Jadrové metódy vo výskume a v praxi

Sylaby

Školský rok 2010/2011

Typ kurzu                                voliteľný

Stupeň kurzu                            pregraduálny

Rok štúdia                               3

Semester                                  6

Pridelený počet kreditov             2

Meno garanta kurzu:               doc. RNDr. Ľubomír Mátel, CSc., doc. RNDr. Jozef Kuruc, CSc.

Všeobecná charakteristika kurzu

Cieľom je oboznámenie študentov s niektorými aplikáciami jadrových javov v jadrovom výskume, v priemysle a nukleárnej medicíne. Študenti sa oboznámia so princípmi a využitím urýchľovačov vo výskume a v praxi, s použitím zdrojov neutrónov a experimentálnych reaktorov ako aj s analytickými aplikáciami jadrových reakcií a neutrónov a spektrálnych metód vo výskume, rádioizotopovým datovaním, využitím rádioizotopov v priemysle a v nukleárnej medicíne.

Rozsah:            1/1 (P/S)

Hodnotenie priebežne

Prerekvizity

Obsah kurzu

1.      Urýchľovače v jadrovom výskume.

Typy urýchľovačov a ich využitie. Iónové zdroje. Elektrostatické stroje: urýchlovač Cockcroft–Waltonovho typu, Van de Graaffov urýchlovač. Dvojstupňový tandemový Van de Graaffov urýchlovač. Lineárne urýchľovače. Cyklotróny, synchrotróny, a okruhy. Nuclotron. Zväzky rádioaktívnych iónov. Zväzky protibežných iónov (Large Hadron Collider).

2.      Zdroje neutrónov.

Generátory neutrónov. Jadrový reaktor ako zdroj neutrónov.

3.      Výskumné reaktory.

Výroba izotopov. Intenzívne zdroje neutrónov.

4.      Analytické aplikácie jadrových reakcií.

Aktivačná analýza (Neutrónová aktivačná analýza (NAA), Inštrumentálna neutrónová aktivačná analýza (INAA), Rádiochemická neutrónová aktivačná analýza (RNAA), Okamžité gama-žiarenie aktivačná analýza (PGAA), Studená neutrónová PGAA. Časticami indukovaná emisia röntgenového žiarenia (PIXE). Röntgenová fluorescenčná analýza (XRF). Rutherfordov spätný rozptyl (RBS).

5.      Využitie neutrónov pri štúdiu štruktúry materiálov.

Neutrónová spin echo spektroskopia (NSE). Difrakcia neutrónov. Neutrónová interferometria. Hĺbkové profilovanie neutrónmi (NDP). Zaostrovanie neutrónov.

6.      Archeológia a datovanie.

Rádioizotopové datovanie. Astrofyzikálne hodiny. Vek Zeme. Predhistorické jaskyne. Vek podzemných vôd. Jadrová súdna veda – vek častíc plutónia.

7.      Spektrálne metódy výskumu.

Mössbauerova spektroskopia. Pozitrónium anihilačná časovo-závislá spektroskopia (PALS). Auger Electron Specroscopy (AES). Jadrová kvadrupólová rezonancia (NQR).

8.      Výskumné a priemyselné využitie rádioizotopov.

Rádioizotopové termoelektrické generátory. Detektory dymu. Priemyselné ožarovacie aplikácie (sterilizácia potravín a medicínskych materiálov, zneškodňovanie odpadov a modiafikácia plastov).

9.      Metódy hmotnostnej spektrometrie v jadrovom výskume.

Hmotnostná spektrometria s indukčne viazanou plazmou (ICP-MS). Hmotnostná spektrometria sekundárnych iónov (SIMS). Urýchľovačová hmotnostná spektrometria (AMS).

10.  Rádioizotopy v medicíne.

Zobrazovanie. Vonkajšia zväzková rádioterapia. Brachytherapia. Imunoterapia. Iónová zväzková terapia. Bórová neutrónová záchytová terapia (BNCT). Rádioaktívne „guličky“ – alfa imunoterapia.

11.  Rádiografia.

Röntgenová rádiografia. Gama rádiografia. Neutrónová rádiografia.

12.  Záverečný seminár – prezentácia seminárnych prác.

Odporučená literatúra:

1.            Usačev S. a kol. Experimentálna jadrová fyzika. Alfa, Bratislava, 1982.