Radiologická fyzika I.

Přednášející:

František Podzimek

Cvičící:

František Podzimek

Předmět zajišťuje:

katedra lékařských a humanitních oborů

Anotace:

Cílem předmětu je seznámit studenty se základními matematicko-fyzikálními a biofyzikálními poznatky nutnými pro pochopení mechanizmu interakcí ionizujícího záření s živými a neživými systémy. Vysvětluje se vývoj názorů na mikrosvět, radiační fyziku, relativistické a kvantové vlastnosti, základní charakteristiky atomu, jádra. Vysvětlují se nejdůležitější jaderné modely, jednotlivé druhy ionizujícího záření, mechanismy jejich vzniku, principy zdrojů apod. Jsou popsány obecné vlastnosti radioaktivní přeměny, přeměna alfa, protonová radioaktivita,přeměna beta, emise záření gama, přírodní radioaktivita, vlastnosti a typy jaderných reakcí, štěpení jader, transurany, termojaderná reakce.

Studenti se seznamují s obecnými charakteristikami interakce ionizujícího záření s látkou, interakce záření alfa, beta, gama a neutronového, průchod svazků záření látkou, účinky záření na látku. Popis účinku záření na buňku, popis stochastických a nestochastických procesů, působení záření na tkáň i organismus, včetně popisu nemoci z ozáření. Získávají také základní informace o principech detekce a měření ionizujícího záření, o dozimetrických měřicích metodách, přehledu dozimetrických veličin a jednotek. Jsou podrobně vysvětleny veličiny a jednotky užívané při popisu zdrojů, pole a interakce záření, přenosu energie, absorpce energie a ionizace. Na základě biologických účinků ionizujícího záření jsou popsány i nejnovější veličiny používané v radiační ochraně. Samostatná pozornost je věnovaná cílům a úkolům radiační ochrany, principům ochrany před zářením a monitorování záření. Informativně jsou dále seznámeni s legislativou ČR i EU zabývající se problematikou ionizujícího záření. V závěru jsou studenti seznámeni s průmyslovým využitím ionizujícího záření, s radiační zátěží člověka z přírodních i umělých zdrojů i radiačními nehodami. Jsou diskutována i možná rizika zneužití ionizujícího záření k radiologickému teroristickému útoku.

Požadavky:

Účast na přednáškách 100 % (omluvená neúčast nahrazena referátem po dohodě s přednášejícím)

Prokázání získaných znalostí písemným testem (úspěšnost - min 80 % možných bodů)

Osnova přednášek:

[1] Úvod do radiační fyziky. Historie vesmíru, původ elementárních částic, unitární teorie pole, základní interakce, základní částice, bosony a fermiony, leptony, kvarky, hadrony, ionizující a neionizující záření.

[2] Stavba atomu. Kvantový mechanický model, excitace atomu, vazby molekul, jaderné síly, základní modely jádra, hmotnost jádra, stabilita atomovych jader, vazebná energie. Periodická soustava prvku.

[3] Původ ionizujícího záření. Radioaktivita, příčiny radioaktivity, přeměna beta minus, pozitronová přeměna, elektronový záchyt, přeměna alfa, samovolné štěpení, přeměna gama a vnitřní konverze, popis radioaktivní přeměny,jaderné reakce.

[4] Druhy a vlastnosti ionizujícího záření. Záření alfa, záření beta, záření elektromagnetické, záření gama, RTG záření, anihilacní záření, neutronové záření

[5] Zdroje ionizujícího záření. Kosmické záření a kosmogenní radionuklidy, přírodní radionuklidy v zemské kůře, umělé zdroje radioaktivity, urychlovače, RTG přístroje, jaderný reaktor, výroba a využití radionuklidu.

[6] Interakce ionizujícího záření s hmotou. Záření gama, Comptonův jev, fotoelektrický jev, tvorba páru, nabité částice, těžké nabité částice, elektrony, záření neutronové,pružný rozptyl neutronu na jádrech, nepružný rozptyl, jaderné reakce neutronu.

[7] Dozimetrie ionizujícího záření. Soustava dozimetrických veličin a jednotek, veličiny a jednotky charakterizující zdroje ionizujícího záření, pole záření v látkovém prostředí, působení ionizujícího záření na látku, rozložení energie ionizujícího záření v látce, veličiny a jednotky používané v ochraně před ionizujícím zářením.

[8] Principy detekce ionizujícího záření. Detekce založená na primárních účincích - detekce založená na ionizaci v plynné fázi, v pevné fázi, na excitaci v pevné a kapalné fázi, na jadernych reakcích. Detekce založená na sekundárních účincích - fotografické metody detekce, chemické metody detekce, kalorimetrické metody detekce, dozimetrie pevnou fází, bublinkové a mlžné komory, osobní dozimetry.

[9] Biologické účinky ionizujícího záření. Základní mechanizmus biologického účinku ionizujícího záření, stochastické a nestochastické účinky, Radiosenzitivita a radiorezistence.

[10] Základy ochrany před ionizujícím zářením. Principy a cíle radiační ochrany, ochrana pred vnějším IZ, ochrana časem, vzdáleností, stínením, ochrana před vnitřní kontaminací. Systém limitování dávek.

[11] Ionizující záření a legislativa České republiky. Zákon č. 18/1997 Sb. - Atomový zákon, SÚJB, Vyhláška č. 307/2002 Sb. o radiační ochraně.

[12] Využití ionizujícího záření. Radiodiagnostika, radioterapie, nukleární medicína, průmyslové využití ionizujícího záření datování pomocí radioaktivity, ozařování potravin, sterilizace, aktivační analýza.

[13] Ionizující záření v životním prostředí. Radiační zátěž člověka z přírodních a umělých zdrojů, radiační nehody.

[14] Zneužití ionizujícího záření. Jaderné zbraně, radioaktivní spad, radiobiologický terorismus

Osnova cvičení:

Neurčena

Cíle studia:

Získat základní znalosti v předmětu v rozsahu nezbytném pro výkon povolání v oboru radiologický asistent Bc.

Studijní materiály:

[1] Navrátil, L., Rosina, J. a kolektiv. Medicínská biofyzika, Avicenum, Grada Publishing, 2005, ISBN 80-247-1152-4

[1] Attix F.H., Introduction to radiological physics and radiation dosimetry, John Wiley, 1986,

[2]Knoll, G. F.: Radiation Detection and Measurement, Third edition, John Wiley and Son, Ann Arbor, 2000

[3] Sabol, J.: Základy dozimetrie, CVUT, Praha, 1992

[4] Kolektiv autoru (Editor: V. Klener): Principy a praxe radiacní ochrany, SUJB, Praha, 2000

[5] Sabol, J., Vlček, P. / Radiační ochrana v radioterapii, CVUT Praha, 2011

Poznámka:

Rozvrh na zimní semestr 2011/2012:

	06:00–08:0008:00–10:0010:00–12:0012:00–14:0014:00–16:0016:00–18:0018:00–20:0020:00–22:0022:00–24:00
Po
Út
St
Čt	místnost KL:GDM4 Podzimek F. 10:00–11:50 (přednášková par. 1) Kladno FBMI Učebna GDM4_301
Pá

Rozvrh na letní semestr 2011/2012:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Bakalářský studijní obor Radiologický asistent - prezenční (povinný předmět)