Física Nuclear 
Teórica Prática Temas de dissertação
As partículas e suas interacções. A interacção fraca. A interacção
entre nucleões.
Momentos: angular, dipolar magnético e quadrupolar eléctrico.
Propriedades nucleares:
Raio nuclear,
distribuição de carga e de nucleões.
A massa, energia de
ligação, fórmula semi-empírica de massa.
Modelos nucleares
O modelo do núcleo em
camadas e suas previsões.
Evidência do falhanço
do modelo de partículas independente.
Breve referência a
modelos colectivos.
Radioactividade
Tipos de declínio
radioactivo.
Conceitos e leis do
declínio radioactivo.
Declínios com
bifurcação; misturas de núclidos radioactivos.
Criação e destruição
de actividade.
Sequência de
desintegrações; equilíbrios.
Radioactividade natural
Famílias
radioactivas. Breve referência a aplicações: datação radioactiva.
Introdução a conceitos de dosimetria
Considerações sobre
os efeitos das radiações.
Unidades de medida de
radiações e dosimetria.
Declínios radioactivos
Declínio alfa:
energética e informação experimental.
Modelo
teórico.
Conservação
do momento angular e paridade: regras de selecção
Espectroscopia
alfa.
Declínio beta:
energética e informação experimental.
O modelo de
Fermi.
Regras de
selecção e tipos de declínio beta.
Declínio gama:
energética.
Modelo
clássico e quântico da radiação.
Regras de
selecção e conversão interna.
O efeito
Mössbauer e a espectroscopia gama.
Cisão Nuclear
Tipos
de cisão.
Energética
e critérios para a cisão nuclear.
Propriedades:
emissão imediata de neutrões; a estabilidade dos fragmentos e emissão atrasada
de neutrões.
Detecção de radiação e espectrometrias
nucleares.
Preparação da responsabilidade dos Alunos:
Detecção de radiação e espectrometrias nucleares.: tipos de radiação e
interacção das radiações com a matéria. Radiações electromagnéticas: raios-g e raios-X; efeito
fotoeléctrico, efeito Compton e criação de pares. Radiações corpusculares: iões
e electrões.
Espectrometria
nuclear. Níveis energéticos nucleares, transições nucleares e radiações
emitidas: conceito de espectro. A cadeia de detecção e a formação de espectros.
Preparação com apoio dos Professores:
Detectores:
detectores gasosos, cintiladores sólidos, detectores de semicondutor.
Princípios de funcionamento. Os detectores utilizados na espectrometria
nuclear: detector Geiger-Müller, cintilador de NaI(Tl), detector de Si de
barreira de superfície, detector g-X de CZT (semicondutor
Cd-Zn-Te).
Instrumentação
nuclear: detectores e pré-amplificadores; amplificadores, conversores
analógico-digitais (ADCs) e analisadores multicanal (MCA). Outras unidades.
Trabalhos experimentais (Laboratório):
Detecção de Radiação Gama com um Geiger: determinação do patamar
de um Geiger e do seu tempo morto e da variação da intensidade de uma fonte
radioactiva com a distância. Verificação experimental da distribuição
estatística do número de contagens.
Espectrometria gama com um detector de cintilação NaI(Tl): estudo de um espectro
gama. Medida da resolução do detector. Estudo experimental da absorção de
radiação gama pela matéria.
Espectrometria alfa com detector de barreira de superfície: estudo do espectro de
uma fonte de partículas alfa. Determinação de poderes de paragem.
Espectrometria g-X com um
detector semicondutor de CZT: estudo de um espectro; determinação da resolução do
detector. Determinação da eficiência do detector e de coeficientes de conversão
interna.
Espectrometria beta com detector de barreira de superfície: estudo do espectro de
duas fontes de partículas beta. Determinação dos end-points e picos de
electrões de conversão.
Temas de dissertação possíveis
Cisão nuclear. Produção de energia. Reactores de
cisão. Questões de segurança, impactos ambientais.
Fusão nuclear.
Produção e aplicações de feixes de partículas:
Aceleradores de partículas.
Técnicas de análise com feixes de partículas: RBS,
ERD, NRA, PIGE, PIXE.
Aplicações
médicas de feixes de partículas.
Aplicações
de feixes de partículas ao estudo do património.
Os
alunos podem apresentar propostas de outros temas de trabalho no âmbito da
disciplina.