenciales se impartirán usando herramientas como GoogleMeet o Zoom (a través del sistema SALVE del CSIRC).

Evaluación Ordinaria

Dadas las características de los instrumentos utilizados para la evaluación ordinaria en condiciones de presencialidad, la calificación de los estudiantes se realizará de la misma forma que la indicada anteriormente para esta evaluación ordinaria.

Evaluación Extraordinaria

Dadas las características de los instrumentos utilizados para la evaluación ordinaria en condiciones de presencialidad, la calificación de los estudiantes se realizará de la misma forma que la indicada anteriormente para esta evaluación extraordinaria.

Evaluación única final

Dadas las características de los instrumentos utilizados para la evaluación ordinaria en condiciones de presencialidad, la calificación de los estudiantes se realizará de la misma forma que la indicada anteriormente para esta evaluación única final.