Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Radioactivity in the Environment
Course of study:
2018/2019
Code:
JFT-2-010-s
Faculty of:
Physics and Applied Computer Science
Study level:
Second-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Technical Physics
Semester:
0
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
prof. dr hab. inż. Różański Kazimierz (rozanski@fis.agh.edu.pl)
Academic teachers:
prof. dr hab. inż. Różański Kazimierz (rozanski@fis.agh.edu.pl)
dr inż. Jodłowski Paweł (pawel.jodlowski@fis.agh.edu.pl)
Module summary

Wprowadzenie do zagadnienia promieniotwórczości naturalnej i jej wpływu na środowisko naturalne. Omówienie zastosowań wybranych izotopów radioaktywnych do monitorowania środowiska naturalnego.

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 realizującym złożone zadanie inżynierskie polegające na pomiarze wybranych radionuklidów w materiałach środowiskowych FT2A_K03, FT2A_K01 Activity during classes
M_K002 Student rozumie i potrafi obiektywnie ocenić zagrożenie wynikające z antropogenicznych emisji pierwiastków promieniotwórczych do środowiska FT2A_K02 Test
Skills
M_U001 Student potrafi ocenić ilościowo narażenie osób na promieniowanie jonizujące pochodzące od pierwiastków promieniotwórczych obecnych w poszczególnych elementach środowiska FT2A_U02, FT2A_U01, FT2A_U05, FT2A_U03 Test,
Report,
Execution of laboratory classes
M_U002 Student potrafi zaplanować, zrealizować i opracować pomiar wybranych radionuklidów w materiałach środowiskowych FT2A_U07, FT2A_U04, FT2A_U06, FT2A_U03 Report,
Execution of laboratory classes
Knowledge
M_W001 Student zna pochodzenie, typowe poziomy i strukturę promieniotwórczości obecnej w poszczególnych elementach środowiska oraz posiada podstawową wiedzę o sposobach jej pomiaru i wykorzystania w różnych dziedzinach nauki FT2A_W03, FT2A_W01, FT2A_W05, FT2A_W02, FT2A_W04 Test,
Execution of laboratory classes
M_W002 Student zna podstawowe metody opisu ilościowego transportu pierwiastków promieniotwórczych w środowisku FT2A_W03, FT2A_W01, FT2A_W05, FT2A_W07, FT2A_W02, FT2A_W04 Test
M_W003 Student posiada podstawową wiedzę o efektach biologicznych ekspozycji na promieniowanie jonizujące oraz o sposobach obliczania dawek promieniowania jonizującego FT2A_W03, FT2A_W01, FT2A_W05, FT2A_W02 Test,
Execution of laboratory classes
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 realizującym złożone zadanie inżynierskie polegające na pomiarze wybranych radionuklidów w materiałach środowiskowych - - + - - - - - - - -
M_K002 Student rozumie i potrafi obiektywnie ocenić zagrożenie wynikające z antropogenicznych emisji pierwiastków promieniotwórczych do środowiska + - + - - - - - - - -
Skills
M_U001 Student potrafi ocenić ilościowo narażenie osób na promieniowanie jonizujące pochodzące od pierwiastków promieniotwórczych obecnych w poszczególnych elementach środowiska + - + - - - - - - - -
M_U002 Student potrafi zaplanować, zrealizować i opracować pomiar wybranych radionuklidów w materiałach środowiskowych + - + - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Student zna pochodzenie, typowe poziomy i strukturę promieniotwórczości obecnej w poszczególnych elementach środowiska oraz posiada podstawową wiedzę o sposobach jej pomiaru i wykorzystania w różnych dziedzinach nauki + - - - - - - - - - -
M_W002 Student zna podstawowe metody opisu ilościowego transportu pierwiastków promieniotwórczych w środowisku + - - - - - - - - - -
M_W003 Student posiada podstawową wiedzę o efektach biologicznych ekspozycji na promieniowanie jonizujące oraz o sposobach obliczania dawek promieniowania jonizującego + - + - - - - - - - -
Module content
Lectures:

1. Wykład wstępny (2 godz)
Odkrycie promieniotwórczości; pochodzenie pierwiastków promieniotwórczych; struktura jąder atomowych; rozpad promieniotwórczy; typy rozpadów; rozszczepienie i fuzja jader; własności promieniowania jonizującego; równowagi promieniotwórcze; szeregi promieniotwórcze.

2. Oddziaływanie promieniowania jonizującego z materią (2 godz)
Jonizacja i wzbudzenie; oddziaływanie promieniowania gamma z materią; oddziaływanie cząstek alfa z materią; oddziaływanie cząstek beta z materią.

3. Dawki promieniowania jonizującego (2 godz)
Dawka pochłonięta i ekspozycyjna; dawka równoważna; dawka efektywna; dawka obciążająca; dawka kolektywna; wielkości operacyjne w dozymetrii; przeliczenia jednostek; podstawy obliczeń dawek promieniowania jonizującego.

4. Efekty biologiczne promieniowania jonizującego (2 godz)
Działanie promieniowania jonizującego na organizmy żywe; czynniki decydujące o rodzaju i skali skutków biologicznych; klasyfikacja skutków biologicznych; charakterystyka skutków deterministycznych i stochastycznych; zależność od dawki; zależność dawka-skutek; współczynnik ryzyka; Prawo Atomowe i inne przepisy prawne regulujące dopuszczalne poziomy promieniotwórczości w środowisku.

5. Pomiar promieniotwórczości w środowisku (4 godz)
Przegląd metod próbkowania, technik pomiarowych i detektorów używanych w pomiarach promieniotwórczości środowiskowej; opracowywanie wyników pomiarów promieniotwórczości środowiskowej; sieci monitoringu promieniotwórczości środowiskowej.

6. Podział promieniotwórczości środowiskowej (2 godz)
Promieniowanie kosmiczne; izotopy pierwotne; izotopy kosmogeniczne; naturalne szeregi promieniotwórcze; radon; radionuklidy antropogeniczne; przegląd poziomów promieniotwórczości w poszczególnych elementach środowiska; ekspozycja zewnętrzna i wewnętrzna związana z promieniotwórczością środowiskową.

7. Emisje promieniotwórczości do środowiska związane z technologiczną działalnością człowieka (6 godz).
Emisje związane z militarnymi zastosowaniami energii jądrowej; próbne eksplozje jądrowe w atmosferze i pod ziemią; energetyka jądrowa; emisje związane z awariami w energetyce jądrowej (Windscale, Three Mile Island, Chernobyl, Fukushima); emisje izotopów promieniotwórczych nie związane z przemysłem jądrowym (produkcja nawozów sztucznych, uzyskiwanie rzadkich metali, górnictwo, metalurgia, spalanie paliw kopalnych); zagrożenia związane z produkcją i wykorzystaniem źródeł promieniotwórczych (medycyna, rolnictwo, przemysł).

8. Modelowanie rozprzestrzeniania się promieniotwórczości w środowisku (4 godz)
Typy modeli; przykłady podejść modelowych; ocena niepewności przewidywań modelowych; modelowanie rozprzestrzeniania się radionuklidów w atmosferze; modelowanie rozprzestrzeniania się radionuklidów w środowisku wodnym i lądowym.

9. Odpady promieniotwórcze (2 godz)
Pochodzenie i typy odpadów promieniotwórczych; aspekty metodologiczne; przerób i przechowywanie odpadów promieniotwórczych; odpady promieniotwórcze związane z działalnością energetyki jądrowej.

10. Zastosowania promieniotwórczości środowiskowej (4 godz)
Radioizotopy jako znaczniki procesów w atmosferze; radiowęgiel jak znacznik w globalnym obiegu węgla; radioizotopy jako znaczniki w środowisku wodnym; wykorzystanie izotopów kosmogenicznych w badaniach procesów erozji i sedymentacji; radioizotopy w klimatologii.

Laboratory classes:

Studenci wykonają ćwiczenia laboratoryjne obejmujące m.in.: (i) pomiar promieniotwórczości materiałów środowiskowych z wykorzystaniem spektrometrii gamma, (ii) oznaczanie nuklidów alfa- i beta- promieniotwórczych w materiałach środowiskowych, (iii) oznaczanie stężenia radonu w atmosferze i w glebie.
Efekty kształcenia:
- student potrafi samodzielnie wykonać analizy zawartości pierwiastków
promieniotwórczych w wybranych elementach środowiska z wykorzystaniem wybranych metod analitycznych.
- student potrafi opracować wyniki wykonanych pomiarów promieniotwórczości środowiskowej.
- student potrafi ocenić narażenie osób związane z obecnością promieniotwórczości w wybranych elementach środowiska.

Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 86 h
Module ECTS credits 3 ECTS
Participation in lectures 30 h
Realization of independently performed tasks 20 h
Preparation for classes 10 h
Participation in laboratory classes 15 h
Preparation of a report, presentation, written work, etc. 10 h
Examination or Final test 1 h
Additional information
Method of calculating the final grade:

Do oceny końcowej wchodzą oceny z przygotowania i realizacji ćwiczeń laboratoryjnych (średnia arytmetyczna) (L) oraz ocena z pisemnego sprawdzianu wiedzy uzyskanej na wykładzie (W). Liczba punktów uzyskana ze sprawdzianu pisemnego przeliczana jest na ocenę zgodnie z Regulaminem Studiów AGH.

Ocena końcowa (OK) obliczana jest jako średnia ważona: OK = 0.6xL+0.4xW

Uwaga:
Uzyskanie pozytywnej oceny końcowej (OK) wymaga uzyskania pozytywnej oceny ze sprawdzianu pisemnego (W) oraz zaliczenia ćwiczeń laboratoryjnych (L) przewidzianych w programie modułu.

Ocena ze sprawdzianu pisemnego wiedzy uzyskanej na wykładzie (W) lub z ćwiczeń laboratoryjnych (L) wyliczana po zaliczeniu w drugim terminie:
W = 0.3xW1+0.7xW2
Ocena W wyliczana po zaliczeniu w trzecim terminie:
W = 0.2xW1+0.3xW2+0.5xW3

Prerequisites and additional requirements:

Wiedza i umiejętności w zakresie matematyki, fizyki i chemii zdobyte w trakcie studiów I stopnia na kierunku Fizyka Medyczna, Fizyka Techniczna, lub pokrewnych.

Recommended literature and teaching resources:

1. M. Eisenbud, T. Gesell. Environmental Radioactivity From Natural, Industrial and Military Sources. Fourth Edition. Academic Press (2008).
2. D.A. Atwood (ed.) Radionuclides in the Environment. John Wiley & Sons Ltd. (2010).
3. K. Froehlich (ed.). Environmental Radionuclides. Tracers and Timers of Terrestrial Processes. Elsevier B.V. (2010).
4. M. Poeschl, L.M.L. Nollet. Radionuclide Concentrations in Food and the Environment. Taylor & Francis Group (2007).
5. J.R. Cooper, K. Randle, R.S. Sokhi. Radioactive Releases in the Environment. Impact and Assessment.
John Wiley & Sons Ltd. (2003). B.V. (2007).
6. S.N. Ahmed. Physics and Engineering of Radiation Detection. Elseview
7. A. Hrynkiewicz (red), Człowiek i promieniowanie jonizujące, PWN, Warszawa 2001
8. M. Siemiński, Fizyka zagrożeń środowiska, PWN 1992

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

Według bazy WoS.

Additional information:

Sposób i tryb wyrównania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

Ćwiczenia laboratoryjne: Studenci którzy z usprawiedliwionych przyczyn losowych nie mogli wykonać w terminie któregoś z ćwiczeń laboratoryjnych przewidzianych programem modułu, mają możliwość indywidualnego odrobienia tego ćwiczenia w porozumieniu z prowadzącymi. Nadrobienie zaległości musi nastąpić przed końcem semestru.

Zasady zaliczania zajęć:
Warunkiem uzyskania zaliczenia z pojedynczego ćwiczenia jest: (i) uzyskanie pozytywnej oceny z przygotowania teoretycznego, (ii) poprawne wykonanie pomiarów przewidzianych programem ćwiczenia, (iii) zaliczone sprawozdanie z opracowaniem wyników

Obecność na wykładach: Zgodnie z Regulaminem Studiów AGH