F6801 Detection and measurement of radiation

Faculty of Science
Autumn 2024
Extent and Intensity
2/0/0. 2 credit(s). Type of Completion: zk (examination).
Teacher(s)
RNDr. Aleš Jančář, Ph.D. (lecturer)
doc. Mgr. Věra Mazánková, Ph.D. (lecturer)
Guaranteed by
doc. Mgr. Věra Mazánková, Ph.D.
Department of Condensed Matter Physics – Physics Section – Faculty of Science
Contact Person: Mgr. Dušan Hemzal, Ph.D.
Supplier department: Department of Condensed Matter Physics – Physics Section – Faculty of Science
Prerequisites
Předpokládají se základní znalosti z matematiky a fyziky v rozsahu bakalářského studia.
Course Enrolment Limitations
The course is offered to students of any study field.
Course objectives
Hlavním cílem předmětu je podpora předmětů radiologické fyziky v magisterském stupni studia. Je koncipován jako základní kurz ve studijních oborech, vyžadujících znalosti detektorů různých druhů ionizujícího záření, metod zpracování výstupních signálů, metod měření veličin charakterizujících zdroje a pole záření, zásady zpracování výstupních dat z detektorů záření, včetně vyjádření nejistot měření. Největší pozornost je zaměřena na detektory ionizační, scintilační a polovodičové. Kromě detektorů impulzních a proudových se kurz věnuje také integrálním detektorům užívaným v osobní dozimetrii. V nutné míře budou probrány také zdroje fotonového záření, záření nabitých částic a neutronů s důrazem na ty, které se používají v medicínských aplikacích. Součástí předmětu je i úvod do metrologie opět s důrazem na měření veličin ionizujícího záření.
Learning outcomes
Student bude po absolvování předmětu schopen:
- detailně popsat a vysvětlit zdroje a detektory ionizujicího záření
- diskutovat interakci ionuzijicího záření s okolním prostředím
Syllabus
  • 1. Zdroje ionizujícího záření. Veličiny a jednotky. Zdroje elektronů. Zdroje nabitých částic. Zdroje fotonů. Zdroje neutronů. Statistické chování dat popisujících ionizující záření a jejich nejistoty. Detekční limity.
  • 2. Interakce ionizujícího záření v látce. Interakce těžkých nabitých částic, elektronů, fotonů, neutronů. Veličiny a jednotky popisující interakce záření.
  • 3. Obecné vlastnosti detektorů impulzních a proudových a jejich jednoduchý model. Energetické rozlišení, detekční účinnost, mrtvá doba, funkce odezvy detektoru záření.
  • 4. Spektrometrické detektory, matematický model jejich fungování, Fredholmova integrální rovnice a možnosti jejího řešení.
  • 5. Ionizační komory. Ionizační procesy v plynech. Měření dávky záření ionizační konorou.
  • 6. Proporcionální detektory. Fungování proporcionálních detektorů, plynové zesílení jejich odezvové funkce. Aplikace proporcionálních detektorů.
  • 7. G-M detektory. Fungování G-M detektorů. Odezvová funkce G-M detektorů. Účinnost. Aplikace G-M detektorů.
  • 8. Anorganické a organické scintilační detektory. Fyzikální princip jejich funkce. Scintilační detektory nabitých částic, fotonů a neutronů. Odezvové funkce scintilačních detektorů. Časový průběh výstupních impůlzů, možnosti odlišení jejich průběhů, numerická tvarová diskriminace impulzů, odlišení typů detekovaných částic. Spektrometrie fotonů a neutronů se scintilačními detektory.
  • 9. Polovodičové detektory. Polovodičové diody. Polovodičové detektory typu HPGe. Odezvové funkce. Energetické rozlišení, detekční účinnost. Spektrometrie nabitých částic a fotonů s polovodičovými detektory.
  • 10. Analogové a numerické zpracování impulzů z výstupu detektorů, měření amplitudy a charakteristik časového průběhu.
  • 11. Integrální dozimetry ionizační, stopové, filmové, termoluminiscenční, polovodičové aktivační, chemické.
  • 12. Měření základních dozimetrických veličin.
Literature
  • Knoll G.: Radiation detection and measurement, 4th edition, John Wiley & Sons, 2008.
  • Attix F. H.: Introduction to radiological physics and radiation dosimetry, John Wiley & Sons, New York Chichester Brisbaane Toronto Singapure 1986.
Teaching methods
Přednášky.
Assessment methods
Ústní zkouška.
Language of instruction
Czech
Further Comments
The course is taught annually.
The course is taught: every week.
The course is also listed under the following terms Spring 2019, Autumn 2019, Autumn 2020, autumn 2021, Autumn 2022, Autumn 2023.
  • Enrolment Statistics (Autumn 2024, recent)
  • Permalink: https://is.muni.cz/course/sci/autumn2024/F6801