Oddziaływanie promieniowania jonizującego z materią

Odbyty kurs z podstaw fizyki, fizyki współczesnej i fizyki jądrowej

Godziny kontaktowe (z udziałem pracownika akademickiego):

Wykład: 15

Ekwiwalent godzin kontaktowych wyrażony punktami ECTS: 1

Godziny niekontaktowe (praca własna studenta): 10

Studiowanie literatury 6

Przygotowanie do egzaminu 8

Ekwiwalent godzin niekontaktowych wyrażony punktami ECTS: 1

Sumaryczna liczba punktów ECTS dla modułu: 2

W1-W3 – egzamin ustny

U1-U4 – egzamin ustny

K1 - K2 – przygotowanie prezentacji na zadany temat

Wykład dotyczy oddziaływania promieniowania jonizującego czyli promieniowania alfa, beta, gamma, X oraz neutronowego z materią.

Przedstawione zostaną procesy fizyczne towarzyszące temu oddziaływaniu, prawdopodobieństwa zajścia określonego efektu oddziaływania ze względu na rodzaj promieniowania jak również ośrodka w którym to oddziaływanie występuje. Zostanie zwrócona uwaga na praktyczne efekty oddziaływania promieniowania z materią. Zostaną podane przykładowe zastosowania takich procesów.

Zajęcia realizowane są w postaci wykładu z użyciem technik multimedialnych. Materiały wykładów w postaci prezentacji multimedialnych zamieszczone są w odpowiednich kursach Wirtualnego Kampusu Instytutu Fizyki UMCS. W ramach Wirtualnego Kampusu studenci mają możliwość wymiany informacji oraz dostęp do dodatkowych materiałów dydaktycznych na stworzonych dla nich forach dyskusyjnych.

Zaliczenie przedmiotu jest w postaci egzaminu ustnego.

Wykład obejmuje następujące tematy:

1. Podstawowe pojęcia fizyczne, rys historyczny

2. Mechanizmy powstawania promieniowania jonizującego

3. Prawo i współczynniki osłabienia i absorpcji wiązki promieniowania, średnia droga swobodna, całkowity i różniczkowy przekrój czynny,

4. Przechodzenie ciężkich cząstek naładowanych przez materię:

straty jonizacyjne, formuła Bethe-Blocha, relacja zasięg-energia, krzywa Bragga,

5. Oddziaływania elektronów:

straty energii na jonizację i promieniowanie hamowania, energia krytyczna,

6. Oddziaływania fotonów:

zjawisko fotoelektryczne, efekt Comptona, tworzenie par (e+,e-), przekroje czynne na te zjawiska w funkcji energii promieniowania i własności absorbenta, kaskady elektronowo-fotonowe, oddziaływanie rezonansowe (efekt mössbauera)

7. Oddziaływanie neutronów w różnych obszarach ich energii, spowalnianie neutronów

1. A.Strzałkowski, Wstęp do Fizyki Jądrowej, PWN, (1979)

2. E. Skrzypczak, Z Szefliński, Wstęp do fizyki jądra atomowego i cząstek elementarnych, PWN, Warszawa (1995)

3. A.Hrynkiewicz (red), Człowiek i promieniowanie jonizujące, PWN, Warszawa (2001)

4. P.Urbański (red), Promieniowanie jako źródło informacji o własnościach materii, raport PTN-5/2001

5. Z.Celiński, Energetyka Jądrowa, PWN, Warszawa (1991), Energetyka Jądrowa a Społeczeństwo, PWN, Warszawa (1992)

6. Postępy Techniki Jądrowej, (kwartalnik, PTN)

7. Bezpieczeństwo Jądrowe i Ochrona Radiologiczna, (dwumiesięcznik, CLOR)

W1. Zna podstawowe założenia i modele teoretyczne dotyczące oddziaływania promieniowania jonizującego z materią. K_W05

W2. Posiada podstawową wiedzę o własnościach chemicznych i absorpcyjnych pierwiastków w odpowiedzi na promieniowanie jonizujące. K_W05

W3. Posiada wiedzę na temat modeli teoretycznych opisujących mechanizm oddziaływania promieniowania jonizującego z materią. K_W07

UMIEJĘTNOŚCI

U1 potrafi określić skutki oddziaływania różnego rodzaju promieniowania jonizującego z materią K_U12

U2.Potrafi zapisać w formalizmie matematycznym przekroje czynne na oddziaływanie promieniowania z materią oraz je zinterpretować K_U01.

U3. Student potrafi zastosować metody analityczne do rozwiązywania zadań związanych z oddziaływaniem promieniowania z materią. K_U09

U4. Student potrafi wykorzystać posiadaną wiedzę i źródła literaturowe do przygotowania prezentacji na temat związany z oddziaływaniem promieniowania z materią oraz przedstawić ją odbiorcom K_U12

KOMPETENCJE SPOŁECZNE

K1 Ma świadomość ciągłego rozwoju i poszerzania wiedzy oraz kompetencji zawodowych na temat skutków oddziaływania promieniowania jonizującego z materią oraz ich wpływu na organizmy żywe. K_K01, K_K02, K_K04

K2 Student jest gotów do odpowiedzialnego pełnienia ról zawodowych w pracy z promieniowaniem jonizującym oraz przestrzegania zasad etyki zawodowej i wymagania tego od innych. K_K06