Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Detekcja promieniowania jonizującego
Koordynator przedmiotu:
Janusz MARZEC
Status przedmiotu:
Fakultatywny ograniczonego wyboru
Poziom kształcenia:
Studia I stopnia
Program:
Inżynieria Biomedyczna
Grupa przedmiotów:
Przedmioty techniczne
Kod przedmiotu:
DEPJO
Semestr nominalny:
7 / rok ak. 2018/2019
Liczba punktów ECTS:
3
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
18 godz wykład, 5 godz konsultacje, 10 godz przygotowanie do wykładu, 12 godz laboratorium, 6 godz przygotowanie do laboratorium 10 godz przygotowanie do egzaminu Razem 61 godz - 3 ECTS
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
18 godz wykład, 5 godz konsultacje 12 godz laboratorium Razem 35 godz - 2 ECTS
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
1
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład15h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium15h
  • Projekt0h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Radiologia - RAD
Limit liczby studentów:
45
Cel przedmiotu:
Celem przedmiotu jest przedstawienie podstawowych detektorów promieniowania jonizującego, w szczególności tych, które znajdują zastosowanie w medycznej aparaturze diagnostycznej, w technikach medycyny nuklearnej i wykorzystywanych dla potrzeb medycznych technik analitycznych. Prezentowane są także rozwiązania układów elektronicznych współpracujących z detektorami, specyficzne dla tzw. elektroniki jądrowej.
Treści kształcenia:
Przedmiot zintegrowany o wymiarze 30 godz: 9 wykładów 2h, 4 ćwiczenia laboratoryjne 3h. 1. Wprowadzenie 2. Pojęcie promieniowania jonizującego, statystyka pomiarów (poissonowski ciąg zdarzeń losowych, rozkład czasu między zdarzeniami i rozkład liczby zliczeń, niepewność pomiarowa). 2. Ogólny model detektora promieniowania jonizującego - tryb prądowy i impulsowy, widmo energetyczne, statystyka generowania ładunku (współczynnik Fano), energetyczna zdolność rozdzielcza, wydajność detektora, czas martwy. 3. Spektrometryczny tor pomiarowy - przedwzmacniacz ładunkowy i jego szumy, kształtowanie odpowiedzi impulsowej, odtwarzacz składowej stałej, wielokanałowy analizator amplitudy. 4. Komory jonizacyjne - jonizacja gazu, zjawiska związane z migracją i zbieraniem jonów, komory prądowe i impulsowe, komora prądowa powietrzna i jej znaczenie w dozymetrii. 5. Liczniki proporcjonalne - wzmacniacze powielające (licznik proporcjonalny, fotodioda lawinowa, fotopowielacz), konstrukcje liczników, wypełnienia gazowe, wzmocnienie gazowe i jego statystyka. Liczniki Geigera-Mullera, mechanizm gaszenia i zastosowania. 6. Detektory półprzewodnikowe - wybrane właściwości półprzewodników, materiały o wysokiej czystości i samoistne, półprzewodniki ciężkie i o dużej przerwie zabronionej ("półizolatory"), prąd wsteczny i napięcie robocze detektora, detektory z barierą powierzchniową i detektory HpGe i Ge(Li), wydajność całkowitej absorpcji. 7. Detektory scyntylacyjne ? mechanizm scyntylacji, scyntylatory organiczne i nieorganiczne, przesuwniki widma, wydajność scyntylacji, odpowiedź czasowa, ciężkie scyntylatory krystaliczne, struktura widma energetycznego promieniowania gamma, czynniki wpływające na zdolność rozdzielczą. 8. Fotopowielacze - konstrukcje, wydajność fotokatody, statystyka powielania, materiały na fotokatody i dynody, zasilanie fotopowielaczy. Wielopikselowe fotodiody lawinowe (MAPD, MPPC, SiPM), porównanie z fotopowielaczami. Laboratorium: Detektory dozymetryczne Tor spektrometryczny Detektory scyntylacyjne Pomiar aktywności metodą spektrometryczną
Metody oceny:
Egzamin pisemny i ustny dla osób poprawiających ocenę
Egzamin:
tak
Literatura:
G. F. Knoll, Radiation Detection and Measurements, John Wiley and Sons, New York, 1989. G. Shani, Electronics for Radiation Measurements, CRC Press, 1996. Rozdział Particle Detectors w Review of Particle Physics, publikowany przez Particle Data Group, dostępny na http://pdg.lbl.gov Helmuth Spieler, Radiation Detectors and Signal Processing, Lecture Notes, University of Heilderberg - dostępne na http://www-physics.lbl.gov
Witryna www przedmiotu:
https://studia.elka.pw.edu.pl/list/11Z/DEPJO.A/
Uwagi:

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Charakterystyka W1
posiada podstawową wiedzę na temat statystyki procesu rejestracji sygnałów losowych
Weryfikacja: egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W01, K_W02, K_W16
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_WG
Charakterystyka W2
posiada podstawową wiedzę na temat wzmacniaczy powielających - fotodioda lawinowa, licznik proporcjonalny i fotopowielacz
Weryfikacja: egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W01, K_W02, K_W05
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_WG
Charakterystyka W3
posiada podstawową wiedzę na temat konstrukcji i zasady działania podstawowych detektorów promieniowania jonizującego - gazowych, półprzewodnikowych i scyntylacyjnych
Weryfikacja: egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W02, K_W10, K_W16
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_WG
Charakterystyka W4
posiada podstawową wiedzę na temat układów wchodzących w skład typowego spektrometrycznego toru pomiarowego promieniowania jonizującego
Weryfikacja: egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_W05, K_W15, K_W16
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_WG

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Charakterystyka U1
potrafi oszacować błędy statystyczne w rejestracji promieniowania jonizującego
Weryfikacja: egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U06
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_UW
Charakterystyka U2
potrafi dokonać doboru właściwego detektora dla przeprowadzenia procesu rejestracji promieniowania jonizującego
Weryfikacja: egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_U01, K_U14
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_UW, III.P6S_UW.1.o

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Charakterystyka K1
ma świadomość zagrożeń związanych z promieniowaniem jonizującym, potrafi ocenić realną wagę takich zagrożeń
Weryfikacja: egzamin
Powiązane charakterystyki kierunkowe: K_K02, K_K04
Powiązane charakterystyki obszarowe: I.P6S_KK, I.P6S_KR