87969 - NUCLEAR PHYSICS

Conoscenze e abilità da conseguire

At the end of the course the student will be introduced to the basic concepts of Nuclear Physics. He/she will gain a general comprehension of nuclear models, nuclear reactions and neutron spectroscopy. He/she will have a general understanding of phenomena like nuclear fusion and fission and will be able to solve basic problems invol ving typical situation where different nuclear energy ranges are involved.

Contenuti

Il corso si propone di fornire gli strumenti di base per comprendere tutte le dinamiche e le implicazioni della fisica nucleare. Ove possibile gli argomenti saranno analizzati dal punto di vista storico, teorico e applicativo.

Prerequisiti: E' richiesta una conoscenza di base della meccanica quantistica.

Programma della prima parte (Prof. Finelli - 36 ore): Concetti base di fisica nucleare. Forze nucleari: sfasamenti empirici e proprietà del deuterone. Descrizione teorica del potenziale nucleare. Approcci di base ai nuclei delle strutture: stati fondamentali ed eccitati. Teoria del nucleo composto. Decadimenti radioattivi: catene di decadimento, tempi di dimezzamento, radioattività naturale e misura della radiazione. Decadimento beta: interazione debole, non conservazione della parità, tassi di decadimento, valori ft, processi consentiti, processi proibiti, regole di selezione e doppio decadimento beta. Decadimento alfa: approccio teorico di Gamow e regole di selezione. Decadimento gamma: momenti elettromagnetici, linee di Schmidt, espansione multipolare, regole di selezione e formula di Lande. Reazioni nucleari e scattering di neutroni, assorbimento e moderazione di neutroni. Storia della fissione nucleare. Teoria e fenomenologia della fissione nucleare.

Programma della seconda parte (Prof. Massimi - 20 ore): Reazioni nucleari: leggi di conservazione e Q-value. Caratteristiche generali delle sezioni d'urto e tecniche sperimentali. Reazioni nucleo-composto, reazioni dirette e reazioni di risonanza. Fisica dei neutroni: sorgenti, reazioni e rivelatori. Astrofisica nucleare: nucleosintesi primordiale e stellare, cosmocronologia nucleare. Fusione solare e neutrini. Panoramica sui recenti esperimenti di fisica nucleare e le loro applicazioni.

Testi/Bibliografia

Tutte le lezioni e i riferimenti possono essere trovati sul seguente sito web https://virtuale.unibo.it/

K. Krane, "Nuclear physics", Wiley Ed.

C. Bertulani, "Nuclear Physics in a nutshell", Princeton University press

J.-l. Basdevant, "Fundamentals in Nuclear Physics", Springer Ed.

Metodi didattici

Lezioni frontali alla lavagna o mediante l'uso di presentazioni.

Le lezioni non saranno registrate.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Dall'anno accademico 2025/26 l'esame e' esclusivamente orale ed è diviso in due parti, le quali non possono essere affrontate separatamente.

Entrambe le prove concorrono al voto finale con egual importanza.

La mancata frequenza non è considerata negativamente nella valutazione.

Lo scopo della prova orale è verificare la capacità dello studente di applicare il proprio bagaglio nozionistico e di eseguire i necessari collegamenti logico-deduttivi.

Gradazione del voto finale:

Esposizione limitata e capacità di analisi che emerge solo con l’aiuto del docente, espressione in linguaggio complessivamente corretto → 18-24;

Capacità di studio e di analisi autonome su un numero abbastanza ampio di argomenti, capacità di compiere scelte autonome di analisi critica, padronanza della terminologia specifica → 25-29;

Preparazione sostanzialmente esaustiva sugli argomenti affrontati nel corso, capacità di compiere scelte autonome di analisi critica e di collegamento, piena padronanza della terminologia specifica e capacità di argomentazione e autoriflessione → 30-30L.

Studenti/sse con DSA o disabilità temporanee o permanenti: si raccomanda di contattare per tempo l’ufficio di Ateneo responsabile( https://site.unibo.it/studenti-con-disabilita-e-dsa/it ): sarà sua cura proporre agli/lle studenti/sse interessati/e eventuali adattamenti, che dovranno comunque essere sottoposti, con un anticipo di 15 giorni, all’approvazione del/della docente, che ne valuterà l'opportunità anche in relazione agli obiettivi formativi dell'insegnamento.

Si prega di compilare il modulo corrispondente tramite Almaesami.

Strumenti a supporto della didattica

Slides, note e materiali di lettura (in lingua inglese e italiana) saranno disponibili sul sito web.

Link ad altre eventuali informazioni

https://virtuale.unibo.it/

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Paolo Finelli

Consulta il sito web di Cristian Massimi