- Program zajęć
- Literatura
- Zawiadomienia - prace magisterskie
- Zadania zaliczeniowe i kryteria oceny opracowań
- Foto-raport z wizyty w Świerku
PROGRAM ZAJĘĆ
- ródła promieniowania jądrowego:
wytwarzanie i charakterystyki źródeł i wiązek promieniowania - z punktu widzenia ich
zastosowań w badaniach naukowych, technice i medycynie.
- Oddziaływanie promieniowania jądrowego z materią:
podstawowe zjawiska i ich charakterystyki oraz wielkoci stosowane w opisie procesu
oddziaływania z materią różnych typów promieniowania.
- 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.
- Algorytmy i programy modelowania
komputerowego procesu propagacji promieniowania w materii,
wydzielania energii w materiałach i rejestracji promieniowania.
- Bezpieczeństwo jądrowe: dawki pochłaniane -
ich jednostki, pomiary i normy; zasady pracy ze źródłami i wiązkami promieniowania;
(dozymetria).
- 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.
- Pomiarowe metody izotopowe:
ciągłe i bezdotykowe (nieniszczące) pomiary gruboci, składu, gęstoci, stężenia,
zanieczyszczeń materiałów, metody radioznacznikowe, izotopowa aparatura
diagnostyczna, defektoskopia.
- Technologie radiacyjne w ochronie rodowiska i
inżynierii materiałów: usuwanie zanieczyszczeń gazów, utwardzanie
radiacyjne, sterylizacja materiałów medycznych, dekontaminacja rodków
spożywczych, membrany trekowe.
- Metody radiacyjne w medycynie:
diagnostyka izotopowa, radioterapia z użyciem promieniowania gamma, mezonów (pi-)
i ciężkich jonów, tomografia pozytonowa, immuno-terapia.
- 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.
LITERATURA
- A. Strzałkowski, Wstęp do Fizyki Jądrowej, PWN, (1979)
- C. Grupen, Particle Detectors, Cambridge Univ. Press, (1992)
- W.R. Leo, Techniques for Nuclear and Particle Physics Experiments, (1987)
- R.D. Evans, The Atomic Nucleus, Mc Graw Hills (1955)
- James E. Turner, ATOMS, RADIATION, AND RADIATION PROTECTION,
J.Willey&Sons, (1995)
- Frank H. Attix, Introduction to radiological physics and radiation
dosimetry, J.Willey&Sons, (1986s)
- Postępy Techniki Jądrowej, (kwartalnik, PTN)
- Bezpieczeństwo Jądrowe i Ochrona Radiologiczna, (dwumiesięcznik, CELOR)
- Nuclear Instruments and Methods, in Physics Research, (3 times per months)
- Technika jądrowa w przemyle, medycynie, rolnictwie i ochronie rodowiska,
Materiały krajowego sympozjum - Warszawa 24-27 kwietnia 1995r oraz
referencje tam zawarte.
- Strona Instytutu Chemii i Techniki
Jądrowej
- Strona Instytutu Energii Atomowej
- Instytut Uranowy w Londynie
- Reaktory plutonowe etc.
- Home Page d-ra Andrzeja Pawuły -
Wiele prac na temat promieniowania naturalnego oraz skażenia wody,
gleby itp.
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
- zawartoć merytoryczna i kompletnoć informacji w temacie,
- wykorzystanie adekwatnych danych ilociowych (tabele)
i elementów graficznych (wykresy,rysunki, zdjęcia),
- różnorodnoć żródeł informacji: podręczniki, czasopisma, strony WWW,
materiały konferencyjne, rezultaty wizyt, kontakty osobiste itp.
- wartoć podanych referencji, które powinny umożliwiać: sprawdzenie
poprawnoci przekazu informacji oraz dotarcie do podanych żródeł
w celu uzyskania dodatkowych danych np. poprzez podane referencje
internetowe, adresy bibliotek gdzie znaleziono dane dzieło, szczegółowe
odnoniki do pozycji literaturowych(nazwa pisma, numer, strona),
stron podręczników itp. UWAGA! Przy prezentowanych rysunkach i innych danch
zaczerpniętych z różnych ródeł należy podać referencje skšd dany rysunek
itp. pochodzi.
- 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
- Kroki milowe (fakty, daty, ludzie) na stuletniej drodze zastosowań
promieniotwórczoci w nauce i technice.
- Rola Marii Skłodowskiej-Curie w odkryciu i rozwoju wiedzy o
promieniotwórczoci.
- ródła promieniowania - ich wytwarzanie, charakterystyki i zastosowania.
- Wiązki promieniowania - ich wytwarzanie, charakterystyki i zastosowania.
- Oddziaływanie promieniowania jonizującego z materią.
- Oddziaływanie promieniowania gamma z materią.
- Oddziaływanie neutronów z materią.
- Detektory promieniowania jonizującego: ich typy i zasady ich
działania
- Detekcja i detektory promieniowania gamma
oraz pomiary energii fotonów.
- Detekcja i detektory neutronów oraz metody pomiarów ich energii.
- Układy elektroniczne i systemy akwizycji danych współpracujące z detektorami
promieniowania.
- Statystyczne aspekty emisji i rejestracji promieniowania.
- Algorytmy i programy modelowania komputerowego procesu propagacji promieniowania
w materii i rejestracji promieniowania.
- Dozymetria: dawki pochłaniane, ich jednostki, pomiary i normy;
zasady pracy ze źródłami i wiązkami promieniowania.
- Katastrofa w Czernobylu; jej przyczyny, okolicznoci i konsekwencje.
- Wybuchy jądrowe i ich konsekwencje ekologiczne.
- Systemy bezpieczeństwa jądrowego w Polsce, Europie i Świecie.
- Promieniowanie kosmiczne (pochodzenie, skład, oddziaływanie w
atmosferze, intensywnoc w funkcji miejsca i czasu oraz w relacji
z innymi źródłami promieniowania, zagrożenie dla człowieka itd.)
- Ziemskie promieniowanie naturalne (promieniowanie skorupy ziemskiej,
odpadów kopalnianych, materiałów budowlanych itd. - intensywnoć,
zawartoć w różnych materiałach; szkodliwoć)
- Zawartoć radonu w powietrzu, jego pochodzenie, pomiary i obniżanie
stężenia.
- Zastosowania pomiarów natężenia promieniowania w geologii i archeologii.
- Metody radiacyjne w medycynie: diagnostyka izotopowa, radioterapia z użyciem
promieniowania gamma, elektronów, mezonów (pi-) i ciężkich jonów.
- Medyczne zastosowania różnych źródeł promieniowania (np: 60Co, 137Cs itd.;
jakie żródła, gdzie stosowane i do czego, jakie intensywnoci, konstrukcja
aparatury itp.)
- Nowe metody w radioterapii (tomografia komputerowa, immuno-terapia itp.)
- Akceleratory elektronów i ich rola w zastosowaniach technicznych i medycznych.
- Pomiarowe metody izotopowe (pomiary gruboci, składu, gęstoci,
stężenia itp.)
- Metody radioznacznikowe, izotopowa aparatura diagnostyczna, defektoskopia.
- Technologie radiacyjne w ochronie rodowiska (usuwanie zanieczyszczeń gazów,
pomiary zapylenia, zanieczyszczeń materiałów itp)
- Metody radiacyjne w przemysle spożywczym (dekontaminacja rodków
spożywczych, usuwanie szkodników itp.)
- Technologie radiacyjne w inżynierii materiałów (utwardzanie radiacyjne,
sterylizacja materiałów medycznych, membrany trekowe itd.)
- Procesy fizyczne w reaktorach jądrowych (rozszczepienie, cykl paliwowy,
konstrukcja i działanie typowego reaktora jadrowego)
- Energetyka jądrowa (podstawowe typy reaktorów energetycznych,
szczegóły ich konstrukcji i specyfika zastosowania)
- Bezpieczeństwo w energetyce jądrowej (w produkcji materiałow
rozszczepialnych, w pracy elektrowni, w transporcie i przechowywaniu
odpadów)
- Rola energrtyki jądrowej w wytwarzaniu energii elektrycznej
(w różnych krajach, w czasie, porównanie z innymi rodzajami energii,
perspektywy itd.)
- Energetyka jądrowa a społeczeństwo: korzyci, zagrożenia i przesądy.
- Nowe rozwiązania w energetyce jądrowej ( procesy transmutacji,
reaktory sterowane akceleratorami, programy badawcze itd.)
- 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.
- 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.)
- Synteza termojądrowa we Wszechwiecie i na Ziemi - mechanizm produkcji energii.
Ewantualne możliwosci produkcji energii na Ziemi przy pomocy syntezy jądrowej.
- Półprzewodnikowe detektory paskowe (microstrip) i ich zastosowanie do celów
naukowych i aplikacyjnych.
- Zastosowanie detektorów półprzewodnikowych w eksperymentach fizycznych -
na przykładzie eksperymentu ALICE.
- Fizyka plazmy w aspekcie kontrolowanej fuzji termojadrowej
- Militarne zastosowania energii jadrowej.
ZAWIADOMIENIA
- 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:
- Reaktor jądrowy "Maria"
- ródło plazmowe "Plasma focus"
- Akcekerator medyczny i stanowisko do radioterapii
- 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.