Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Detektory promieniowania
Tok studiów:
2018/2019
Kod:
JFT-1-705-s
Wydział:
Fizyki i Informatyki Stosowanej
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Fizyka Techniczna
Semestr:
7
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma i tryb studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Osoba odpowiedzialna:
dr hab. inż. Kowalski Tadeusz (Tadeusz.Kowalski@fis.agh.edu.pl)
Osoby prowadzące:
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)
Krótka charakterystyka modułu

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_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 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
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_W03, FT1A_W06 Kolokwium,
Sprawozdanie,
Udział w dyskusji
Umiejętności
M_U001 Student potrafi wyznaczyć charakterystyki detektorów, podać interpretację otrzymanych widm energetycznych, określić punkt pracy detektora. FT1A_U01, FT1A_U04, FT1A_U02 Kolokwium,
Udział w dyskusji,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U002 Student potrafi zbudować w oparciu o dostępne moduły elektroniczne tor pomiarowy w zależności od zjawiska jakie ma zbadać. FT1A_U07, FT1A_U05, FT1A_U04 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U003 Student potrafi określić jakość działania detektorów i wykonać kalibrację toru pomiarowego. FT1A_U07, FT1A_U04, FT1A_U02 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium,
Sprawozdanie
Kompetencje społeczne
M_K001 Student potrafi konstruktywnie współpracować w zespole wykonującym dane ćwiczenie laboratoryjne. FT1A_K03, FT1A_K02, FT1A_K01 Aktywność na zajęciach,
Udział w dyskusji
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_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. + - + - - - - - - - -
Umiejętności
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. + - + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Student potrafi konstruktywnie współpracować w zespole wykonującym dane ćwiczenie laboratoryjne. - - + - - - - - - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład:

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

Ćwiczenia laboratoryjne:

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

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 120 godz
Punkty ECTS za moduł 4 ECTS
Udział w wykładach 15 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 1 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 21 godz
Przygotowanie do zajęć 30 godz
Przygotowanie sprawozdania, pracy pisemnej, prezentacji, itp. 23 godz
Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych 30 godz
Pozostałe informacje
Sposób obliczania oceny końcowej:

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.

Wymagania wstępne i dodatkowe:

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

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

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

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

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.

Informacje dodatkowe:

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.