Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Pozycjoczułe detektory cząstek jonizujących i promieniowania X
Tok studiów:
2018/2019
Kod:
JFT-2-027-s
Wydział:
Fizyki i Informatyki Stosowanej
Poziom studiów:
Studia II stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Fizyka Techniczna
Semestr:
0
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma i tryb studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Osoba odpowiedzialna:
prof. dr hab. inż. Dąbrowski Władysław (w.dabrowski@ftj.agh.edu.pl)
Osoby prowadzące:
prof. dr hab. inż. Dąbrowski Władysław (w.dabrowski@ftj.agh.edu.pl)
dr inż. Wiącek Piotr (wiacek@agh.edu.pl)
dr inż. Fiutowski Tomasz (tomasz.fiutowski@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_W012 Student posiada wiedzę na temat zasady działania, technologii i parametrów detektorów pozycjo-czułych stosowanych w fizyce cząstek i obrazowaniu. FT2A_W04, FT2A_W02 Aktywność na zajęciach,
Referat,
Udział w dyskusji
M_W013 Student posiada wiedzę na temat elektronicznych systemów odczytu detektorów pozycjoczułych. FT2A_W02 Aktywność na zajęciach,
Referat,
Udział w dyskusji
Umiejętności
M_U011 Student potrafi przygotować seminarium na temat aktualnych osiągnięć w dziedzinie detekcji promieniowania w oparciu o bieżącą literaturę naukową. FT2A_U01 Referat
M_U012 Student potrafi przeprowadzić analizę danych uzyskanych z wielokanałowych systemów odczytu detektorów pozycjoczułych i dokonać ich interpretacji. FT2A_U05, FT2A_U03 Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
Kompetencje społeczne
M_K004 Student rozumie znaczenie osiągnięć w dziedzinie detekcji promieniowania dla rozwoju metod obrazowania w medycynie i technice. FT2A_K02 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_W012 Student posiada wiedzę na temat zasady działania, technologii i parametrów detektorów pozycjo-czułych stosowanych w fizyce cząstek i obrazowaniu. + - - - - + - - - - -
M_W013 Student posiada wiedzę na temat elektronicznych systemów odczytu detektorów pozycjoczułych. + - - - - + - - - - -
Umiejętności
M_U011 Student potrafi przygotować seminarium na temat aktualnych osiągnięć w dziedzinie detekcji promieniowania w oparciu o bieżącą literaturę naukową. - - - - - + - - - - -
M_U012 Student potrafi przeprowadzić analizę danych uzyskanych z wielokanałowych systemów odczytu detektorów pozycjoczułych i dokonać ich interpretacji. - - + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K004 Student rozumie znaczenie osiągnięć w dziedzinie detekcji promieniowania dla rozwoju metod obrazowania w medycynie i technice. + - + - - - - - - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład:

• Zastosowania detektorów pozycjoczułych w eksperymentach fizyki cząstek elementarnych i w obrazowaniu z wykorzystaniem promieniowania X i cząstek naładowanych.
• Półprzewodnikowe detektory paskowe i pikselowe; jednostronne detektory paskowe, dwustronne detektory paskowe, hybrydowe detektory pikselowe, monolityczne detektory pikselowe.
• Efekty podziału ładunku w półprzewodnikowych detektorach paskowych i pikselowych, wykorzystanie efektów podziału ładunku do poprawy przestrzennej zdolności rozdzielczej, ograniczenia energetycznej zdolności rozdzielczej przez efekty podziału ładunku.
• Pozycjo-czułe detektory gazowe typu GEM, MICROMEGAS, MSGC – budowa i zasada działania
• Metody jedno- i dwuwymiarowego odczytu detektorów pozycjoczułych; specjalizowane układy scalone do odczytu detektorów paskowych, specjalizowane układy scalone do odczytu detektorów pikselowych
• Systemy detektorów torów cząstek w eksperymentach fizyki cząstek elementarnych
• Systemy detektorów pozycjoczułych w pomiarach z wykorzystaniem promieniowania synchrotronowego
• Układy CCD i ich zastosowanie do obrazowania promieniowania X
• Fotodiody lawinowe i fotopowielacze krzemowe w zastosowaniach do obrazowania promieniowania X

Zajęcia seminaryjne:

W ramach seminarium każdy student przygotowuje prezentację na zadany temat na podstawie wskazanych materiałów. Oceniana będzie zawartość merytoryczna oraz sposób prezentacji. Przy ocenie końcowej z zajęć seminaryjnych uwzględniana będzie również aktywność studentów w trakcie wszystkich zajęć seminaryjnych.
Zagadnienia omawiana na seminariach obejmują:
1. Technologie wytwarzania pozycjoczułych detektorów krzemowych
2. Przedwzmacniacze ładunkowe w technologii CMOS.
3. Efekty podziału ładunku w krzemowych detektorach paskowych i pikselowych.
4. Zastosowanie krzemowych detektorów paskowych do obrazowania medycznego.
5. Zastosowanie detektorów pikselowych do obrazowania medycznego.
6. Zastosowanie układów CCD w systemach obrazowania medycznego.
7. Detektory i systemy elektroniki odczytu dla radiografii protonowej.
8. Fotopowielacze krzemowe i ich zastosowanie w systemach tomografii komputerowej i tomografii pozytonowej.
Efekty kształcenia:
Student potrafi przeprowadzić samodzielne studia współczesnych projektów z dziedziny detekcji promieniowania w oparciu o bieżącą literaturę naukową i przedstwaić te projekty w formie referatu.

Ćwiczenia laboratoryjne:

1. Krzemowy detektor paskowy w zastosowaniach do obrazowania promieniowania X.
Efekty kształcenia:
• Student potrafi przeprowadzić elektroniczną parametryzację specjalizowanego układu scalonego do jednowymiarowego odczytu krzemowego detektora paskowego.
• Student potrafi oszacować efekty podziału ładunku w krzemowych detektorach paskowych.
• Student potrafi wykonać pomiar i oszacować przestrzenną zdolność rozdzielczą krzemowego detektora paskowego.

2. Detektor typu Gas Electron Multiplier (GEM)
Efekty kształcenia:
• Student potrafi przeprowadzić elektroniczną parametryzację specjalizowanego układu scalonego do dwuwymiarowego odczytu detektora GEM.
• Student potrafi wykonać pomiar i oszacować przestrzenną zdolność rozdzielczą detektora GEM.

3. Parametryzacja dwustronnego krzemowego detektora paskowego z wykorzystaniem laserowego impulsowego źródła światła.
Efekty kształcenia:
• Student potrafi wykonać pomiary i zinterpretować odpowiedzi dwustronnego krzemowego detektora paskowego na impulsy światła laserowego.

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 87 godz
Punkty ECTS za moduł 3 ECTS
Udział w wykładach 15 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 14 godz
Przygotowanie do zajęć 14 godz
Udział w zajęciach seminaryjnych 15 godz
Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych 15 godz
Przygotowanie sprawozdania, pracy pisemnej, prezentacji, itp. 14 godz
Pozostałe informacje
Sposób obliczania oceny końcowej:

Ocena końcowa obliczana jest jako średnia arytmetyczna ocen z seminarium i z ćwiczeń laboratoryjnych.

Wymagania wstępne i dodatkowe:

Znajomość podstaw fizycznych detektorów promieniowania.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

H. Spieler, Semiconductor Detector Systems. Oxford University Press, 2005.
G. Lutz, Semiconductor Radiation Detectors. Device physics, Springer, 1999, 2007.
L. Rossi, P. Fischer, T. Rohe and N. Wermes, Pixel Detectors, From Fundamentals to Applications, 2006
C. Gruppen, I. Buvat, Editors, Handbook of Particle Detection and Imaging, Springer, 2012.

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Nie podano dodatkowych publikacji

Informacje dodatkowe:

1. Moduł jest przewidziany dla studentów:
- Fizyki Technicznej realizujących prace dyplomowe w zakresie fizyki cząstek elementarnych, fizyki jądrowej, detekcji i zastosowań promieniowania X, zastosowań promieniowania synchrotronowego i obrazowania z wykorzystaniem promieniowania jonizującego.
- Fizyki Medycznej zainteresowanych zagadnieniami obrazowania medycznego z wykorzystaniem promieniowania jonizującego i technikami tomograficznymi.

2. Zaliczenie seminarium student uzyskuje na podstawie oceny z przygotowanej przezentacji i obecności na zajeciach. Student, który bez usprawiedliwienia opuścił więcej niż 2 zajęcia seminaryjne w danym semestrze, nie uzyskuje zaliczenia.

3. Warunkiem zaliczenia ćwiczeń laboratoryjnych jest uzyskanie pozytywnych ocen cząstkowych ze wszystkich ćwiczeń przewidzianych w programie. W razie nieobecności na ćwiczeniach laboratoryjnych studentowi przysługuje możliwość wykonania tych ćwiczeń w wyznaczonym przez prowadzącego terminie.

4. Student, który bez usprawiedliwienia opuścił więcej niż 1 ćwiczenie laboratoryjne w danym semestrze, zostaje pozbawiony możliwości wykonania tego ćwiczenia w dodatkowym terminie i nie uzyskuje zaliczenia.