Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Radiation Detectors
Course of study:
2016/2017
Code:
JFT-1-705-s
Faculty of:
Physics and Applied Computer Science
Study level:
First-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Technical Physics
Semester:
7
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
dr hab. inż. Kowalski Tadeusz (Tadeusz.Kowalski@fis.agh.edu.pl)
Academic teachers:
dr hab. inż. Kowalski Tadeusz (Tadeusz.Kowalski@fis.agh.edu.pl)
prof. dr hab. inż. Dąbrowski Władysław (w.dabrowski@ftj.agh.edu.pl)
dr inż. Koperny Stefan (koperny@fis.agh.edu.pl)
Module summary

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence
M_K001 Student potrafi konstruktywnie współpracować w zespole wykonującym dane ćwiczenie laboratoryjne. FT1A_K02, FT1A_K06, FT1A_K01 Activity during classes,
Participation in a discussion
Skills
M_U001 Student potrafi wyznaczyć charakterystyki detektorów, podać interpretację otrzymanych widm energetycznych, określić punkt pracy detektora. FT1A_U04, FT1A_U02, FT1A_U01 Test,
Participation in a discussion,
Execution of laboratory classes
M_U002 Student potrafi zbudować w oparciu o dostępne moduły elektroniczne tor pomiarowy w zależności od zjawiska jakie ma zbadać. FT1A_U13, FT1A_U07, FT1A_U14 Activity during classes,
Test,
Execution of laboratory classes
M_U003 Student potrafi określić jakość działania detektorów i wykonać kalibrację toru pomiarowego. FT1A_U10, FT1A_U07, FT1A_U09 Activity during classes,
Test,
Report
Knowledge
M_W001 Student posiada wiedzę o metodach detekcji promieniowania jądrowego , elektromagnetycznego w zakresie UV i X. Student posiada wiedzę o metodach detekcji. FT1A_W03, FT1A_W01 Activity during classes,
Test,
Execution of laboratory classes
M_W002 Student posiada wiedzę o podstawowych typach detektorów (detektory półprzewodnikowe, scyntylacyjne i gazowe). Zna ich budowę i fizyczne podstawy działania i zastosowania praktyczne. FT1A_W08, FT1A_W10 Test,
Report,
Participation in a discussion
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Others
E-learning
Social competence
M_K001 Student potrafi konstruktywnie współpracować w zespole wykonującym dane ćwiczenie laboratoryjne. - - + - - - - - - - -
Skills
M_U001 Student potrafi wyznaczyć charakterystyki detektorów, podać interpretację otrzymanych widm energetycznych, określić punkt pracy detektora. + - + - - - - - - - -
M_U002 Student potrafi zbudować w oparciu o dostępne moduły elektroniczne tor pomiarowy w zależności od zjawiska jakie ma zbadać. - - + - - - - - - - -
M_U003 Student potrafi określić jakość działania detektorów i wykonać kalibrację toru pomiarowego. + - + - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Student posiada wiedzę o metodach detekcji promieniowania jądrowego , elektromagnetycznego w zakresie UV i X. Student posiada wiedzę o metodach detekcji. + - + - - - - - - - -
M_W002 Student posiada wiedzę o podstawowych typach detektorów (detektory półprzewodnikowe, scyntylacyjne i gazowe). Zna ich budowę i fizyczne podstawy działania i zastosowania praktyczne. + - + - - - - - - - -
Module content
Lectures:

WYKŁAD
1. Detektory scyntylacyjne (4 godz.)
-podstawy metod scyntylacji
-własności scyntylatorów
-transport światła
-fotopowielacze

2. Detektory półprzewodnikowe (4 godz.)
– typy detektorów
– charakterystyki pracy
– generacja impulsu w detektorach

3. Detektory gazowe (4 godz.)
– mody pracy detektorów gazowych
– komory jonizacyjne
- liczniki proporcjonalne, mieszaniny gazowe, wzmocnienie gazowe

4. Porównanie własności powyższych typów detektorów (3 godz.)
- energetyczna i czasowa zdolność rozdzielcza
- efekty radiacyjne

Laboratory classes:

1. Badanie energetycznej zdolności rozdzielczej detektorów gazowych o różnym napełnieniu dla różnych energii rejestrowanego promieniowania.
Efekty kształcenia:
– Student potrafi zestawić tor pomiarowy i obsługiwać urządzenia wchodzące w jego skład
– Na podstawie otrzymanych widm Student potrafi wyznaczyć energetyczną zdolność rozdzielczą
– Student potrafi ustalić optymalne warunki pracy detektora

2. Kalibracja toru pomiarowego i interpretacja widm
Efekty kształcenia:
– Student nabył umiejętność obsługi programu komputerowego do zbierania i wstępnej analizy danych
– Student potrafi właściwie interpretować pojawiające się w widmie piki
– Student umie zastosować metody fluorescencji rentgenowskie do kalibracji toru pomiarowego
– Student potrafi wykorzystać metodę regresji liniowej do wyznaczenia krzywej kalibracji

3. Badanie detektora półprzewodnikowego (diody półprzewodnikowej)
Efekty kształcenia:
– Student potrafi wyznaczyć charakterystykę prądowo – napięciową detektora
– Student potrafi wyznaczyć zależność pojemności detektora od jego napięcia polaryzacji
– Student umie skorelować grubość warstwy zubożonej z zasięgiem cząstek alfa w krysztale
– Student umie poprawnie interpretować otrzymane widma

4. Badanie detektora scyntylacyjnego
Efekty kształcenia:
– Student umie określić jednorodność odpowiedzi detektora
– Student prawidłowo interpretuje otrzymane widma (tło comptonowskie, pik całkowitej absorpcji, piki ucieczki)
– Student potrafi oszacować wydajność detektora
– Student potrafi dobrać rodzaj scyntylatora i fotopowielacza do rodzaju i energii rejestrowanego promieniowania.

5. Praca detektorów w ekstremalnych warunkach (wysokie natężenie rejestrowanego promieniowania, zmienna temperatura, wysokie wzmocnienia gazowe)
Efekty kształcenia:
– Student potrafi określić i skorygować wpływ czynników zewnętrznych na pracę detektorów
– Student potrafi wyznaczyć czas martwy detektora i uwzględnić go w analizie danych
– Student potrafi w analizie danych uwzględnić czas martwy elektronicznego toru pomiarowego
– Student potrafi używać źródła promieniotwórcze zgodnie z zasadami higieny radiacyjnej.

6. Odczyt drutowy i padowy
Efekty kształcenia:
– Student potrafi prawidłowo podłączyć elektroniczny tor pomiarowy do licznika z uwzględnieniem polaryzacji sygnału na danej elektrodzie detektora
– Student umie prawidłowo interpretować obserwowane impulsy
– Student umie zestawić układ zasilania detektora gazem

Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 120 h
Module ECTS credits 4 ECTS
Participation in lectures 15 h
Examination or Final test 1 h
Realization of independently performed tasks 21 h
Preparation for classes 30 h
Preparation of a report, presentation, written work, etc. 23 h
Participation in laboratory classes 30 h
Additional information
Method of calculating the final grade:

Ćwiczenia laboratoryjne, wykonanie i przygotowanie teoretyczne, oceniane będą w skali od 0 do 10 punktów, (aby zaliczyć ćwiczenie należy uzyskać minimum 5 punktów), całkowita ilość punktów do uzyskania – 60. Z kolokwium zaliczeniowego można uzyskać 60 punktów (aby zaliczyć kolokwium należy uzyskać minimum 30 punktów). Całkowita ilość punktów do uzyskania – 120. Procent uzyskanych punktów przeliczany jest na ocenę zgodnie z Regulaminem Studiów AGH.

Prerequisites and additional requirements:

- Znajomość podstaw oddziaływania promieniowania z materią
- Znajomość podstaw elektroniki
- Znajomość podstaw statystyki matematycznej

Recommended literature and teaching resources:

1. G.F. Knoll, Radiation Detection and Measurement
2. F. Sauli, Principles of Operation of Multiwire Proportiona and Drift Chamber
3. B. Sitar, Ionization Measurements in High Energy Physics
4. Notatki z wykładów

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

T. Kowalski, Manifestation of the Penning effect in gas proportional counters, Nucl. Instr. and Meth. in Phys. Res. A 735(2014)528.
O. Sahin, T.Z. Kowalski, R. Veenhof, High-precision gas gain and energy transfer measurements in Ar – CO2 mixtures, Nucl. Instr. and Meth. in Phys. Res. A 768(2014)104.

Additional information:

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 i zaliczone sprawozdanie z opracowaniem wyników.
Pod koniec semestru przewidziany jest dodatkowy termin ćwiczeń, w którym można wykonać pomiary, których student z przyczyn losowych nie mógł wykonać w pierwotnym terminie.
Podstawowym terminem uzyskania zaliczenia jest koniec zajęć w danym semestrze. Student może dwukrotnie przystąpić do poprawkowego kolokwium zaliczeniowego.