wyklad Metody i Techniki Jądrowe w Środowisku Przemyœle i Medycynie

  1. Program zajęć
  2. Literatura
  3. Zawiadomienia - prace magisterskie
  4. Zadania zaliczeniowe i kryteria oceny opracowań
  5. Foto-raport z wizyty w Świerku

    PROGRAM ZAJĘĆ

  1. ródła promieniowania jądrowego: wytwarzanie i charakterystyki 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 wielkoci stosowane w opisie procesu oddziaływania z materią różnych typów promieniowania.

  3. Detekcja promieniowania jądrowego: typy detektorów i ich powiązanie z rodzajami promieniowania i mierzonymi wielkociami; 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, zawartoć 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 gruboci, składu, gęstoci, stężenia, zanieczyszczeń materiałów, metody radioznacznikowe, izotopowa aparatura diagnostyczna, defektoskopia.
  8. Technologie radiacyjne w ochronie rodowiska i inżynierii materiałów: usuwanie zanieczyszczeń gazów, utwardzanie radiacyjne, sterylizacja materiałów medycznych, dekontaminacja rodków 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. Częć zajęć prowadzona jest przez wykładowców z zakładów badawczych i przemysłowych oraz z zagranicy; niektóre zajęcia odbywają sie w placówkach naukowych lub przemysłowych, gdzie stosowane są metody i techniki jądrowe.
Zaliczenie ma formę opracowania wydzielonego zagadnienia tematycznego.

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. Postępy Techniki Jądrowej, (kwartalnik, PTN)
  8. Bezpieczeństwo Jądrowe i Ochrona Radiologiczna, (dwumiesięcznik, CELOR)
  9. Nuclear Instruments and Methods, in Physics Research, (3 times per months)
  10. Technika jądrowa w przemyle, medycynie, rolnictwie i ochronie rodowiska, Materiały krajowego sympozjum - Warszawa 24-27 kwietnia 1995r oraz referencje tam zawarte.
  11. Strona Instytutu Chemii i Techniki Jądrowej
  12. Strona Instytutu Energii Atomowej
  13. Instytut Uranowy w Londynie
  14. Reaktory plutonowe etc.
  15. 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 proszę zrobić w postaci prezentacji internetowej (HTML, JAVA itp.) i przekazać w formie plikow na dyskietce lub dysku CD. Najlepsze opracowa nia wejdą do banku opracowań tematycznych, przy stronie internetowej Wydzialu Fizyki.

Kryteria oceny opracowań

  1. zawartoœć merytoryczna i kompletnoœć informacji w temacie,
  2. wykorzystanie adekwatnych danych iloœciowych (tabele)
    i elementów graficznych (wykresy,rysunki, zdjęcia),
  3. różnorodnoœć żródeł informacji: podręczniki, czasopisma, strony WWW,
    materiały konferencyjne, rezultaty wizyt, kontakty osobiste itp.
  4. wartoœć podanych referencji, które powinny umożliwiać: sprawdzenie poprawnoœci przekazu informacji oraz dotarcie do podanych żródeł w celu uzyskania dodatkowych danych np. poprzez podane referencje internetowe, adresy bibliotek gdzie znaleziono dane dzieło, szczegółowe odnoœniki do pozycji literaturowych(nazwa pisma, numer, strona), stron podręczników itp. UWAGA! Przy prezentowanych rysunkach i innych danch zaczerpniętych z różnych Ÿródeł należy podać referencje skšd dany rysunek itp. pochodzi.
  5. strona edytorska prezentacji; wykorzystanie możliwosci multimedialnych prezentacji internetowej na poziomie specjalnoci "fizyka komputerowa".
Każdy z wymienionych elementów będzie oceniany w skali od 1 do 10. Następnie, wynik będzie pomnożony przez czynnik procentowej obecnoci na zajęciach, podzielony przez 10 i zaokrąglony do skali ocen przyjętych na Wydziale.
Opracowania proszę przynosić do pok. 117c Wydziału Fizyki. (W przypadku mej nieobecnci prosze pozostawić dysk i wysłać mail na mój adres z informacją o przekazaniu opracowania.)
Termin zdawania opracowań - 1 marca 2002r. (Wyjątkowo, opracowania bedą przyjmowane jeszcze do końca marca, ale za każde dwa dni zwłoki odliczany będzie jeden punkt.)

Tematy zadań zaliczeniowych

  1. Kroki milowe (fakty, daty, ludzie) na stuletniej drodze zastosowań promieniotwórczoœci w nauce i technice.
  2. Rola Marii Skłodowskiej-Curie w odkryciu i rozwoju wiedzy o promieniotwórczoœci.
  3. ródła 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.
  14. Dozymetria: dawki pochłaniane, ich jednostki, pomiary i normy; zasady pracy ze źródłami i wiązkami promieniowania.
  15. Katastrofa w Czernobylu; jej przyczyny, okolicznoci i konsekwencje.
  16. Wybuchy jądrowe i ich konsekwencje ekologiczne.
  17. Systemy bezpieczeństwa jądrowego w Polsce, Europie i Świecie.
  18. Promieniowanie kosmiczne (pochodzenie, skład, oddziaływanie w atmosferze, intensywnoc 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. - intensywnoć, zawartoć w różnych materiałach; szkodliwoć)
  20. Zawartoć 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 żródła, gdzie stosowane i do czego, jakie intensywnoci, konstrukcja aparatury itp.)
  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 gruboci, składu, gęstoci, stężenia itp.)
  27. Metody radioznacznikowe, izotopowa aparatura diagnostyczna, defektoskopia.
  28. Technologie radiacyjne w ochronie rodowiska (usuwanie zanieczyszczeń gazów, pomiary zapylenia, zanieczyszczeń materiałów itp)
  29. Metody radiacyjne w przemysle spożywczym (dekontaminacja rodków 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 jadrowego)
  32. Energetyka jądrowa (podstawowe typy reaktorów energetycznych, szczegóły ich konstrukcji i specyfika zastosowania)
  33. Bezpieczeństwo w energetyce jądrowej (w produkcji materiałow rozszczepialnych, w pracy elektrowni, w transporcie i przechowywaniu odpadów)
  34. Rola energrtyki jądrowej w wytwarzaniu energii elektrycznej (w różnych krajach, w czasie, porównanie z innymi rodzajami energii, perspektywy itd.)
  35. Energetyka jądrowa a społeczeństwo: korzyci, 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, szczególy konstrukcji, zalety i wady, porównanie z innymi typami detektorów itd) np. detektor scyntylacyjny, detektor polprzewodnikowy, 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.)
  39. Synteza termojądrowa we Wszechwiecie i na Ziemi - mechanizm produkcji energii. Ewantualne możliwosci 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 termojadrowej
  43. Militarne zastosowania energii jadrowej.

ZAWIADOMIENIA

  1. Istnieją możliwoci wykonywania prac dyplomowych w odwiedzanych przez nas instytutach badawczych: ICHTJ, IPJ, IEA, CLOR. W sprawie bardziej szczegółowych informacji prosze 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 Problem ow Jądrowych w Świerku. Zobaczylimy:

  1. Reaktor jądrowy "Maria"
  2. ródło plazmowe "Plasma focus"
  3. Akcekerator medyczny i stanowisko do radioterapii
  4. Akcelerator C-30
Wysłuchalimy 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 wysokoć kilkupiętrowego domu. (patrz niżej)

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

Jestemy 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, wiecące promieniowaniem Czerenkowa, wypalone pręty paliwowe. Pozostaje wrażenie kontaktu z potęgą energii jądrowej ale też i wiadomoć możliwoci 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.