Campi elettrici e campi magnetici: Il campo elettromagnetico. Equazioni del moto di particelle cariche in campi magnetici. Richiami di relatività ristretta: energia e impulso, energia nel centro di massa in schemi di accelerazione a target fisso vs. colliders. Leggi della focalizzione di fasci particelle. Teorema dell’accelerazione. Cavità a radio-frequenza. Sistemi di produzione, guida e trasmissione di onde elettromagnetiche.Sistemi di trasporto di fasci di particelle: equazioni del moto; Lenti magfnetiche ed elettrostatiche; dipoli, quadrupoli e sestupoli; Ssitemi di selezione in energia e carica; spettrometri magnetici.Principali caratteristiche dei fasci ionici: emittanza, brillanza, luminosità.Fisica dei plasmi: Definizione di plasma. Concetto di temperatura di un plasma. Distanza schermo diDebye. Oscillazioni del plasma. Parametri caratteristici dei plasmi. Plasmi collisionali e non-collisionali. Descrizione cinetica dei plasmi. Funzione di distribuzione. Momenti della funzione di distribuzione. Equazione di Vlasov. Confinamento magnetico. Strutture e configurazioni principali per il confinamento magnetico. Sorgenti ioniche al plasma: principi fisici e caratteristiche tecnologiche.Principi di funzionamento e tecnologia dei più diffusi acceleratori di particelle:-Acceleratori Elettrostatici-LINACS: principi di funzionamento, stabilità di fase, focalizzazione-RFQ: principi di funzionamento, stabilità di fase, focalizzazione-Ciclotroni: principi di funzionamento, stabilità di fase, focalizzazione-Sincrotroni: principi di funzionamento, stabilità di fase, focalizzazione-Dielectric Laser Accelerators: principi di funzionamento, stabilità di fase, focalizzazioneInterazione della radiazione e delle particelle con la materia: Introduzione alla dosimetria.Dosimetria clinica di fasci di elettroni, fotoni ed adroni. Rivelatori per Dosimetria clinica. Rivelatori a gas, calorimetri, rivelatori a stato solido, termoluniscenti ed ottici. Dosimetria assoluta di una radiazione da un tubo a Raggi-X (30 - 300 KVp). Elementi di base di un tubo a Raggi-X. Controlli di qualità su un tubo a Raggi-X. Strumentazione dosimetrica. Parametri che caratterizzano il fascio. Determinazione della dose assoluta in acqua di un fascio di raggi-X di bassa e media energia(30-300 KVp). Worksheet dosimetricoTecniche di trasporto per fasci di particelle cariche (protoni e ioni carbonio) per applicazioni mediche. Metodiche attive e passive di modulazione energetica. Determinazione delle caratteristiche di un fascio clinico in termini di uniformità e distribuzione spaziale.Acceleratori di particelle basati su laser di alta potenza: Punti di vista Euleriano e Lagrangiano. Forzeagenti. Formazione di plasmi ad alta temperatura. Produzione di onde di plasma e accelerazione di elettroni e ioni in plasmi ad alta temperatura.Applicazione degli Acceratori alla medicina: Imaging morfologico e funzionale; Macchine per per imaging (CT, PET e RM); produzione di radiofarmaci; acceleratori per radioterapia con fasci esterni (Ciclotroni, Linac e sincrotroni)

The Transport of Charged Particle Beams, Banford A. P., (Spon,1966)Focusing of Charged Particles, ed. Albert Septier, Academic Press, New York, 1967Particle Accelerators and Their Uses, By Waldemar Scharf, Francis T. ColeAn Introduction to the Physics of High Energy Accelerators, D.A.Edwards and M.J.Syphers, (Wiley,1993)Engines of Discovery: A Century of Particle Accelerators, A.Sessler and E.Wilson, (World Scientific,2007)Optics of Charged Particles, Hermann Wollnik (1987)Karl L. Brown, F. Rothaker, David C. Carey and C. Iselin, “TRANSPORT, a Computer Program for Designing Charged Particle Beam Transport System” SLAC Report N° 91, Rev.2, 1977