DLACZEGO BUDUJEMY AKCELERATORY?

Transkrypt

1 FIZYKA WYSOKICH ENERGII W EDUKACJI SZKOLNEJ Puławy, r. DLACZEGO BUDUJEMY AKCELERATORY? Dominika Domaciuk

2 I. Wprowadzenie Na świecie jest akceleratorów! (2002r).

3 Różne zastosowania I. Wprowadzenie Badania naukowe Medycyna Przemysł

4 I. Wprowadzenie Kineskop TV domowy akcelerator! Zasada działania telewizora jest podobna jak zasada działania akceleratora LEP, ale w mniejszej skali. Elektrony są przyspieszane w próżni w kierunku dodatnio naładowanej elektrody. Pola elektromagnetyczne prowadzą wiązkę do ekranu. W miejscach, gdzie wiązka uderza, ekran robi się jasny, budując w ten sposób obraz.

5 I. Wprowadzenie Budżet CERN w milionów CHF. Akceleratory w CERN pracują tylko latem! Do 1995 roku Polska płaciła symboliczną składkę, która następnie została stopniowo zwiększona do wysokości proporcjonalnej do naszego dochodu narodowego netto.

6 II. W którym miejscu programu nauczania możemy realizować ten temat? Np. przy realizacji zagadnień: - Metody badawcze fizyki, - Detekcja cząstek, - Elektromagnetyzm.

7 III. Jaką wiedzą powinni dysponować uczniowie? Uczniowie: Powinni rozumieć rolę eksperymentu w nauce, Znać podstawowe wiadomości dotyczące cząstek elementarnych, Wiedzieć jak pole elektryczne i magnetyczne oddziałuje na cząstki naładowane.

8 IV. W jaki sposób wprowadzimy sytuację problemową? 1. W cyklotronie U-120 zainstalowanym w Instytucie Fizyki jądrowej w Krakowie średnica nabiegunników elektromagnesu wynosi 2rmax=120cm, a indukcja pola magnetycznego B=1,5T. Oblicz maksymalną energię, do której mogą być przyśpieszane cząstki α w tym cyklotronie. (Ćwiok, Haensel, Zwoliński, Zbiór zadań z fizyki, zad 1.16, str.14). 2. Oblicz jaki prąd musiałby płynąć w przewodniku, aby wytworzyć w próżni w odległości 5cm od przewodnika pole magnetyczne o indukcji równej 8T.

9 V. Jakie są zastosowania akceleratorów w chwili obecnej? Accelerators around us Akceleratory wokół nas Sławomir Wronka, r

10 V. Jakie są zastosowania akceleratorów w chwili obecnej? Akceleratory zastosowania Badania naukowe, CERN Medycyna Przemysł Bezpieczeństwo dr Sławomir Wronka, IPJ

11 V. Jakie są zastosowania akceleratorów w chwili obecnej? MEDYCYNA Diagnostyka -Produkcja izotopów Terapia -Radioterapia standardowa -Radioterapia hadronowa -Wykorzystanie neutronów Radioterapia: X, e- Badania nad osteoporozą Terapia oka before estrogen loss after estrogen loss

12 V. Jakie są zastosowania akceleratorów w chwili obecnej? PRZEMYSŁ Sterylizacja (medyczny sprzęt jednorazowy, woda, żywność, pasza) Sterylizacja radiacyjna sprzętu i materiałów medycznych jest prowadzona w celu zabicia drobnoustrojów i ich form przetrwalnikowych. Proces wykorzystuje silne właściwości bakteriobójcze promieniowania jonizującego, polegające głównie na nieodwracalnym uszkadzaniu błon komórkowych oraz zakłócaniu procesu replikacji. Sterylizacja radiacyjna nie wywołuje radioaktywności w napromieniowanym produkcie!

13 V. Jakie są zastosowania akceleratorów w chwili obecnej? PRZEMYSŁ Obróbki radiacyjne Metoda konserwacji żywności Konserwacja obiektów sztuki, renowacja obrazów, starodruków i zabytków kultury Zwiększanie odporności ogniowej Kolorowanie topazów rury i taśmy termokurczliwe Zapobieganie psuciu się żywności poprzez eliminacje bakterii, pleśni, grzybów i pasożytów powodujących jej rozkład.

14 V. Jakie są zastosowania akceleratorów w chwili obecnej? PRZEMYSŁ Ochrona środowiska Usuwanie SO2 i NOx z gazów odlotowych przy użyciu wiązki elektronów. Higienizacja osadów ściekowych przy użyciu wiązki elektronów Metoda higienizacji dotyczy osadów ściekowych zakażonych drobnoustrojami chorobotwórczymi oraz pasożytami. Tak uzdatnione osady, jeśli nie zawierają nadmiernych ilości metali ciężkich, stanowią doskonały, sanitarnie bezpieczny, nawóz organiczny. Technologia opiera się na wzbudzeniu cząsteczek gazu za pomocą wiązki elektronów. SO2 i NOx są utleniane i reagują z parą wodną tworząc kwasy, które neutralizuje się amoniakiem. Otrzymany stały produkt jest handlowym nawozem sztucznym stosowanym w ogromnych ilościach.

15 V. Jakie są zastosowania akceleratorów w chwili obecnej? Radiografia PRZEMYSŁ Radiografia neutronowa Technika radiografii X

16 VI. Dlaczego budujemy akceleratory? 1. Nowe produkty dla medycyny i przemysłu 2. Transfer technologii z fizyki wysokich energii

17 FIZYKA WYSOKICH ENERGII W EDUKACJI SZKOLNEJ Puławy, r. Wykorzystałam zdjęcia i informacje z następujących prezentacji:. Andrzej Siemko, CERN - mekka dla fizyków. Sławomir Wronka, Wstęp do fizyki akceleratorów. Sławomir Wronka, Akceleratory i detektory cząstek wokół nas