PřF:F6801 Detekce a měř. ioniz. záření - Informace o předmětu

F6801 Detekce a měření ionizujícího záření

Rozsah

2/0/0. 2 kr. Ukončení: zk.
Vyučováno kontaktně

Vyučující

RNDr. Aleš Jančář, Ph.D. (přednášející)
doc. Mgr. Věra Mazánková, Ph.D. (přednášející)

Garance

doc. Mgr. Věra Mazánková, Ph.D.
Ústav fyziky kondenzovaných látek – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: Mgr. Dušan Hemzal, Ph.D.
Dodavatelské pracoviště: Ústav fyziky kondenzovaných látek – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta

Předpoklady

Předpokládají se základní znalosti z matematiky a fyziky v rozsahu bakalářského studia.

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je otevřen studentům libovolného oboru.

Cíle předmětu

Hlavním cílem předmětu je podpora předmětů radiologické fyziky v magisterském stupni studia. Je koncipován jako základní kurz ve studijních oborech, vyžadujících znalosti detektorů a detekce základních druhů ionizujícího záření. Důraz je kladen na principy a metody měření včetně zpracování výstupních signálů. Největší pozornost je zaměřena na detektory plynové, scintilační a polovodičové. Kromě detektorů impulzních a proudových se kurz věnuje také integrálním detektorům užívaným v osobní dozimetrii. V nutné míře budou probrány také zdroje ionizujícího záření s důrazem na ty, které se používají v medicínských aplikacích. Součástí předmětu je i úvod do metrologie ionizujícího záření.

Výstupy z učení

Student bude po absolvování předmětu schopen detailně popsat a vysvětlit fyzikální principy základních druhů detektorů ionizujícího záření při interakci se zdroji alfa, beta, gama a neutronovými. Rovněž bude schopen navrhnout optimální měřící metody a zpracování signálů na základě interakcí ionizujícího záření s okolním prostředím. V neposlední řadě bude schopen provést teoretické výpočty aktivit, dávkových příkonů, emise zdroje a vytvořit návrh stínění za účelem potlačení radiace.

Osnova

• 1. Úvod k detekci a měření IZ, druhy IZ, fotoelektrický jev, Comptonův rozptyl, veličiny a jednotky atomové a jaderné fyziky, ochrana před IZ 2. Detektory jaderného záření a principy detekce, základní rozdělení detektorů, ionizace, rekombinace, sekundární ionizace 3. Scintilační detektory, rozdělení scintilačních detektorů, základní procesy probíhající ve scintilátorech, zářivé a nezářivé přechody, fluorescence, fosforescence, zpožděná fosforescence, jednosložkové a vícesložkové scintilátory - konverzní účinnost, využití scintilačních detektorů v praxi 4. Ionizační komory, konstrukce a princip činnosti, difúze, rekombinace, driftová rychlost, proudové IK, impulsní IK, svodové proudy a dynamická odezva IK, zapojení IK a elektrometru, měření základních dozimetrických veličin 5. Proporcionální detektory, princip činnosti, plynové zesílení nárazovou ionizací, vliv prostorového náboje, fluktuace tvorby iontových párů - Fano faktor, FWHM, počítací charakteristika, detekční účinnost, využití proporcionálních detektorů v praxi 6. Geiger-Müllerovy počítače, nesamozhášecí a samozhášecí, počítací charakteristika, mrtvá doba, detekční účinnost, kompenzace pozadí 7. Polovodičové detektory, základní polovodičové materiály, saturovaná a driftová rychlost, polovodiče typu P, polovodiče typu N, vytvoření PN přechodu, difúze, využití PN přechodu jako detektoru nabitých částic, HPGe detektory a jejich základní parametry (účinnost detekce, FWHM, poměr pík-compton, chlazení) 8. Detekce neutronů, konstrukce neutronových detektorů, materiály a účinné průřezy, metody detekce (ToF, transmutační metoda - reakce B-10, Li-6, He-3, štěpná metoda)

Literatura

• Knoll G.: Radiation detection and measurement, 4th edition, John Wiley & Sons, 2008.
• GERNDT, Josef a Petr PRŮŠA. Detektory ionizujícího záření. 2. přepracované vydání. V Praze: České vysoké učení technické, 2011, 182 stran. ISBN 9788001047101. info

Výukové metody

Přednášky.

Metody hodnocení

Ústní zkouška.

Další komentáře

Studijní materiály
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.

• Statistika zápisu (nejnovější)
  
• Permalink: https://is.muni.cz/predmet/sci/podzim2024/F6801