Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Chemia jądrowa
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
SPSR-1-508-s
Wydział:
Energetyki i Paliw
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Paliwa i Środowisko
Semestr:
5
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
dr hab. Szarłowicz Katarzyna (szarlowi@agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Na zajęciach studenci zapoznają się z podstawami chemii jądrowej oraz aparaturą pomiarową stosowaną w laboratorium radiochemicznym.

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 podstawową wiedzę z zakresu chemii jądrowej. W szczególności: - zna rodzaje promieniowania jonizującego i jego oddziaływanie z materią. - zna prawo rozpadu promieniotwórczego. - wymienia podstawowe izotopy występujące w środowisku. - rozróżnia izotopy naturalne od antropogenicznych. - potrafi opisać zasadę działania i budowę elektrowni jądrowych. - opisuje podstawowe zasady pomiarów radiometrycznych. - wymienia zastosowania znaczników promieniotwórczych. PSR1A_W01, PSR1A_W03 Egzamin
Umiejętności: potrafi
M_U001 Student: -potrafi za pomocą licznika scyntylacyjnego oraz licznika Geigera-Mullera wykonać pomiar aktywności źródła promieniotwórczego. - potrafi na podstawie wykonanych pomiarów obliczyć aktywność badanej próbki. - potrafi posługiwać się aparaturą związaną pomiarami radiometrycznymi (licznik Geigera-Mullera, sonda scyntylacyjna, detektory półprzewodnikowe. - umie napisać raport z przeprowadzonych badań z uwzględnieniem obliczeń radiochemicznych i prawidłowych wniosków. PSR1A_U03, PSR1A_U05, PSR1A_U07 Odpowiedź ustna,
Zaliczenie laboratorium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Udział w dyskusji,
Aktywność na zajęciach
M_U002 - umie wykonywać przeliczenia zmian aktywności izotopów w zależności od czasu. - potrafi na podstawie aktywności izotopu 40-K obliczyć zawartość całkowitą potasu w badanej próbce.- potrafi napisać równania reakcji jądrowych (w tym także reakcji rozszczepienia). - wykonuje obliczenia stechiometryczne z wykorzystaniem prawa rozpadu promieniotwórczego. - potrafi wyznaczyć wydajność układu pomiarowego. PSR1A_U03, PSR1A_U08, PSR1A_U07, PSR1A_U04 Zaliczenie laboratorium,
Zaangażowanie w pracę zespołu,
Udział w dyskusji,
Kolokwium,
Aktywność na zajęciach
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 Student potrafi współpracować w grupie rozwiązując problemy rachunkowe, badawcze i laboratoryjne PSR1A_K01 Zaangażowanie w pracę zespołu,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Sprawozdanie,
Aktywność na zajęciach
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 15 15 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 podstawową wiedzę z zakresu chemii jądrowej. W szczególności: - zna rodzaje promieniowania jonizującego i jego oddziaływanie z materią. - zna prawo rozpadu promieniotwórczego. - wymienia podstawowe izotopy występujące w środowisku. - rozróżnia izotopy naturalne od antropogenicznych. - potrafi opisać zasadę działania i budowę elektrowni jądrowych. - opisuje podstawowe zasady pomiarów radiometrycznych. - wymienia zastosowania znaczników promieniotwórczych. + + + - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Student: -potrafi za pomocą licznika scyntylacyjnego oraz licznika Geigera-Mullera wykonać pomiar aktywności źródła promieniotwórczego. - potrafi na podstawie wykonanych pomiarów obliczyć aktywność badanej próbki. - potrafi posługiwać się aparaturą związaną pomiarami radiometrycznymi (licznik Geigera-Mullera, sonda scyntylacyjna, detektory półprzewodnikowe. - umie napisać raport z przeprowadzonych badań z uwzględnieniem obliczeń radiochemicznych i prawidłowych wniosków. - - + - - - - - - - -
M_U002 - umie wykonywać przeliczenia zmian aktywności izotopów w zależności od czasu. - potrafi na podstawie aktywności izotopu 40-K obliczyć zawartość całkowitą potasu w badanej próbce.- potrafi napisać równania reakcji jądrowych (w tym także reakcji rozszczepienia). - wykonuje obliczenia stechiometryczne z wykorzystaniem prawa rozpadu promieniotwórczego. - potrafi wyznaczyć wydajność układu pomiarowego. + + - - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Student potrafi współpracować w grupie rozwiązując problemy rachunkowe, badawcze i laboratoryjne - + + - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 150 godz
Punkty ECTS za moduł 6 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 60 godz
Przygotowanie do zajęć 34 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 20 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 29 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Dodatkowe godziny kontaktowe 5 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (15h):

1) Jądra atomowe
2)Cząstki elementarne
3)Samorzutne przemiany jądrowe
4) Reakcje jądrowe, procesy rozszczepienia
5) Promieniotwórczość naturalna i sztuczna
5)Efekty izotopowe i rozdzielanie radioizotopów
6)Chemiczne skutki przemian jądrowych
7)Wskaźniki radioizotopowe

Ćwiczenia audytoryjne (15h):

Aktywność promieniotwórcza, prawo rozpadu promieniotwórczego, reakcje jądrowe, rozpady promieniotwórcze, wyznaczanie wydajności układu pomiarowego, obliczenia stechiometryczne z zastosowaniem prawa rozpadu promieniotwórczego.

Ćwiczenia laboratoryjne (30h):

Charakterystyka licznika scyntylacyjnego, czas martwy detektora. Licznik Geigera-Mullera. Kalibracja energetyczna detektora HPGe oraz analiza jakościowa widm.
Badanie absorpcji promieniowania gamma. Wyznaczanie aktywności źródła metodą porównawczą. Wyznaczanie czasu połowicznego zaniku Pb214 i Bi214. Kalibracja spektrometru scyntylacyjnego.

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 audytoryjne: Podczas zajęć audytoryjnych studenci na tablicy rozwiązują zadane wcześniej problemy. Prowadzący na bieżąco dokonuje stosowanych wyjaśnień i moderuje dyskusję z grupą nad danym problemem.
  • 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:

Ćwiczenia laboratoryjne: obowiązkowa obecność na wszystkich zajęciach, aktywność na zajęciach, odpowiedź ustna w temacie tzw. zagadnień do przygotowania znajdujących się w instrukcji do ćwiczeń (instrukcje są udostępniane Studentom na tydzień przed wykonaniem ćwiczenia), wykonanie ćwiczeń, napisanie i oddanie sprawozdania na następnych zajęciach (jeśli sprawozdanie nie będzie oddane w terminie, za każdy tydzień spóźnienia, ocena z sprawozdania jest obniżana o pół stopnia).

Ćwiczenia audytoryjne: obecność na zajęciach, aktywność na zajęciach, napisanie kolokwium zaliczeniowego

Jedna usprawiedliwiona nieobecność na zajęciach obowiązkowych wymaga od Studenta odrobienia zajęć (jeżeli jest to możliwe, termin podaje prowadzący w przypadku laboratorium). Jeśli nie, wymaga się od Studenta samodzielnego opanowania przerabianego wówczas materiału i wykonania opracowania literaturowego na zadany temat. Nieobecność na dwóch zajęciach wymaga od studenta samodzielnego opanowania przerabianego na tych zajęciach materiału, wykonania opracowania literaturowego i jego zaliczenia w formie i terminie wyznaczonym przez prowadzącego (najpóźniej w ostatnim tygodniu trwania zajęć). Opuszczenie więcej niż dwóch obowiązkowych zajęć może skutkować brakiem zaliczenia z przedmiotu.

Warunkiem przystąpienia do egzaminu (forma pisemna) jest uzyskanie oceny pozytywnej w pierwszym terminie z ćwiczeń laboratoryjnych i audytoryjnych.

W przypadku braku zaliczenia w pierwszym terminie, Student przystępuje do egzaminu poprawkowego po uzyskaniu wszystkich wymogów dopuszczających Go do terminu poprawkowego w sesji poprawkowej. Brak usprawiedliwienia nieobecności (np.zaświadczenia lekarskiego) skutkuje nie zaliczeniem przedmiotu.

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Nie
    – Zasady udziału w zajęciach: Egzamin w trakcie sesji egzaminacyjnej, po uzyskaniu zaliczenia z laboratoriów i ćwiczeń audytoryjnych.
  • Ćwiczenia audytoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Student przychodzi na zajęcia przygotowany w oparciu o podany wczesniej zakres tematyczny. Pracuje samodzielnie lub w grupach rozwiązując zadania rachunkowe z zakresu chemii jądrowej. Obowiązkowo przychodzi na zajęcia z układem okresowym i kalkulatorem naukowym.
  • Ćwiczenia laboratoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Obecność studenta na ćwiczeniach laboratoryjnych jest obowiązkowa. Z każdych zajęć student przygotowuje pisemne sprawozdanie. Przed rozpoczęciem poszczególnych zajęć może odbywać się kolokwium wstępne. Obowiązkowy fartuch.
Sposób obliczania oceny końcowej:

Oceny z ćwiczeń audytoryjnych © i laboratoryjnych (L) oraz z egzaminu (E) obliczane są następująco: procent uzyskanych punktów przeliczany jest na ocenę zgodnie z Regulaminem Studiów AGH.

Ocena końcowa (OK) obliczana jest jako średnia ważona powyższych ocen:
OK = 0,5·w·E+ 0,25·w·C + 0,25·w·L
w = 1 dla I terminu, w = 0,9 dla II terminu, w = 0,8 dla III terminu

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

Wykład: Student samodzielnie nadrabia zaległości z danego tematu.
Laboratorium i ćwiczenia audytoryjne: Student ma możliwość odrabiania zajęć z inną grupą laboratoryjną/audytoryjną. Jeśli fizycznie nie ma takiej możliwości, Student jest zobowiązany we własnym zakresie nadrobić tematykę zajęć i napisać opracowanie na zadany przez prowadzącego temat dotyczący danego ćwiczenia. W przypadku ćwiczeń audytoryjnych może skorzystać z godziny konsultacyjnej u prowadzącego.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Znajomość podstaw chemii z zakresu budowy atomu.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1. M. Haissinsky Chemia jądrowa i jej zastosowanie, PWN Warszawa 1959
2. Sobkowski J. , Jelińska-Kazimierczuk M. Chemia Jądrowa, Warszawa 2006.
3. Szymański W Chemia Jądrowa, 1996 PWN

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

1)The evaluation of 137Cs radioactivities in soils taken from the Babia Góra National Park / M. STOBIŃSKI, K. SZARŁOWICZ, W. RECZYŃSKI, B. KUBICA // Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry (Print) ; ISSN 0236-5731. — 2014 vol. 299 iss. 1, s. 631–635. — Bibliogr. s. 635, Abstr.. — tekst: http://link.live.springer.com/content/pdf/10.1007%2Fs10967-013-2809-z.pdf

2) Radioaktywność naturalnych izotopów promieniotwórczych w produktach spalania węgli energetycznych — [The radioactivity of natural radioisotopes in combustion products from fossil-fuels power generation] / M. STOBIŃSKI, K. SZARŁOWICZ, G. SZACIŁOWSKI, B. KUBICA // W: VII krajowa konferencja radiochemii i chemii jądrowej : Lublin, 17-20 kwietnia 2016 r. : streszczenia. — [Lublin : Polskie Towarzystwo Chemiczne], 2016. — ISBN: 978-83-65133-04-5. — S. 36. — Afiliacja autorów: Akademia Górniczo-Hutnicza

3) Metody radiometryczne i geomorfologiczne jako narzędzie badań do określania zmian zachodzących w środowisku naturalnym osadów dennych — [Radiometric and geomorphological methods as a tool to indication of changes in natural environment of sediments] / K. SZARŁOWICZ, A. Czajka, M. STOBIŃSKI // W: Nauka i przemysł – metody spektroskopowe w praktyce, nowe wyzwania i możliwości : praca zbiorowa, T. 2 / pod red. Zbigniewa Hubickiego ; Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej. Wydział Chemii, Polskie Towarzystwo Chemiczne, Instytut Nowych Syntez Chemicznych w Puławach. — Lublin : [s. n.], 2015. — Dla całości: ISBN 978-83-939465-5-6. — Opis częśc. wg okł.. — ISBN: 978-83-939465-7-0. — S. 645–652. — Bibliogr. s. 651–652, Abstr.

4)K. Szarlowicz (2018) Optimization of the radiochemical procedure of 210Po determination in small amounts of sediment samples, International Journal of Environmental Science and Technology
https://doi.org/10.1007/s13762-018-2156-2

5)Misiak, R. Hajduk, M. Stobiński, M. Bartyzel, K. Szarłowicz, B. Kubica: Self-absorption correction and efficiency calibration for radioactivity measurement of environmental samples by gamma-ray spectrometry. Nukleonika, 2011;56(1).

Informacje dodatkowe:

Dokładne omówienie przebiegu i zasad zaliczenia przedmiotu podaje prowadzący na pierwszych zajęciach.