DLACZEGO BUDUJEMY AKCELERATORY?

FIZYKA WYSOKICH ENERGII W EDUKACJI SZKOLNEJ
Puławy, 29.02.2008r.
DLACZEGO BUDUJEMY
AKCELERATORY?
Dominika Domaciuk
I. Wprowadzenie
• Na świecie jest 17390 akceleratorów! (2002r).
I. Wprowadzenie
• Różne zastosowania
Badania naukowe
Medycyna
Przemysł
…
I. Wprowadzenie
• Kineskop TV – domowy akcelerator!
Zasada działania telewizora jest podobna jak zasada działania
akceleratora LEP, ale w mniejszej skali.
Elektrony są przyspieszane
w próżni w kierunku dodatnio
naładowanej elektrody. Pola
elektromagnetyczne prowadzą
wiązkę do ekranu.
W miejscach, gdzie wiązka
uderza, ekran robi się jasny,
budując w ten sposób obraz.
I. Wprowadzenie
• Budżet CERN w 2007 – 1026 milionów CHF.
Akceleratory w CERN pracują tylko latem!
Do 1995 roku
Polska płaciła
symboliczną
składkę, która
następnie
została
stopniowo
zwiększona do
wysokości
proporcjonalnej
do naszego
dochodu
narodowego
netto.
II. W którym miejscu programu nauczania
możemy realizować ten temat?
Np. przy realizacji zagadnień:
- Metody badawcze fizyki,
- Detekcja cząstek,
- Elektromagnetyzm.
III. Jaką wiedzą powinni
dysponować uczniowie?
Uczniowie:
Powinni rozumieć rolę
eksperymentu w nauce,
Znać podstawowe
wiadomości dotyczące
cząstek elementarnych,
Wiedzieć jak pole
elektryczne i magnetyczne
oddziałuje na cząstki
naładowane.
IV. W jaki sposób wprowadzimy
sytuację problemową?
1. W cyklotronie U-120 zainstalowanym w Instytucie
Fizyki jądrowej w Krakowie średnica nabiegunników
elektromagnesu wynosi 2rmax=120cm, a indukcja
pola magnetycznego B=1,5T. Oblicz maksymalną
energię, do której mogą być przyśpieszane cząstki α
w tym cyklotronie. (Ćwiok, Haensel, Zwoliński, Zbiór zadań z fizyki, zad 1.16, str.14).
2. Oblicz jaki prąd musiałby płynąć w przewodniku,
aby wytworzyć w próżni w odległości 5cm od
przewodnika pole magnetyczne o indukcji równej 8T.
V. Jakie są zastosowania
akceleratorów w chwili obecnej?
Accelerators around us
Akceleratory wokół nas
Sławomir Wronka, 23.05.2007r
V. Jakie są zastosowania
akceleratorów w chwili obecnej?
Akceleratory – zastosowania

Badania naukowe, CERN

Medycyna

Przemysł

Bezpieczeństwo
23.05.2007
dr Sławomir Wronka, IPJ
V. Jakie są zastosowania
akceleratorów w chwili obecnej?
MEDYCYNA
Terapia oka
Diagnostyka
-Produkcja izotopów
Terapia
-Radioterapia „standardowa”
-Radioterapia hadronowa
-Wykorzystanie neutronów
Badania nad osteoporozą
Radioterapia: X, e-
before estrogen
loss
after estrogen loss
V. Jakie są zastosowania
akceleratorów w chwili obecnej?
PRZEMYSŁ
Sterylizacja (medyczny sprzęt jednorazowy, woda, żywność, pasza)
Sterylizacja radiacyjna sprzętu
i materiałów medycznych jest
prowadzona w celu zabicia
drobnoustrojów i ich form
przetrwalnikowych. Proces
wykorzystuje silne właściwości
bakteriobójcze promieniowania
jonizującego, polegające głównie
na nieodwracalnym uszkadzaniu
błon komórkowych oraz
zakłócaniu procesu replikacji.
Sterylizacja radiacyjna
nie wywołuje radioaktywności w napromieniowanym produkcie!
V. Jakie są zastosowania
akceleratorów w chwili obecnej?
PRZEMYSŁ
„Obróbki” radiacyjne
Metoda konserwacji żywności
Zwiększanie
Konserwacja
obiektów sztuki,
renowacja
obrazów,
starodruków
i zabytków kultury
rury i taśmy termokurczliwe
Zapobieganie psuciu się żywności
poprzez eliminacje bakterii, pleśni,
grzybów i pasożytów
powodujących jej rozkład.
odporności ogniowej
Kolorowanie topazów
V. Jakie są zastosowania
akceleratorów w chwili obecnej?
PRZEMYSŁ
Ochrona środowiska
Higienizacja osadów ściekowych
przy użyciu wiązki elektronów
Metoda higienizacji dotyczy osadów
ściekowych zakażonych
drobnoustrojami chorobotwórczymi
oraz pasożytami. Tak uzdatnione
osady, jeśli nie zawierają nadmiernych
ilości metali ciężkich, stanowią
doskonały, sanitarnie bezpieczny,
nawóz organiczny.
Usuwanie SO2 i NOx
z gazów odlotowych przy
użyciu wiązki elektronów.
Technologia opiera się na
wzbudzeniu cząsteczek
gazu za pomocą wiązki
elektronów.
SO2 i NOx są utleniane
i reagują z parą wodną
tworząc kwasy, które
neutralizuje się
amoniakiem. Otrzymany
stały produkt jest
handlowym nawozem
sztucznym stosowanym
w ogromnych ilościach.
V. Jakie są zastosowania
akceleratorów w chwili obecnej?
PRZEMYSŁ
Radiografia
Technika radiografii X
Radiografia neutronowa
VI. Dlaczego budujemy
akceleratory?
1. Nowe produkty dla medycyny i przemysłu
2. Transfer technologii z fizyki wysokich
energii
3.
4.
5.
FIZYKA WYSOKICH ENERGII W EDUKACJI SZKOLNEJ
Puławy, 29.02.2008r.
Wykorzystałam zdjęcia i informacje z następujących prezentacji:
1. Andrzej Siemko, CERN - mekka dla fizyków
2. Sławomir Wronka, Wstęp do fizyki akceleratorów
3. Sławomir Wronka, Akceleratory i detektory cząstek wokół nas
http://indico.cern.ch/conferenceDisplay.py?confId=22746.