Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Chemia radiacyjna
Tok studiów:
2018/2019
Kod:
JFM-1-605-s
Wydział:
Fizyki i Informatyki Stosowanej
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Fizyka Medyczna
Semestr:
6
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma i tryb studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Osoba odpowiedzialna:
dr inż. Samek Lucyna (Lucyna.Samek@fis.agh.edu.pl)
Osoby prowadzące:
dr inż. Dudała Joanna (dudala@fis.agh.edu.pl)
dr inż. Samek Lucyna (Lucyna.Samek@fis.agh.edu.pl)
dr Ostachowicz Beata (Beata.Ostachowicz@fis.agh.edu.pl)
Krótka charakterystyka modułu

Student zna metody pomiarowe w chemii radiacyjnej. Zapoznał się z podstawowymi procesami radiacyjnymi w różnych materiałach.

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Powiązania z EKK Sposób weryfikacji efektów kształcenia (forma zaliczeń)
Wiedza
M_W004 Student zna podstawowe procesy radiacyjne. Student zna procesy radiolizy wody i roztworów wodnych, węglowodorów nasyconych i nienasyconych oraz niektórych związków biologicznych. Student wie na czym polega proces polimeryzacji radiacyjnej i oddziaływania promieniowania jonizującego na polimery. FM1A_W01 Aktywność na zajęciach,
Egzamin
M_W005 Student zna metody pomiarowe i ich zastosowania w chemii radiacyjnej (optyczne, elektroluminescencja, Elektronowy Rezonans Paramagnetyczny). Student zna podstawy rentgenowskiej analizy fluorescencyjnej i analizy aktywacyjnej. FM1A_W02, FM1A_W10, FM1A_W01, FM1A_W07 Aktywność na zajęciach,
Egzamin
M_W006 Student wie jakie są efekty radiacyjne w nieorganicznych ciałach stałych (kryształach jonowych, metalach i stopach).Student zna zastosowania techniki radiacyjnej do utrwalania żywności, przedłużania świeżości produktów spożywczych oraz do sterylizacji. FM1A_W07 Aktywność na zajęciach,
Egzamin
Umiejętności
M_U003 Student potrafi wykonywać podstawowe prace w laboratorium radiochemicznym. Student potrafi przeprowadzić chemiczną obróbkę substancji. FM1A_U05 Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U004 Student potrafi przeprowadzić pomiary otrzymanych preparatów za pomocą licznika scyntylacyjnego i Geigera Mullera. FM1A_U04, FM1A_U09, FM1A_U07, FM1A_U05 Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U005 Student potrafi opracować dane pomiarowe FM1A_U02, FM1A_U03 Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
Kompetencje społeczne
M_K001 Student potrafi konstruktywnie współpracować w zespole wykonując i opracowując ćwiczenia laboratoryjne. FM1A_K01, FM1A_K02, FM1A_K03 Sprawozdanie,
Udział w dyskusji,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Inne
E-learning
Wiedza
M_W004 Student zna podstawowe procesy radiacyjne. Student zna procesy radiolizy wody i roztworów wodnych, węglowodorów nasyconych i nienasyconych oraz niektórych związków biologicznych. Student wie na czym polega proces polimeryzacji radiacyjnej i oddziaływania promieniowania jonizującego na polimery. + - - - - - - - - - -
M_W005 Student zna metody pomiarowe i ich zastosowania w chemii radiacyjnej (optyczne, elektroluminescencja, Elektronowy Rezonans Paramagnetyczny). Student zna podstawy rentgenowskiej analizy fluorescencyjnej i analizy aktywacyjnej. + - - - - - - - - - -
M_W006 Student wie jakie są efekty radiacyjne w nieorganicznych ciałach stałych (kryształach jonowych, metalach i stopach).Student zna zastosowania techniki radiacyjnej do utrwalania żywności, przedłużania świeżości produktów spożywczych oraz do sterylizacji. + - - - - - - - - - -
Umiejętności
M_U003 Student potrafi wykonywać podstawowe prace w laboratorium radiochemicznym. Student potrafi przeprowadzić chemiczną obróbkę substancji. + - + - - - - - - - -
M_U004 Student potrafi przeprowadzić pomiary otrzymanych preparatów za pomocą licznika scyntylacyjnego i Geigera Mullera. - - + - - - - - - - -
M_U005 Student potrafi opracować dane pomiarowe + - + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Student potrafi konstruktywnie współpracować w zespole wykonując i opracowując ćwiczenia laboratoryjne. - - + - - - - - - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład:
Chemia Radiacyjna

.
1.Podstawowe procesy radiacyjne. Procesy pierwotne w chemii radiacyjnej. Tworzenie się i dezaktywacja cząsteczek wzbudzonych. Tworzenie się par jonowych – pierwotne procesy jonowe. Reakcje powstałych elektronów i jonów. Wolne rodniki. Reakcje jonowo-cząsteczkowe – 4godz.
2. Metody pomiarowe w chemii radiacyjnej. Optyczne metody pomiarowe w chemii radiacyjnej. 2.Radioluminescencja. EPR – zastosowania w chemii radiacyjnej – 4 godz.
3.Radioliza wody i roztworów wodnych. Wydajność radiacyjna – 2 godz.
4.Chemia radiacyjna niektórych związków biologicznych – 1 godz.
5.Zastosowania radiacyjnej techniki utrwalania żywności. Utrwalanie żywności. Sterylizacja utensyliów medycznych. Przedłużanie świeżości ziemniaków i cebuli – 2 godz.
6.Rentgenowska analiza fluorescencyjna – 1 godz.
6.Analiza aktywacyjna – 1 godz.

Ćwiczenia laboratoryjne:
Radiochemia

1. Zapoznanie się z przepisami BHP oraz regulaminem Pracowni Radiochemicznej – 4godz.
Efekty kształcenia:
Student potrafi pracować w pracowni radiochemicznej zgodnie z regulaminem obowiązującym w pracowni
Student potrafi pracować z izotopami promieniotwórczymi
Student potrafi pobrać izotop promieniotwórczy
2. Otrzymywanie preparatów radiochemicznie czystych – 4 godz.
Efekty kształcenia:
Student potrafi posługiwać się wirówką laboratoryjną
Student potrafi otrzymać osad i przygotować go do pomiaru
Student potrafi obliczyć ile razy należy przeprowadzić proces oczyszczania by otrzymać preparat radiochemicznie czysty
3. Wydzielanie 234Th z azotanu uranylu – 4 godz.
Efekty kształcenia
Student potrafi przeprowadzić proces ekstrakcji i oddzielić fazę wodna od chloroformowej
Student potrafi na podstawie uzyskanych wyników pomiarowych obliczyć współczynnik ekstrakcji i procent ekstrakcji
Student potrafi obliczyć masy toru i protaktynu w badanej próbce
4. Chromatograficzna metoda rozdziału żelaza od mikro-ilości kobaltu – 4 godz.
Student potrafi obsłużyć kolumnę chromatograficzną
Student potrafi posługiwać się jednym z modułów programu LABVIEW służącym do rejestracji liczby zliczeń w zależności od czasu
Student potrafi wykonać wykresy z otrzymanych danych oraz obliczyć czas połowicznego wymywania
5. Efekt Szilarda – Chalmersa. Zależność wydzielania 56Mn od pH roztworu – 4 godz.
Student potrafi przesączyć roztwory i otrzymać osady
Student potrafi obliczyć wydajność efektu Szilarda-Chalmersa
Student potrafi sporządzić bilans 56Mn
Student potrafi obliczyć energię odskoku atomu 56Mn
6. Rozcieńczenie izotopowe – 4 godz.
Student potrafi otrzymać osady i przygotować je do pomiaru
Student potrafi wyznaczyć objętość i masę jodu w nieznanej próbce
7. Oznaczanie rozpuszczalności PbJ2 – 4 godz.
Student potrafi otrzymać osad
Student potrafi sporządzić roztwór wzorcowy o zadanym stężeniu
Student potrafi obliczyć iloczyn rozpuszczalności i rozpuszczalność korzystając z otrzymanych wyników pomiarów
Student potrafi obliczyć jak powinna się zmieniać rozpuszczalność pod wpływem dodania wspólnego jonu
8. Kinetyka wymiany izotopowej w układzie homogenicznym – 4 godz.
Student potrafi przeprowadzić reakcje wymiany izotopowej i obserwować jej przebieg
Student potrafi obliczyć stopień wymiany izotopowej
Student potrafi wyznaczyć szybkość wymiany oraz wartość stałej szybkości wymiany izotopowej
Student potrafi obliczyć czas połowicznej wymiany oraz sporządzić bilans znacznika
9. Efekt Szilarda – Chalmersa. Wydzielenie izomeru 80Br – 4 godz.
Student potrafi przeprowadzić proces ekstrakcji i rozdzielić fazę wodną od organicznej
Student potrafi przeprowadzić kalibrację energetyczną
Student potrafi zidentyfikować izotop na podstawie energii
Student potrafi wyznaczyć czas połowicznego rozpadu bromu
10. Odkażanie radiochemiczne – 4 godz.
Student potrafi dobrać odpowiedni sposób oczyszczania zanieczyszczonej izotopem promieniotwórczym próbki
11. Rozdzielanie uranu od toru metodą chromatografii bibułowej – 4 godz.
Student potrafi na histogramie wyznaczyć położenie frakcji uranowej

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 182 godz
Punkty ECTS za moduł 7 ECTS
Udział w wykładach 15 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 40 godz
Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych 45 godz
Przygotowanie do zajęć 80 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Pozostałe informacje
Sposób obliczania oceny końcowej:

Oceny z ćwiczeń laboratoryjnych oraz z egzaminu obliczane są następująco: procent uzyskanych punktów przeliczany jest na ocenę zgodnie z Regulaminem Studiów AGH

Ocena końcowa (OK) obliczana jest jako średnia ważona ocen z egzaminu (E) i z ćwiczeń laboratoryjnych (L)

OK=0.7xE+0.3L
Uzyskanie pozytywnej oceny końcowej (OK) wymaga uzyskania pozytywnej oceny z ćwiczeń laboratoryjnych (L) i egzaminu.

Wymagania wstępne i dodatkowe:

Zaliczenie przedmiotu radiochemia
Podstawowa umiejętność obsługi licznika scyntylacyjnego i Geigera Mullera
Podstawowa umiejętność posługiwania się sprzętem w laboratorium chemicznym.
Podstawowa umiejętność opracowywania danych pomiarowych, obliczania niepewności, dopasowanie prostej regresji do wyników pomiarowych

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

Sobkowski J., Jelińska-Kazimierczuk M., Chemia Jądrowa, Warszawa 2006.
Czerwiński A. Energia Jądrowa i Promieniotwórczość, Warszawa 1998.
Kroh J., Chemia radiacyjna, PWN 1970.
Praca zbiorowa., Technika radiacyjna, WNT 1971.
J.W.T. Spinks, R.J. Woods, An Introduction to Radiation Chemistry, Wiley, Kanada, 2010
Materiały dydaktyczne na stronie www Wydziału Fizyki i Informatyki Stosowanej: http://www.ftj.agh.edu.pl/
Lucyna SAMEK, Joanna DUDAŁA, Pracownia radiochemiczna Wydziału Fizyki i Informatyki Stosowanej AGH, Kraków, Wydawnictwo AGH, 2015.

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Dudała J.Gilewicz-Wolter J., Stęgowski Z. “Diffusion Measurements in Chromium-Manganese Steels by Means of Multiple Radiotracer Test”, Defect and Diffusion Forum, vols.237-240, pp. 1199-1204, 2005

Informacje dodatkowe:

Sposó i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:
ćwiczeniach laboratoryjnych: Pod koniec I i II serii ćwiczeń laboratoryjnych przewidziane są 2 dodatkowe terminy ćwiczeń (ogłoszone wczesniej przez prowadzących zajęcia) w których mozna wykonać pomiary, których student z przyczyn losowych nie mógł wykonać w pierwotnym terminie. Studentowi przysługuje prawo odrobienia tylko jednego ćwiczenia. Studenci mogą wówczas odrabiać ćwiczenia po uprzednim uzyskaniu zgody prowadzącego zajęcia w jego grupie oraz odpowiedzi z części teoretycznej, potwierdzonej wpisem do protokołu.

Obecność na wykładzie: zgodnie z Regulaminem Studiów AGH.

Zasady zaliczania zajęć:
Ćwiczeń laboratoryjnych: Zaliczenie laboratorium wymaga zaliczenia wszystkich ćwiczeń podanych w tresci modułu.
Warunkiem uzyskania zaliczenia z pojedynczego ćwiczenia jest:
uzyskanie pozytywnej oceny z przygotowania teoretycznego
poprawnie wykonane pomiary
zaliczone sprawozdanie z opracowaniem wyników.
Warunkiem przystąpienia do egzaminu jest wczesniejsze uzyskanie zaliczenia z cwiczeń.