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. 2014/2015
Liczba punktów ECTS:
3
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
30 godz wykład, 5 godz konsultacje, 15 godz przygotowanie do wykładu, 10 godz przygotowanie do egzaminu Razem 60 godz - 3 ECTS
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
30 godz wykład, 5 godz konsultacje Razem 35 godz - 2 ECTS
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
0
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład30h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium0h
  • 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:
Wprowadzenie (2h) źródła promieniowania jonizującego i oddziaływanie promieniowania z materią Statystyka pomiarów (2h) poissonowski ciąg zdarzeń losowych, rozkład czasu miedzy zdarzeniami i rozkład liczby zliczeń Ogólny model detektora promieniowania jonizującego (2h) tryb prądowy i impulsowy, widmo energetyczne, statystyka generowania ładunku (współczynnik Fano), energetyczna zdolność rozdzielcza, wydajność detektora, czas martwy Spektrometryczny tor pomiarowy (2h) Przedwzmacniacz ładunkowy (2h) kształtowanie odpowiedzi impulsowej, odtwarzacz składowej stałej, wielokanałowy analizator amplitudy Detektory gazowe (2h) jonizacja gazu, zjawiska związane z procesem migracji i zbierania jonów Komory jonizacyjne (2h) komora prądowa, dozymetria z wykorzystaniem komory prądowej, komora impulsowa, odpowiedź impulsowa komory i jej zdolność rozdzielcza Liczniki proporcjonalne (2h) wzmacniacze powielające (licznik proporcjonalny, fotodioda lawinowa, fotopowielacz), konstrukcje liczników, wypełnienia gazowe, wzmocnienie gazowe i jego statystyka, odpowiedź impulsowa licznika proporcjonalnego Liczniki Geigera-Mullera (1h) mechanizm gaszenia, wypełnienia gazowe, zastosowania Detektory półprzewodnikowe (2h) wybrane właściwości półprzewodników, materiały o wysokiej czystości i samoistne, półprzewodniki ciężkie i o dużej przerwie zabronionej, prąd wsteczny, efekt pułapkowania, napięcie robocze detektora Zastosowania detektorów półprzewodnikowych (3h) spektrometria promieniowania alfa (elektronika współpracująca i zdolność rozdzielcza), spektrometria miękkiego promieniowania X (detektory Si(Li), chłodzenie detektorów i przedwzmacniaczy, rozwiązania konstrukcyjne), spektrometria twardego promieniowania X i gamma (detektory HpGe i Ge(Li), wydajność całkowitej absorpcji) Detektory scyntylacyjne (2h) mechanizm scyntylacji, scyntylatory organiczne i nieorganiczne, przesuwniki widma, wydajność scyntylacji, odpowiedź czasowa, ciężkie scyntylatory nieorganiczne Odbiór sygnału świetlnego ze scyntylatora (2h) tryb prądowy i impulsowy, fotodiody, diody MPPC (SiPM), fotopowielacze Fotopowielacze (2h) konstrukcja, wydajność fotokatody, statystyka powielania, materiały na fotokatodę i dynody, zasilanie fotopowielaczy Scyntylacyjne detektory twardego promieniowania X i gamma (2h) struktura widma energetycznego, czynniki wpływające na zdolność rozdzielczą gammakamera Detektory dla radiografii cyfrowej (2h)
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

Efekt W1
posiada podstawową wiedzę na temat statystyki procesu rejestracji sygnałów losowych
Weryfikacja: egzamin
Powiązane efekty kierunkowe: K_W01, K_W02, K_W16
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W01, T1A_W07, T1A_W01, T1A_W04
Efekt W2
posiada podstawową wiedzę na temat wzmacniaczy powielających - fotodioda lawinowa, licznik proporcjonalny i fotopowielacz
Weryfikacja: egzamin
Powiązane efekty kierunkowe: K_W01, K_W02, K_W05
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W01, T1A_W07, T1A_W01, T1A_W02
Efekt W3
posiada podstawową wiedzę na temat konstrukcji i zasady działania podstawowych detektorów promieniowania jonizującego - gazowych, półprzewodnikowych i scyntylacyjnych
Weryfikacja: egzamin
Powiązane efekty kierunkowe: K_W02, K_W10, K_W16
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W01, T1A_W02, T1A_W04, T1A_W04
Efekt W4
posiada podstawową wiedzę na temat układów wchodzących w skład typowego spektrometrycznego toru pomiarowego promieniowania jonizującego
Weryfikacja: egzamin
Powiązane efekty kierunkowe: K_W05, K_W15, K_W16
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W02, T1A_W03, T1A_W04

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Efekt U1
potrafi oszacować błędy statystyczne w rejestracji promieniowania jonizującego
Weryfikacja: egzamin
Powiązane efekty kierunkowe: K_U06
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U09
Efekt U2
potrafi dokonać doboru właściwego detektora dla przeprowadzenia procesu rejestracji promieniowania jonizującego
Weryfikacja: egzamin
Powiązane efekty kierunkowe: K_U01, K_U14
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U01, T1A_U08

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Efekt K1
ma świadomość zagrożeń związanych z promieniowaniem jonizującym, potrafi ocenić realną wagę takich zagrożeń
Weryfikacja: egzamin
Powiązane efekty kierunkowe: K_K02, K_K04
Powiązane efekty obszarowe: T1A_K02, T2A_K07, T1A_K05