wyklad

Metody i Techniki Jądrowe w Środowisku Przemyśle i Medycynie:
rok ak. 2002/2003

Zajęcia odbywają się w poniedziałki, w godz. 1015 - 1300, w sali 309 Gmachu Fizyki PW

  1. Program zajęć
  2. Literatura
  3. Zadania zaliczeniowe i kryteria ich oceny 
  4. Tematy prac zaliczeniowych
  5. Temat wspólny dla 3-5 osób, Projekt Międzynarodowy - "Radon...". 
  6. Opracowania zaliczeniowe studentów 
  7. Zawiadomienia - prace magisterskie
  8. Foto-raport z wizyty w Świerku w roku ak. 1999/2000
  9. Foto-kronika z wizyt w ośrodkach, gdzie wykorzystywane sa metody i techniki jądrowe
     w roku ak. 2002/2003
    : ŚLCJ,  Inst. Onkologii,  CLOR, ICHTJ,  Projekt "Radon"

PROGRAM ZAJĘĆ
  1. Źródła promieniowania jądrowego: typy i własności źródeł i wiązek promieniowania - z punktu widzenia ich zastosowań w badaniach naukowych, technice i medycynie.
  2. Oddziaływanie promieniowania jądrowego z materią: podstawowe zjawiska i ich charakterystyki oraz wielkości stosowane w opisie procesu oddziaływania z materią różnych typów promieniowania.
  3. Detekcja promieniowania jądrowego: typy detektorów i ich powiązanie z rodzajami promieniowania i mierzonymi wielkościami; podstawowe parametry detektorów; typowe układy elektroniczne współpracujące z detektorami promieniowania; statystyczne aspekty emisji i rejestracji promieniowania.
  4. Algorytmy i programy modelowania komputerowego procesu propagacji promieniowania w materii, wydzielania energii w materiałach i rejestracji promieniowania.
  5. Bezpieczeństwo jądrowe: dawki pochłaniane - ich jednostki, pomiary i normy; zasady pracy ze źródłami i wiązkami promieniowania; (dozymetria).
  6. Promieniowanie naturalne: skorupy ziemskiej, kosmiczne, odpadów kopalnianych, materiałów budowlanych itd, zawartość radonu w powietrzu, jego pomiar i obniżanie stężenia, stosowanie pomiarów natężenia promieniowania w geologii i archeologii.
  7. Pomiarowe metody izotopowe: ciągłe i bezdotykowe (nieniszczące) pomiary grubości, składu, gęstości, stężenia, zanieczyszczeń materiałów, metody radioznacznikowe, izotopowa aparatura diagnostyczna, defektoskopia.
  8. Technologie radiacyjne w ochronie środowiska i inżynierii materiałów: usuwanie zanieczyszczeń gazów, utwardzanie radiacyjne, sterylizacja materiałów medycznych, dekontaminacja środków spożywczych, membrany trekowe.
  9. Metody radiacyjne w medycynie: diagnostyka izotopowa, radioterapia z użyciem promieniowania gamma, mezonów (pi-) i ciężkich jonów, tomografia pozytonowa, immuno-terapia.
  10. Energetyka jądrowa: podstawowe typy reaktorów; bezpieczeństwo i skażenia promieniotwórcze, odpady jądrowe, ich transport i przechowywanie, procesy transmutacji, nowe rozwiązania w energetyce jądrowej, reaktory sterowane akceleratorami.

Wykład realizowany jest w połączeniu z zajęciami praktycznymi. Część zajęć prowadzona jest przez wykładowców z zakładów badawczych i przemysłowych oraz z zagranicy; niektóre zajęcia odbywają się w placówkach naukowych lub przemysłowych, gdzie stosowane są metody i techniki jądrowe. Studenci wykonują też specjalistyczne ćwiczenia laboratoryjne z zakresu fizyki reaktorowej w Instytucie Energii Atomowej w Świerku.

Praca zaliczeniowa ma formę opracowania wybranego zagadnienia tematycznego oraz wykonania ćwiczenia z fizyki reaktorowej.

Uplex_li.gif - 0,43 K LITERATURA

  1. A. Strzałkowski, Wstęp do Fizyki Jądrowej, PWN, (1979)
  2. C. Grupen, Particle Detectors, Cambridge Univ. Press, (1992)
  3. W.R. Leo, Techniques for Nuclear and Particle Physics Experiments, (1987)
  4. R.D. Evans, The Atomic Nucleus, Mc Graw Hills (1955)
  5. James E. Turner, ATOMS, RADIATION, AND RADIATION PROTECTION, J.Willey&Sons, (1995)
  6. Frank H. Attix, Introduction to radiological physics and radiation dosimetry, J.Willey&Sons, (1986s)
  7. Z.Celiński, Energetyka Jądrowa, PWN, Warszawa (1991),
    Energetyka Jądrowa a Społeczeństwo, PWN, Warszawa (1992)
  8. A. Hrynkiewicz (red), Człowiek i promieniowanie jonizujące,  PWN, Warszawa (2001)
  9. Postępy Techniki Jądrowej, (kwartalnik, PTN)
  10. Bezpieczeństwo Jądrowe i Ochrona Radiologiczna, (dwumiesięcznik, CLOR)
  11. Nuclear Instruments and Methods, in Physics Research, (3 times per months)
  12. Technika jądrowa w przemyle, medycynie, rolnictwie i ochronie rodowiska, Materiały krajowego sympozjum - Warszawa 24-27 kwietnia 1995r oraz referencje tam zawarte.
  13. Państwowa Agencja Atomistyki -
  14. Instytut Chemii i Techniki Jądrowej
  15. Centralne Laboratorium Ochrony Radiologicznej
  16. Instytut Energii Atomowej
  17. Akademia Górniczo Hutnicza
  18. Instytut Uranowy w Londynie
  19. Reaktory plutonowe etc.
  20. Home Page d-ra Andrzeja Pawuły - Wiele prac na temat promieniowania naturalnego oraz skażenia wody, gleby itp.
Uplex_li.gif - 0,43 K ZADANIA ZALICZENIOWE

Poniżej podane są tematy zadań. Tematy 37 i 38 stanowią faktycznie kilka oddzielnych tematów. Każda osoba bierze inny temat. Po uzgodnieniu ze mną - można opracować samodzielnie zaproponowany temat lub realizować ten sam temat równolegle przez dwie osoby. Uzgodnienia wymaga też wybór tematu egzaminacyjnego, który następnie oznaczam przy nazwisku jako - [e]. Dla opracowania podanych tematów niezbędne jest sięgnięcie do literatury w bibliotece, Internecie itd. Opracowania mają postać prezentacji internetowej (HTML, PHP itp.) i przekazać je można  w formie plików na dyskietce lub dysku CD. Opracowania te wejdą do banku opracowań tematycznych MT. Wybrane opracowania prezentowane będą na stronie www Wydziału Fizyki PW.

Proponuję wybierać zagadnienia, które nie były jeszcze opracowywane w poprzednich latach. (patrz opracowania poniżej). Jeśli wybrane będzie zagadnienie już opracowane, należy unikać powtarzania wiadomości podanych we wcześniejszym opracowaniu. Wiadomości te będą bowiem nisko oceniane. Wysoko cenione będą wiadomości nowe stanowiące rozwinięcie i uzupełnienie tych,  podanych we wcześniejszych opracowaniach. Oczywiście, dla kompletności i spójności prezentacji mogą pojawiać się też wiadomości wcześniej podawane, ale wartość stanowią wiadomości nowe.

Kryteria oceny opracowań

  1. zawartość merytoryczna i kompletność informacji w temacie,
  2. wykorzystanie adekwatnych danych ilościowych (tabele)
    i elementów graficznych (wykresy, rysunki, zdjęcia),
  3. różnorodność źródeł informacji: podręczniki, czasopisma, strony WWW,
    materiały konferencyjne, rezultaty wizyt, kontakty osobiste itp.
  4. kompletność podanych referencji, które powinny umożliwiać: sprawdzenie poprawności przekazu informacji oraz dotarcie do podanych źródeł w celu uzyskania dodatkowych danych: adresy internetowe URL, adresy bibliotek gdzie znaleziono dane dzieło, szczegółowe odnośniki do pozycji literaturowych (nazwa pisma, numer, strona), autor, tytuł, numery stron podręczników itp. UWAGA! Przy prezentowanych  danych zaczerpniętych z różnych źródeł należy zawsze podać referencje skąd dana informacja (np. rysunek, tabela, wartość liczbowa itp.) pochodzi. 
  5. strona edytorska prezentacji: wykorzystanie możliwości multimedialnych prezentacji internetowych, animacji itp. na poziomie specjalności "fizyka komputerowa".
Każdy z wymienionych elementów będzie oceniany w skali od 1 do 10. Następnie, wynik będzie pomnożony przez czynnik procentowej obecności na zajęciach, podzielony przez 10 i zaokrąglony do skali ocen przyjętych na Wydziale.
Opracowania proszę przynosić do pok. 117c Wydziału Fizyki.

Termin zdawania opracowań - 1 marca 2003r. 

TEMATY ZADAŃ ZALICZENIOWYCH
Lp. Temat Nazwisko Uwagi
1 Kroki milowe (fakty, daty, ludzie) na stuletniej drodze zastosowań promieniotwórczości w nauce i technice. Monika Budzilo  
2 Rola Marii Skłodowskiej-Curie w odkryciu i rozwoju wiedzy o promieniotwórczości. Monika Budzilo  
3 Źródła promieniowania - ich wytwarzanie, charakterystyki i zastosowania.    
4 Wiązki promieniowania - ich wytwarzanie, charakterystyki i zastosowania.    
5 Oddziaływanie promieniowania jonizującego z materią.    
6 Oddziaływanie promieniowania gamma z materią.    
7 Oddziaływanie neutronów z materią.      
8 Detektory promieniowania jonizującego: ich typy i zasady ich działania    
9 Detekcja i detektory promieniowania gamma oraz pomiary energii fotonów.    
10 Detekcja i detektory neutronów oraz metody pomiarów ich energii.    
11 Układy elektroniczne i systemy akwizycji danych współpracujące z detektorami promieniowania.    
12 Statystyczne aspekty emisji i rejestracji promieniowania.    
13 Algorytmy i programy modelowania komputerowego procesu propagacji promieniowania w materii i rejestracji promieniowania Konrad Klimaszewski  
14 Dozymetria: dawki pochłaniane, ich jednostki, pomiary i normy; zasady pracy ze źródłami i wiązkami promieniowania.    
15 Katastrofa w Czarnobylu; jej przyczyny, okoliczności i konsekwencje Rafał Prokopowicz  
16 Wybuchy jądrowe i ich konsekwencje ekologiczne .    
17 Systemy bezpieczeństwa jądrowego w Polsce, Europie i świecie.  Małgorzata Łukasik  
18 Promieniowanie kosmiczne (pochodzenie, skład, oddziaływanie w atmosferze, intensywność w funkcji miejsca i czasu oraz w relacji z innymi źródłami promieniowania, zagrożenie dla człowieka itd.)    
19 Ziemskie promieniowanie naturalne (promieniowanie skorupy ziemskiej, odpadów kopalnianych, materiałów budowlanych itd. - intensywność, zawartość w różnych materiałach; szkodliwość)     
20 Zawartość radonu w powietrzu, jego pochodzenie, pomiary i obniżanie stężenia     
21 Zastosowania pomiarów natężenia promieniowania w geologii i archeologii.    
22 Metody radiacyjne w medycynie: diagnostyka izotopowa, radioterapia z użyciem promieniowania gamma, elektronów, mezonów (pi-) i ciężkich jonów    
23 Medyczne zastosowania różnych źródeł promieniowania (np: 60Co, 137Cs itd.; jakie źródła, gdzie stosowane i do czego, jakie intensywności, konstrukcja aparatury itp.) Katarzyna Malinowska  
24 Nowe metody w radioterapii (tomografia komputerowa, immuno-terapia itp.)    
25 Akceleratory elektronów i ich rola w zastosowaniach technicznych i medycznych.    
26 Pomiarowe metody izotopowe (pomiary grubości, składu, gęstości, stężenia itp.)    
27 Metody radioznacznikowe, izotopowa aparatura diagnostyczna, defektoskopia.     
28 Technologie radiacyjne w ochronie środowiska (usuwanie zanieczyszczeń gazów, pomiary zapylenia, zanieczyszczeń materiałów itp)    
29 Metody radiacyjne w przemyśle spożywczym (dekontaminacja środków spożywczych, usuwanie szkodników itp.)    
30 Technologie radiacyjne w inżynierii materiałów (utwardzanie radiacyjne, sterylizacja materiałów medycznych, membrany trekowe itd.)     
31 Procesy fizyczne w reaktorach jądrowych (rozszczepienie, cykl paliwowy, konstrukcja i działanie typowego reaktora jądrowego)     
32 Energetyka jądrowa (podstawowe typy reaktorów energetycznych, szczegóły ich konstrukcji i specyfika zastosowania)     
33 Bezpieczeństwo w energetyce jądrowej (w produkcji materiałów rozszczepialnych, w pracy elektrowni, w transporcie i przechowywaniu odpadów)    
34 Rola energetyki jądrowej w wytwarzaniu energii elektrycznej (w różnych krajach, w czasie, porównanie z innymi rodzajami energii, perspektywy itd.)    
35 Energetyka jądrowa a społeczeństwo: korzyści, zagrożenia i przesądy.    
36 Nowe rozwiązania w energetyce jądrowej ( procesy transmutacji, reaktory sterowane akceleratorami, programy badawcze itd.)    
37 Szczegółowa prezentacja wybranego typu detektora promieniowania (procesy fizyczne w detektorze, zasada pomiaru, szczegóły konstrukcji, zalety i wady, porównanie z innymi typami detektorów itd.) np. detektor scyntylacyjny, detektor półprzewodnikowy, komora jonizacyjna itd.    
38 Szczegółowy opis wybranej metody lub technologii radiacyjnej (istota metody, dziedziny zastosowania, konstrukcja aparatury, porównanie z metodami konkurencyjnymi, perspektywy itd. (przykłady: utwardzanie radiacyjne, metoda C-14 w archeologii, oczyszczanie spalin, alfa-immuno-terapia itd.) Jakub Rodzimiński:C-14  
39 Synteza termojądrowa we Wszechświecie i na Ziemi - mechanizm produkcji energii. Ewentualne możliwości produkcji energii na Ziemi przy pomocy syntezy jądrowej.     
40 Półprzewodnikowe detektory paskowe (microstrip) i ich zastosowanie do celów naukowych i aplikacyjnych.    
41 Zastosowanie detektorów półprzewodnikowych w eksperymentach fizycznych - na przykładzie eksperymentu ALICE.    
42 Fizyka plazmy w aspekcie kontrolowanej fuzji termojądrowej     
43 Militarne zastosowania energii jądrowej.     
44 Temat wspólny dla 3-5 osób, Projekt Międzynarodowy -"Radon...".   Hanna Gos,
Maciej Jedynak,
Marek Szuba,
Tomasz Tałuć,
Grzegorz Wroński   
(*)
45 Prezentacja jednego z odwiedzanych w ramach zajęć ośrodków fizyki i techniki jądrowej.    
46 Temat zaproponowany przez studenta i zatwierdzony przez prowadzącego zajęcia.    

(*)  Każdy z uczestników programu prezentuje inny aspekt zagadnienia.

OPRACOWANIA ZALICZENIOWE STUDENTÓW 

Opracowania wybranych zagadnień tematycznych prezentują wyniki pracy studentów demonstrując różnorodność zasobu i metod zdobywania przez nich informacji, różne sposoby prezentacji, inwencję własną poszczególnych osób, a także niedociągnięcia, stanowiące nieodłączny element procesu uczenia się. Poziom prac jest bardzo zróżnicowany. Zgromadzone w opracowaniach dane stanowią jednak źródło wybranej tematycznie informacji i mogą być wykorzystane w przygotowaniu innych opracowań. Właśnie w tym celu jednym z kryteriów oceny jest kompletność podanych referencji. Ciekawe pomysły oraz nieudane rozwiązania mogą zaś być lekcją - co warto wykorzystać, a czego unikać.
UWAGA - Prezentowane tu prace nie były korygowane. Osoby, które w tym roku wybrały jeden z opracowywanych wcześniej tematów, mogą oczywiście potraktować opracowania wcześniejsze jako jedno ze źródeł informacji. Referencje powinny być jednak podawane do źródeł oryginalnych, zaś odpowiedzialność za kompletność i poprawność informacji ponosi wyłącznie autor swego opracowania. Nowe opracowania na wcześniej opracowywane tematy powinny w istotny sposób wzbogacić zasób informacji na dany temat. JP

1. Rok akademicki 1999/2000
1 Jerzy Antonowicz Wiązki promieniowania - ich wytwarzanie, charakterystyki i zastosowania
2 Anna Bartkowiak-Kurska Zawartość Radonu w powietrzu, jego pochodzenie, pomiary i obniżanie stężenia.
3 Agnieszka Janiszewska Rola Marii Skłodowskiej-Curie w odkryciu i rozwoju wiedzy o promieniotwórczości 
4 Artur Luma Zawartość Radonu w powietrzu, jego pochodzenie, pomiary i obniżanie stężenia.
5 Michał Marzantowicz Metoda węgla radioaktywnego 14C w archeologii
6 Ewa Miazin Bezpieczeństwo w energetyce jądrowej
7 Monika Milewska Dozymetria: dawki pochłaniane, ich jednostki, pomiary i normy; zasady pracy ze źródłami i wiązkami promieniowania
8 Iwona Obierak Wybuchy jądrowe i ich konsekwencje ekologiczne
9 Tomasz Ossowski Energetyka jądrowa a społeczeństwo; korzyści i zagrożenia
10 Arkadiusz Potrzebowski Katastrofa w Czarnobylu; jej przyczyny, okoliczności i skutki
11 Bartosz Ratajczyk Detektory promieniowania jonizującego; ich typy i zasady ich działania
12 Izabela Sitek Metody Radiacyjne w przemyśle spożywczym
13 Rafał Świłło Promieniowanie kosmiczne

1. Rok akademicki 2000/2001
1 Maciej Bogucki Detektory promieniowania jonizującego
2 Paweł Bronisław Cendrowski Maria Skłodowska-Curie - życie i wkład do rozwoju fizyki jądrowej
3 Damian Dudek Energia jądrowa - podstawowe typy reaktorów energetycznych
4 Aneta Goska Synteza termojądrowa we Wszechświecie i na Ziemi 
5 Adam Łagoda Katastrofa w Czarnobylu; jej przyczyny, okoliczności i konsekwencje
6 Paweł Łagodziński Statystyczne aspekty detekcji promieniowania jądrowego; zastosowanie rozkładu Poissona
7  Michał Lopuszyński Statystyczne aspekty emisji i detekcji promieniowania - estymacja przedziałowa
8 Joanna Mazur Fizyka Plazmy w aspekcie kontrolowanej Fuzji Termojądrowej
9 Grzegorz Mroczkowski Perspektywy rozwoju energetyki jądrowej
10 ŁukaszPoszepny Detekcja i detektory promieniowana gamma
11 Emilia Agata Rejmund Nowe metody w radioterapii
12 Jan Ulaczyk Oddziaływanie promieniowania gamma z materią
 13  Wojdyr RADON
14  Krzysztof Zberecki Procesy fizyczne w reaktorach jądrowych
 15 Mariusz Zdrojek Ziemskie promieniowanie naturalne

ZAWIADOMIENIA

  1. Istnieją możliwości wykonywania prac dyplomowych w odwiedzanych przez nas instytutach badawczych: ICHTJ, IPJ, IEA, CLOR. W sprawie bardziej szczegółowych informacji proszę o kontakt ze mną lub wprost z wymienionymi instytutami.

FOTO-RAPORT Z WIZYTY W ŚWIERKU
W dniu 20 stycznia 2000r zajęcia odbyły się w Instytucie Energii Atomowej oraz Instytucie Problemów Jądrowych w Świerku. Zobaczyliśmy:

  1. Reaktor jądrowy "Maria"
  2. źródło plazmowe "Plasma focus"
  3. Akcelerator medyczny i stanowisko do radioterapii
  4. Akcelerator C-30
Wysłuchaliśmy referatu Prof. Dobrzyńskiego na temat wpływu promieniowania na człowieka oraz prezentacji Prof. Moszyńskiego i d-ra Ludziejewskiego na temat badań naukowych wykonywanych aktualnie w Instytucie Problemów Jądrowych.
A oto krótka foto-relacja z pobytu w Świerku:
Dr Krzysztof Pytel wprowadza nas w tajemnice konstrukcji reaktora przy makiecie wykonanej w skali naturalnej i mającej wysokość kilkupiętrowego domu. (patrz niżej)

Na makiecie zobaczyć możemy konstrukcję osłony rdzenia reaktora. Średnica tego "kotła" wynosi kilka metrów, głębokość - kilka pięter.

Te skromnie wyglądające rury, to "pręty paliwowe" (tu - ich makieta). W czasie pracy reaktora jeden taki pręt dostarcza mocy ... 2 Megawaty !!!

A to miejsce skąd wydaje się rozkazy - "STEROWNIA REAKTORA"

Jesteśmy przy reaktorze "MARIA". Przechodzimy tuż obok prętów regulacyjnych, z pomocą których sterują się pracą reaktora.

Spojrzenie w "paszczę lwa".
W dole 10 metrów wody a pod nią "rdzeń reaktora".

Opuszczamy halę reaktora. W pamięci pozostają, świecące promieniowaniem Czerenkowa, wypalone pręty paliwowe. Pozostaje wrażenie kontaktu z potęgą energii jądrowej ale też i świadomość możliwości wykorzystania tej energii w dobrych celach.


Profesor Dobrzyński mówi o złym i dobrym wpływie promieniowania na organizmy żywe. Promieniowania nie należy się bać, ale trzeba wiedzieć kiedy jest szkodliwe, a kiedy pożyteczne.

Profesor Moszyński , konstruktor wielu detektorów promieniowania, mówi o badaniach prowadzonych w Instytucie Problemów Jądrowych.