Rok akademicki: 2012/2013 Kod: JFM s Punkty ECTS: 6. Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne

Transkrypt

1 Nazwa modułu: Dozymetria promieniowania jonizującego Rok akademicki: 2012/2013 Kod: JFM s Punkty ECTS: 6 Wydział: Fizyki i Informatyki Stosowanej Kierunek: Fizyka Medyczna Specjalność: Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne Język wykładowy: Polski Profil kształcenia: Ogólnoakademicki (A) Semestr: 5 Strona www: Osoba odpowiedzialna: prof. dr hab. inż. Lankosz Marek (Marek.Lankosz@fis.agh.edu.pl) Osoby prowadzące: dr inż. Matusiak Katarzyna (Katarzyna.Matusiak@fis.agh.edu.pl) dr hab. inż. Jung Aleksandra (Aleksandra.Jung@fis.agh.edu.pl) prof. dr hab. inż. Lankosz Marek (Marek.Lankosz@fis.agh.edu.pl) prof. nadzw. dr hab. inż. Szczerbowska-Boruchowska Magdalena (boruchowska@fis.agh.edu.pl) dr inż. Kuc Tadeusz (kuc@fis.agh.edu.pl) Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Powiązania z EKK Sposób weryfikacji efektów kształcenia (forma zaliczeń) Wiedza M_W009 Student zna wybrane zagadnienia dozymetrii promieniowania jonizującego. Student posiada wiedzę o oddziaływaniu promieniowania jądrowego z materią i zjawiskach odpowiedzialnych z transfer energii do ośrodka przez promieniowanie jonizujące FM1A_W06, FM1A_W07, FM1A_W02 Aktywność na zajęciach, Egzamin, Udział w dyskusji M_W010 Student zna charakterystyki i własności dozymetrów promieniowania jonizującego. Student zna i rozumie zasady pomiarów dozymetrycznych. FM1A_W13, FM1A_W05 Aktywność na zajęciach, Egzamin, Udział w dyskusji Umiejętności M_U010 Student potrafi wykonać podstawowe obliczenia dozymetryczne. FM1A_U08 Kolokwium, Sprawozdanie, Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych 1 / 6

2 M_U011 Student umie wybrać właściwą metodę kontroli narażenia na promieniowanie jonizujące. Student umie zmierzyć osłonność różnych materiałów i zaprojektować osłony przed promieniowaniem FM1A_U07, FM1A_U09 Kolokwium, Sprawozdanie, Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych M_U012 Student umie wykonać kalibrację dozymetrów. Student umie przeprowadzić pomiary dozymetryczne Student umie przeprowadzić analizę zagrożeń od promieniowania jonizującego. FM1A_U19, FM1A_U11, FM1A_U03 Kolokwium, Sprawozdanie, Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych Kompetencje społeczne M_K007 Student potrafi współpracować w zespole realizującym program ćwiczeń. Student ma świadomość wpływu promieniowania jonizującego na zdrowie personelu medycznego i pacjentów FM1A_K07, FM1A_K04 Aktywność na zajęciach, Udział w dyskusji Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć Wykład Ćwiczenia audytoryjne Ćwiczenia laboratoryjne Ćwiczenia projektowe Konwersatori um seminaryjne praktyczne terenowe warsztatowe Inne E-learning Wiedza M_W009 M_W010 Umiejętności M_U010 M_U011 Student zna wybrane zagadnienia dozymetrii promieniowania jonizującego. Student posiada wiedzę o oddziaływaniu promieniowania jądrowego z materią i zjawiskach odpowiedzialnych z transfer energii do ośrodka przez promieniowanie jonizujące Student zna charakterystyki i własności dozymetrów promieniowania jonizującego. Student zna i rozumie zasady pomiarów dozymetrycznych. Student potrafi wykonać podstawowe obliczenia dozymetryczne. Student umie wybrać właściwą metodę kontroli narażenia na promieniowanie jonizujące. Student umie zmierzyć osłonność różnych materiałów i zaprojektować osłony przed promieniowaniem / 6

3 M_U012 Student umie wykonać kalibrację dozymetrów. Student umie przeprowadzić pomiary dozymetryczne Student umie przeprowadzić analizę zagrożeń od promieniowania jonizującego Kompetencje społeczne M_K007 Student potrafi współpracować w zespole realizującym program ćwiczeń. Student ma świadomość wpływu promieniowania jonizującego na zdrowie personelu medycznego i pacjentów Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć) Wykład Teoria wnęki (2 godz.) Teoria Bragga-Grey a, teoria Burlina. Obliczanie dawek w ośrodkach na bazie wskazań dozymetrów Wielkości opisujące oddziaływanie promieniowania jonizującego z materią, jednostki używane w dozymetrii (2godz.) Kerma, fluencja, składniki kermy, dawka zaabsorbowana. Porównanie pojęcia energii wniesionej, energii przekazanej, energii przekazanej netto. Ekspozycja, wielkości i jednostki używane ochronie radiologicznej Przekaz energii w oddziaływaniach promieniowania gamma i X z materią (5 godz.) Zależności energetyczne w efekcie Comptona, efekcie fotoelektrycznym, tworzeniu par oraz deekscytacji wzbudzonych atomów Całkowity współczynnik osłabienia, współczynnik przekazu energii do cząstek naładowanych, współczynnik absorpcji energii Dozymetria neutronów (2 godz). Oddziaływanie neutronów z tkanką, przekaz energii w zderzeniach i reakcjach jądrowych, dozymetria mieszanych neutronowych i fotonowych pól radiacji. Dozymetria cząstek naładowanych (6 godz.) Rodzaje oddziaływań cząstek naładowanych, zdolność hamowania, zasięg cząstek naładowanych. Obliczenia dawki zaabsorbowanej dla ciężkich cząstek naładowanych i elektronów Dawka w cienkich warstwach, poprawki na promieniowanie δ, poprawki na rozproszenie cząstek naładowanych. Dawki w warstwach o pośredniej grubości, dawki w warstwach większych od zasięgu cząstek naładowanych, głębokościowy rozkład dawki dla cząstek naładowanych. Komora jonizacyjna (2 godz.) Komora wolno powietrzna, komora wnękowa, kalibracja komór dla fotonów i elektronów Równowaga cząstek naładowanych (CPE) (3 godz.) 3 / 6

4 Definicja CPE, CPE w pomiarach ekspozycji, związek dawki zaabsorbowanej z ekspozycją, równowaga przejściowa (TCPE) Podstawy dozymetrii (2 godz.) Definicje dozymetrii radiacyjnej. Interpretacja pomiarów dozymetrycznych dla fotonów i neutronów. Interpretacja pomiarów dozymetrycznych dla cząstek naładowanych. Podstawowe charakterystyki dozymetrów. Dozymetry całkujące (6 godz.) Dodstawy fizyczne działania dozymetrów, dozymetry termoluminescencyjna, dozymetry scyntylacyjne, dozymetry fotograficzne, dozymetry chemiczne, dozymetry kalorymetryczny, wady i zalety dozymetrów Ćwiczenia laboratoryjne Pomiar zawartości radonu (5 godz.) Student potrafi przygotować mieszaninę wzorcową. Student zna metody wyznaczania stężenia radonu w powietrzu. Student potrafi przeprowadzić cykliczne pomiary aktywności próbki. Student potrafi wykonać kalibrację radonomierza. Student potrafi wykonać wykres czasowej zależności aktywności próbki. Dozymetria neutronów (5 godz.) Student umie przeprowadzić pomiary dozymetryczne dla oceny narażenia na neutrony i kwanty gamma Student potrafi dobrać optymalną geometrię pomiaru istotną w przypadku znacznych gabarytów dozymetru neutronów. Student umie wyznaczać osłonność wybranych materiałów (parafina, polietylen) dla celów projektowania i budowy osłon biologicznych przed neutronami Student umieć zaprojektować osłonę biologiczną beczki aktywacyjnej dla silnych źródeł neutronów (Pu-Be) dla potrzeb jej użytkowania w obszarze kontrolowanym w oparciu o własne dane eksperymentalne. Promieniowanie gamma (5 godz.) Student umie obsługiwać gęstościomierz izotopowy i potrafi przeprowadzić pomiary natężenia promieniowania gamma Student potrafi wyznaczyć gęstości absorbentów na podstawie wykonanych pomiarów stosując prawo absorpcji promieniowania gamma Student umie wyznaczyć masowy współczynnik absorpcji promieniowania gamma w badanych absorbentach Student potrafi obliczyć niepewności wykonanych oznaczeń Ciekłe scyntylatory (5 godz.) Student potrafi dobrać zestaw standardów dla potrzeb pomiaru radiometrycznego niskich aktywności próbek w stanie ciekłym; Student potrafi przygotować mieszaninę próbki i scyntylatora w naczyńku pomiarowym precyzyjnie odmierzając objętości i masy składników Student umie użytkować automatyczny spektrometr ciekłych scyntylatorów i przeprowadzenia pomiar próbek Student potrafi wykonać statystyczne opracowanie wyników pomiarowych z uwzględnieniem rozpadu promieniotwórczego standardów Student umie graficzne przedstawić zmienności mierzonych aktywności oraz zmienności wyliczanych wielkości. Student potrafi przygotować raport z realizacji ćwiczenia wraz z analiza niepewności 4 / 6

5 pomiar i oceną uzyskanych wyników. Dozymetria termoluminescencyjna (5 godz.) Student potrafi wyznaczyć Indywidualne Współczynniki Czułości IRF (ang. Indyvidual Ratio Factor) dla detektorów termoluminescencyjnych (TLD) Student potrafi wykonać pomiary w różnych trybach pracy (np. READER, ANALYSER) Student potrafi wykonać prawidłową kalibrację detektorów TLD Student potrafi oszacować nieznaną dawkę promieniowania na podstawie krzywej kalibracji. Dozymetria promieniowania X (5 godz.) Student potrafi obliczyć zależność mocy dawki promieniowania X od warunków pracy lampy rentgenowskiej Student umie zmierzy mocy dawki za pomocą dozymetru i oszacowanie niepewności pomiaru Student potrafi ocenić poprawności pracy dozymetru Student potrafi zmierzyć szerokość wiązki promieniowania X Student umie ocenić zagrożenia personelu pochodzące od promieniowania rozproszonego i ubocznego Student potrafi obliczyć grubość warstw półchłonnych Student umie zaprojektować osłony oraz obliczać grubości osłon dla różnych materiałów Sposób obliczania oceny końcowej Ocena z ćwiczeń laboratoryjnych C obliczana jest jako średnia arytmetyczna z sześciu ocen cząstkowych będących zaliczeniem poszczególnych ćwiczeń. Ocena z egzaminu E obliczana jest następująco: procent uzyskanych punktów (suma z odpowiedzi na pytania egzaminacyjne) przeliczana jest na ocenę zgodnie z Regulaminem Studiów AGH. Ocena końcowa OK obliczana jest jako średnia ważona ocen z egzaminu E i z ćwiczeń laboratoryjnych C: OK = 0.6 x E x C Uzyskanie pozytywnej oceny końcowej (OK) wymaga uzyskania pozytywnej oceny z ćwiczeń laboratoryjnych C i egzaminu E. Wymagania wstępne i dodatkowe Znajomość podstawowych zagadnień z zakresu fizyki Zalecana literatura i pomoce naukowe Z.A. Hrynkiewicz, Człowiek i promieniowanie jonizujące. PWN, Warszawa, 2001 W. Łobodziec, " Dozymetria promieniowania jonizujacego w radioterapii", Wyd. Uniwersytetu Śląskiego, 1999 M. G. Stabin, Radiation protection and Dosimetry: An Introduction to Health Physics", Springer, 2009 Literature uzupełniająca F.H. Attix, Introduction to Radiological Physics and Radiation Dosimetry, John Wiley & Sons, 1986 Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu Nie podano dodatkowych publikacji Informacje dodatkowe Z uwagi na konieczność zapewnienia efektów kształcenia niezbędne jest przeprowadzenie egzaminu pisemnego. Sposób i tryb wyrównania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na ćwiczeniach laboratoryjnych: W trakcie semestru przewidziany jest dodatkowy termin ćwiczeń ustalony z prowadzacym zajęcia ( do 5 / 6

6 dwóch tygodni od nieobecności), w ktorym można wykonać pomiary, których student z przyczyn losowych nie mógł wykonać w terminie przewidzianym harmonogramem zajęć. Studenci mogą wówczas odrabiać ćwiczenia po uprzednim uzyskaniu zgody prowadzącego zajęcia w jego grupie oraz odpowiadać z części teoretycznej, potwierdzonej wpisem do protokołu. Zasady zaliczania ćwiczeń laboratoryjnych: Zaliczenie laboratorium wymaga zaliczenia wszystkich ćwiczeń podanych w treści modułu. Warunkiem uzyskania zaliczenia z pojedynczego ćwiczenia jest: -uzyskanie pozytywnej oceny z przygotowania teoretycznego -poprawnie wykonane pomiary -zaliczone sprawozdanie z opracowaniem wyników Podstawowym terminem uzyskania zaliczenia z ćwiczeń laboratoryjnych jest koniec zajęć w danym semestrze. Student może dwukrotnie przystąpić do poprawkowego zaliczania. Egzamin przeprowadzany jest zgodnie z Regulaminem Studiów AGH 16. Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS) Forma aktywności studenta Udział w wykładach Samodzielne studiowanie tematyki zajęć Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych Przygotowanie do zajęć Przygotowanie sprawozdania, pracy pisemnej, prezentacji, itp. Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe Sumaryczne obciążenie pracą studenta Punkty ECTS za moduł Obciążenie studenta 30 godz 43 godz 30 godz 30 godz 45 godz 2 godz 180 godz 6 ECTS 6 / 6