Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Radiochemia
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
JMNB-1-037-s
Wydział:
Fizyki i Informatyki Stosowanej
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Mikro- i nanotechnologie w biofizyce
Semestr:
0
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
dr inż. Samek Lucyna (Lucyna.Samek@fis.agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Wprowadzenie do tematyki promieniotwórczości naturalnej i sztucznej oraz zasad pracy z pierwiastkami radioaktywnymi.

Opis efektów uczenia się dla modułu zajęć
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Powiązania z KEU Sposób weryfikacji i oceny efektów uczenia się osiągniętych przez studenta w ramach poszczególnych form zajęć i dla całego modułu zajęć
Wiedza: zna i rozumie
M_W001 Student posiada wiedzę o metodach wydzielania mikro-ilości pierwiastków, zna podstawy efektów izotopowych oraz zapoznany jest z metodami rozdzielania izotopów. MNB1A_W01, MNB1A_W11, MNB1A_W03, MNB1A_W02 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium
M_W002 Student zna podstawowe procesy radiacyjne. Student zna procesy radiolizy wody i roztworów wodnych. Student wie na czym polega proces polimeryzacji radiacyjnej i oddziaływania promieniowania jonizującego na polimery. MNB1A_W01, MNB1A_W11, MNB1A_W03, MNB1A_W02 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium
M_W003 Student zna metody pomiarowe i ich zastosowania w chemii radiacyjnej (optyczne, elektroluminescencja, Elektronowy Rezonans Paramagnetyczny). Student wie jakie są efekty radiacyjne w nieorganicznych ciałach stałych (kryształach jonowych, metalach i stopach). MNB1A_W07, MNB1A_W01, MNB1A_W11, MNB1A_W03, MNB1A_W02 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium
M_W004 Student posiada wiedzę o wybranych naturalnych i sztucznych pierwiastkach promieniotwórczych, ich otrzymywaniu, właściwościach i zastosowaniach. Zapoznany jest z cyklem paliwowym oraz z obróbką odpadów promieniotwórczych. MNB1A_W07, MNB1A_W01, MNB1A_W11, MNB1A_W02, MNB1A_W06 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium
Umiejętności: potrafi
M_U001 Student potrafi wykonywać podstawowe prace w laboratorium radiochemicznym. Student potrafi przeprowadzić chemiczną obróbkę substancji. MNB1A_U07, MNB1A_U02, MNB1A_U01, MNB1A_U10, MNB1A_U06 Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U002 Student potrafi przeprowadzić pomiary otrzymanych preparatów za pomocą licznika scyntylacyjnego i Geigera Mullera. MNB1A_U07, MNB1A_U02, MNB1A_U01, MNB1A_U10, MNB1A_U06 Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
M_U003 Student potrafi opracować dane pomiarowe MNB1A_U04, MNB1A_U11, MNB1A_U02, MNB1A_U01, MNB1A_U10, MNB1A_U05, MNB1A_U06 Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Student potrafi konstruktywnie współpracować w zespole wykonując i opracowując ćwiczenia laboratoryjne. MNB1A_K04, MNB1A_K03, MNB1A_K05, MNB1A_K01 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
Liczba godzin zajęć w ramach poszczególnych form zajęć:
SUMA (godz.)
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
60 30 0 30 0 0 0 0 0 0 0 0
Matryca kierunkowych efektów uczenia się w odniesieniu do form zajęć i sposobu zaliczenia, które pozwalają na ich uzyskanie
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Forma zajęć dydaktycznych
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Wiedza
M_W001 Student posiada wiedzę o metodach wydzielania mikro-ilości pierwiastków, zna podstawy efektów izotopowych oraz zapoznany jest z metodami rozdzielania izotopów. + - - - - - - - - - -
M_W002 Student zna podstawowe procesy radiacyjne. Student zna procesy radiolizy wody i roztworów wodnych. Student wie na czym polega proces polimeryzacji radiacyjnej i oddziaływania promieniowania jonizującego na polimery. + - - - - - - - - - -
M_W003 Student zna metody pomiarowe i ich zastosowania w chemii radiacyjnej (optyczne, elektroluminescencja, Elektronowy Rezonans Paramagnetyczny). Student wie jakie są efekty radiacyjne w nieorganicznych ciałach stałych (kryształach jonowych, metalach i stopach). + - - - - - - - - - -
M_W004 Student posiada wiedzę o wybranych naturalnych i sztucznych pierwiastkach promieniotwórczych, ich otrzymywaniu, właściwościach i zastosowaniach. Zapoznany jest z cyklem paliwowym oraz z obróbką odpadów promieniotwórczych. + - - - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Student potrafi wykonywać podstawowe prace w laboratorium radiochemicznym. Student potrafi przeprowadzić chemiczną obróbkę substancji. - - + - - - - - - - -
M_U002 Student potrafi przeprowadzić pomiary otrzymanych preparatów za pomocą licznika scyntylacyjnego i Geigera Mullera. - - + - - - - - - - -
M_U003 Student potrafi opracować dane pomiarowe - - + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Student potrafi konstruktywnie współpracować w zespole wykonując i opracowując ćwiczenia laboratoryjne. - - + - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 128 godz
Punkty ECTS za moduł 5 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 60 godz
Przygotowanie do zajęć 34 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 34 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (30h):
Radiochemia

1.Naturalne pierwiastki promieniotwórcze 40K, T, 14C. Otrzymywanie, właściwości, zastosowanie – 1 godz.
2.Pierwiastki szeregów promieniotwórczych. Właściwości chemiczne i jądrowe toru i uranu i ich zastosowania. Technologia otrzymywania tlenku uranu. Technologia otrzymywania uranu metalicznego. Aktynowce – 2 godz.
3.Metody wydzielania mikro-ilości pierwiastków. Współstrącanie. Ekstrakcja. Chromatografia – 2 godz.
4.Metody otrzymywania i właściwości transuranowców –1 godz.
5.Odpady promieniotwórcze – 1 godz.
6.Przeróbka wypalonego paliwa jądrowego. Napromienianie tarcz w reaktorze. Napromienianie tarcz w cyklotronie. Przeróbka paliwa z reaktora krótko pracującego tzw. „świeżego paliwa” – 2 godz.
7.Efekty izotopowe. Fizyczny. Chemiczny. W kinetyce chemicznej – równowagowy – 1 godz.
8.Reakcje wymiany izotopowej. Kinetyka jednorodnej wymiany izotopowej – 2 godz.
9.Metody rozdzielania izotopów. Absolutne. Statystyczne. Metoda destylacji frakcjonalnej. Metoda elektrolityczna. Metoda dyfuzyjna. Termodyfuzja. Metody wymiany izotopowej. Metoda elektromagnetyczna. Metoda odwirowania – 2 godz.
10.Metoda rozcieńczenia izotopowego – 1 godz.
11. 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 – 5 godz.
12.Metody pomiarowe w chemii radiacyjnej. Optyczne metody pomiarowe w chemii radiacyjnej. Radioluminescencja. EPR – zastosowania w chemii radiacyjnej – 3 godz.
13.Radioliza wody i roztworów wodnych. Wydajność radiacyjna – 1 godz.
14.Polimeryzacja radiacyjna i działanie promieniowania jonizującego na polimery – 3 godz.
15.Efekty radiacyjne w nieorganicznych ciałach stałych. Efekty radiacyjne w kryształach jonowych. Defekty ciała krystalicznego. Efekty radiacyjne w metalach i stopach – 3 godz.

Ćwiczenia laboratoryjne (30h):
Radiochemia

1. Zapoznanie się z przepisami BHP oraz regulaminem Pracowni Radiochemicznej – 2godz.
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

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Ćwiczenia laboratoryjne: W trakcie zajęć laboratoryjnych studenci samodzielnie rozwiązują zadany problem praktyczny, dobierając odpowiednie narzędzia. Prowadzący stymuluje grupę do refleksji nad problemem, tak by otrzymane wyniki miały wysoką wartość merytoryczną.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Zasady zaliczania zajęć:
Ćwiczeń laboratoryjnych:
Zaliczenie laboratorium wymaga zaliczenia 6 ćwiczeń podanych w treści modułu.
Warunkiem uzyskania zaliczenia zpojedynczego ćwiczenia jest:
uzyskanie pozytywnej oceny z przygotowania teoretycznego
poprawnie wykonane pomiary
zaliczone sprawozdanie z opracowaniem wyników.

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Nie
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Ćwiczenia laboratoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci wykonują ćwiczenia laboratoryjne zgodnie z materiałami udostępnionymi przez prowadzącego. Student jest zobowiązany do przygotowania się w przedmiocie wykonywanego ćwiczenia, co może zostać zweryfikowane kolokwium w formie ustnej lub pisemnej. Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie zaprezentowania rozwiązania postawionego problemu.
Sposób obliczania oceny końcowej:

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

Ocena końcowa (OK) jest oceną z laboratoriów i kolokwium
OK.=0,3L+0,7K

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

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajeciach:
Ćwiczeniach laboratoryjnych:
Pod koniec I i II serii ćwiczeń przewidziany jest dodatkowy termin ćwiczeń ( ogłaszany wczesniej przez prowadzących zajęcia) w którym można wykonac pomiary, których student z przyczyn losowych nie mógł wykonać w pierwotnym terminie. Student może odrobić tylko jedno ćwiczenie. Studenci moga 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

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Znajomość podstaw chemii

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

Niesmiejanow AN. N., Radiochemia. Warszawa, Wydawnictwo Naukowe PWN, 1985.
McKay H.A.C., Principles of Radiochemistry. London, 1971.
Sobkowski J., Jelińska-Kazimierczuk M., Chemia Jądrowa. Warszawa, 2006.
Czerwiński A. Energia Jądrowa i Promieniotwórczość. Warszawa, 1998.
Lieser K.H. Nuclear and Radiochemistry, Wiley, Weinheim, 2001
Loveland W., Morrissey D.,J., Seaborg G.T., Modern Nuclear Chemistry, Wiley, USA, 2005
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/

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:

Brak