Raporty IFJ PAN (IFJ PAN Reports)
Permanent URI for this collection
Browse
collection.page.browse.recent.head
Item Extending of the pytrip software package for biologically optimized proton radiotherapy(Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Sciences, 2021-08) Grzanka, Leszek; Jeleń, Kinga; Jeleń, Łukasz; Ćwikła, Arkadiusz; Krawczyk, Michał; Fortuna, Joanna; Łaszczyk, Mateusz; Olko, PawełRecent years brought several developments in treatment planning with variable radiobiological effectiveness for proton radiotherapy. Commercial clinical and research treatment planning systems are, in addition to their costs and availability, hard to adapt for emerging models and new approaches in proton therapy planning. We aim at providing suitable, open access and extensible software toolbox for research in treatment planning, based on the TRiP98 program and freely available libraries. The research platform is composed of two projects: a core library called pytrip and a graphical user interface (GUI) called pytripgui. Both projects are implemented mainly in the Python programming language. The core library is capable of handling DICOM and VOXELPLAN data format by custom readers based on the NumPy library. Pytrip provides a powerful toolbox for research in treatment planning. In our system, the treatment plan is calculated by the TRiP98 program which can be run locally or remotely. Several additions not included in TRiP98 are provided by the pytrip toolbox, like empirical models of variable RBE in proton therapy, calculations of DVH, DICOM support. Graphical user interface supplements TRiP98 by a plotting tool, capable of handling CT scans and relevant quantities like dose, LET and RBE. GUI source code was upgraded to use a new widget toolkit - PyQt5 framework, which enables maintenance and simplifies further development of the project. Pytrip provides a powerful toolbox for research in treatment planning. It enables the development and testing of variable RBE models for proton therapy. Graphical user interface aids users in the visualization and calculation of treatment plans for research purposes.Item Report on Research Activities 2017-2020(Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Sciences, 2021-05) Maj, Adam; Fornal, Bogdan; Grębosz, Jerzy; Horzela, Andrzej; Kopeć, Renata; Kwiatek, Wojciech; Lesiak, Tadeusz; Olko, Paweł; Skrzypek, Maciej; Świerblewska, Iwona; Świerblewski, Jacek; Wilczyński, Henryk; Zieliński, PiotrThe "Report on Research Activities 2017-2020" summarizes the most important highlights of the scientific activities at IFJ PAN in the last four years. These highlights encompass activities in both fundamental and application research. Studies concerning basic research were carried out at the Division of Particle Physics and Astrophysics, the Division of Nuclear Physics and Strong Interactions, the Division of Condensed Matter Physics and at the Division of Theoretical Physics. In turn, the works related to scientific applications were conducted at the Division of Interdisciplinary Research and the Division of Applications of Physics. Of particular importance is the Cyclotron Centre Bronowice (CCB), which is a spectacular demonstration of the strong connection between basic research and applications. Reported is also information about the Krakow School of Interdisciplinary PhD Studies (KISD) which is coordinated by IFJ PAN, about the division of the construction of scientific equipment and infrastructure (DAI), about accredited laboratories, as well as about the outreach activity which has been carried out with great vigor. We invite the Reader of the Report to learn about all of the main research achievements of our Institute in recent years.Item Study of the mutual dependence between Lower Hybrid current drive and heavy impurity transport in tokamak plasmas. Part 1. Preparatory work and theoretical background(Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Sciences, 2020) Jardin, Axel; Bielecki, Jakub; Król, Krzysztof; Peysson, Y.; Mazon, D.; Dworak, Dominik; Scholz, MarekThis document reports the activities performed during the year 2019-2020 in the framework of the HARMONIA 10 project entitled “Study of the mutual dependence between Lower Hybrid current drive and heavy impurity transport in tokamak plasmas” as well as the preliminary results obtained during the first year of project execution. The project is founded by the Polish National Science Centre (NCN) and carried out in a close collaboration with the foreign partner - Institute for Magnetic Fusion Research (IRFM) of the French Alternative Energies and Atomic Energy Commission (CEA).Item Screening effect of partially ionized high-Z impurities in relativistic electron Fokkerr-Planck calculations and runaway electron dynamics(Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Sciences, 2020) Król, KrzysztofIn this report, the problem of tungsten impurities in tokamak plasmas is introduced and the related phenomenon of partial screening occurring during Coulomb collisions between suprathermal electrons and tungsten impurity ions is discussed. The report also introduces the first code among a chain of numerical tools: ALOHA, C3PO, LUKE and R5X2, available for collaborators in CEA Cadarache, where the WEST tokamak is located. This chain of codes has recently been upgraded to take into account the partial screening effect. This set of tools will allow to carry out statistical investigations on the impact of partial screening on the fast electron dynamics in tokamak plasmas.Item The Plasma-Focus device at IFJ PAN Kraków: Status and Perspectives(Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Sciences, 2020) Scholz, Marek; Kulińska, AgnieszkaThe report presents the principle of operation of the Plasma Focus (PF) device and a description of the phenomena in the generation of hot, dense magnetized plasma. Here is a brief outline of its history and the current state of research conducted on these systems in various laboratories around the world. Against this background, the specification and operating parameters of PF-24, operating at the Laboratory of Neutron Sources (IFJ PAN) since 2014, have been described. The current state of the diagnostic systems used was presented as well as the main research objectives illustrated by the results obtained. Plans and perspectives for future experiments as well as related topics of doctoral dissertations were presented.Item Towards incorporation of RBE uncertainty in proton therapy planning systems(Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Sciences, 2019-11) Grzanka, Leszek; Jeleń, Kinga; Waligórski, MichaelCurrent arguments concerning the variability of RBE in treatment plans are reviewed and cases are discussed where proton therapy may require the use of treatment planning systems in which a variable RBE is implemented. Novel and recently introduced treatment modalities, such as Proton Arc Therapy, are considered. Risk management following the implementation of a variable RBE in proton therapy planning is also introduced and discussed.Item Otrzymywanie astatu At-211 do preparatyki cienkich źródeł metodą Langmuira-Blodgett(Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Sciences, 2003) Wąs, Bogdan; Bartyzel, Mirosław; Kłos, MałgorzataDzięki dynamicznemu rozwojowi biologii molekularnej można mieć nadzieję, że już wkrótce zostaną opracowane radiofarmaceutyki precyzyjnie docierające do chorej komórki. Niezależnie od tego prowadzone są intensywne badania mikrodozymetryczne na poziomie pojedynczej komórki [1]. W pracach takich bardzo często wykorzystywany jest układ badawczy, w którym na warstwę złożoną z żywych komórek oddziałuje promieniowanie radioizotopu znajdującego się w cienkim planarnym źródle [2]. Wśród najbardziej obiecujących radioizotopów α promieniotwórczych, znalazł się astat-211 [3]. Radioizotop ten otrzymywano w IFJ na początku lat 90-tych przez bombardowanie tarczy wykonanej z tlenku bizmutu Bi2O3 cząstkami alfa o energii 25-27 MeV [4]. Aktywacje przeprowadzano wtedy w cyklotronie U-120 wyprowadzoną wiazką czastek. W obecnych warunkach, wykorzystanie wiązki wewnętrznej w nowym cyklotronie AIC – 144 spowodowało konieczność zastosowania tarczy metalicznej oraz budowy nowej aparatury do wydzielania chemicznego. Osobnym problemem było otrzymanie astatu w formie, która umożliwiłaby jego dalsze zastosowanie w preparatyce cienkich planarnych źródeł metodą Langmuira-Blodgett [5]. Do tego celu zastosowano pułapkę kriogeniczną z sorpcją wydzielonego astatu w temperaturze 220 K. Filmami Langmuira nazywane są najczęściej monomolekularne warstwy aktywnych powierzchniowo związków organicznych, znajdujących się na granicy rozdziału faz: ciekłej (zwykle woda) i gazowej (zwykle powietrze). Takie filmy przeniesione na powierzchnię ciała stałego, dające mono lub wielo molekularne warstwy nazywane są filmami Langmuira-Blodgett. Zaletą tych filmów jest to, że przy zachowaniu wysokiego stopnia uporządkowania warstw i kontrolowanej grubości (zwykłe około 2,5 nm lub wielokrotność tej wartości) wykazują także dużą jednorodność. Tematyce własności i zastosowań filmów Langmuira-Blodgett poświęcono szereg monografii np. [6]. Na ten temat ukazują się rocznie setki publikacji.Item Otrzymywanie izotopów promieniotwórczych w cyklotronie AIC-144 w latach 2000-2003(Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Sciences, 2003) Bakewicz, Edmund; Daniel, Krzysztof; Doruch, Henryk; Petelenz, Barbara; Tałach, Marek; Szałkowski, MirosławCyklotron AIC-144 Instytutu Fizyki Jądrowej PAN w Krakowie, modernizowany w celu jego przyszłych zastosowań medycznych, jest od roku 2000 coraz intensywniej wykorzystywany do otrzymywania izotopów. Odpowiednie tarcze są napromieniane wiązką wewnętrzną. Raport przedstawia sposób pokonania problemów napotkanych przy aktywacjach i osiągnięte rezultaty. Krótko opisano nową, uruchamianą obecnie, zautomatyzowaną sondę izotopową przeznaczoną do produkcji większych aktywności izotopów przy większych niż obecnie natężeniach wiązek. W rozdziale Dodatek przedstawiono wykaz 34 nuklidów promieniotwórczych otrzymanych w ciągu ostatnich 4 lat w 89 próbach, z podaniem celu aktywacji i nazwy zespołu, który prowadził badania.Item Feasibility study of experimental detection of the hydrogen content in rock material by a pulsed neutron method(Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Sciences, 2003) Drozdowicz, Krzysztof; Drabina, Andrzej; Dąbrowska, Joanna; Gabańska, Barbara; Igielski, Andrzej; Janik, Władysław; Krynicka, Ewa; Kurowski, Arkadiusz; Wiącek, Urszula; Woźnicka, UrszulaTheoretical principles of a pulsed neutron method to measure the water or hydrogen content in a rock material have been tested on the experimental set-up at the fast neutron generator in the INP. The time decay constant of the thermal neutron flux in the samples has been measured as a function of the hydrogen content. Dry crumbled granite has been used as a rock sample. The hydrogen content has varied due to addition of a defined amount of polyethylene (0 to 20 %). A few arrangements (neutron source + sample) have been tried. A dedicated pulsed thermal neutron source has been designed and built. The measuring set-up has been chosen for a final elaboration of the method.Item Optymalizacja parametrów komory przejściowej układu rezonansowego cyklotronu AIC144(Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Sciences, 2003) Sulikowski, Jacek; Guguła, Konrad; Taraszkiewicz, RyszardW latach 1999-2001 dokonano istotnych modernizacji systemu w.cz. cyklotronu AIC – 144 poprzez : - przekonstruowanie okablowania zasilacza wysokiego napięcia generatora - wyeliminowanie symetrycznego układu dwóch trymerów przestrajających układ rezonansowy. Zastąpiono go jednym, niesymetrycznym, zgrubnym trymerem oraz trymerem do precyzyjnego strojenia (wymaga dalszych prac związanych z optymalizacją elektrody strojącej i napędu) - przekonstruowanie zasilacza tranzystorowego stopnia wstępnego wzmacniacza w.cz. 400 W - zmiana systemów chłodzenia powietrznego i wodnego szafy stopni mocy generatora - przebudowa kondensatorów sprzęgających w stopniu mocy generatora w.cz. - zmiana położenia pętli sprzęgającej feeder z układem rezonansowym cyklotronu - zbudowanie nowego generatora kluczującego moc w.cz. generatora (zsynchronizowany z siecią) - zmiana sposobu połączenia blach miedzianych przewodzących prądy w.cz. w układzie rezonansowym cyklotronu - wprowadzenie układu zwór pionowych w komorach strojonych układu rezonansowego [1] Wyżej wymienione modernizacje pozwoliły na prace związane z wyprowadzeniem wiązek jonów z cyklotronu przy częstotliwościach w.cz. 20÷26,6 MHz. Jednakże charakter prac z wiązką wymaga uzyskania napięcia w.cz. na duancie o dużej stabilności. Stąd wynika konieczność wprowadzania dalszych usprawnień urządzenia tak, aby otrzymać napięcie duantu o wymaganej stabilności w szerokim zakresie wyprowadzanych wiązek jonów. Biorąc pod uwagę powyższe, opracowano program dalszej modernizacji systemu w.cz. cyklotronu AIC-144. Program jest podzielony na dwie tematycznie związane części: 1. Tor w.cz. generatora mocy: a) syntezer b) stopnie mocy generatora w.cz. c) zasilacz wysokiego napięcia generatora w.cz. 2. Układ rezonansowy cyklotronu. a) modernizacja komory przejściowej b) przygotowanie gniazda w obszarze komory przejściowej celem optymalizacji miejsca wprowadzenia pętli sprzęgającej feeder z układem rezonansowym cyklotronu W niniejszym opracowaniu zostanie przedstawiony ramowy program modernizacji komory przejściowej układu rezonansowego cyklotronu AIC 144.Item Influence of the water content in rock on the thermal neutron diffusion and diffusion cooling coefficients (by Monte Carlo simulations). II: – Quartz(Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Sciences, 2003) Drozdowicz, Krzysztof; Krynicka, Ewa; Dąbrowska, JoannaThe dependence of the thermal neutron diffusion parameters on the water content w in quartz, SiO2, has been studied by means of Monte Carlo simulations of the pulsed neutron experiments for a number of series of samples. The density-removed diffusion cooling coefficient CM varies hyperbolically between 39 400 000 and 4940 cm4s–1(g/cm3)3 at the water content in the full range 0 ≤ w ≤.1. The obtained function CM(w) is compared with the analogous dependence for moisturized dolomite.Item Optimization of the fission-converter and filter set-up for the boron-neutron capture therapy (BNCT)(Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Sciences, 2003) Tracz, Grzegorz; Dąbkowski, Ludwik; Pytel, Krzysztof; Woźnicka, UrszulaThe paper presents the third step of the numerical modeling of the fission-converter-based epi-thermal neutron source designed for the Polish Boron Neutron Capture Therapy (BNCT) facility to be located at the Polish research nuclear reactor MARIA at Świerk. The optimization of the fission con-verter has been carried out again. The epithermal neutron flux has increased 240 % comparing with the variant proposed previously while the number of fuel rods was significantly reduced. The specific photon and fast neutron doses meet the requirements of the therapy. Optimization of the reflector sur-rounding the filter/moderator as well as collimator shape, length and liner has been also carried out. Configuration of the filter/moderator has remained the same. Criticality calculations show that keff of the fission converter filled with light water is below 1. The MCNP code has been used during compu-tations.Item Laser measurement of the LAT detector displacement(Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Sciences, 2003) Wierba, Wojciech; Zachorowski, Jerzy; Oliwa, KrzysztofThe LAT (Low Angle Tagger) detector is the component of the proposed detector for meas-urement of the events produced in high energy e+ e- collisions at proposed TESLA collider. In this paper we discuss the possible solutions for the positioning of the LAT electron detector by optical method. The first results of the displacement measurement using a laser beam and a charge-coupled-device sensor are described. The measurements were performed on a proof-of-principle basis with a low cost web camera and achieved the accuracy of about 1 μm.Item Analiza materiałów biomedycznych wybranymi metodami spektroskopowymi(Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Sciences, 2003) Kwiatek, Wojciech M.Rozwój analitycznych metod fizycznych wykorzystujących cząstki naładowane oraz promieniowanie synchrotronowe pozwolił na zastosowanie ich w wielu dziedzinach nauki, a w szczególności w biologii i medycynie. Zastosowanie tych metod umożliwia prowadzenie badań w mikro obszarach tkanek, a nawet w pojedynczych komórkach. Z końcem dwudziestego wieku nastąpił znaczny rozwój metod, dzięki którym można prowadzić jednoczesną analizę składu pierwiastkowego oraz stopnia utlenienia metali występujących w materiałach biologicznych na poziomie śladowym. Ciągła potrzeba prowadzenia prac badawczych z zakresu diagnostyki medycznej staje się inspiracją do rozwoju metod, za pomocą których będzie można odpowiedzieć na nurtujące środowisko medyczne pytania dotyczące: etiologii powstawania chorób, możliwości ich wczesnego diagnozowania, zapobiegania i leczenia. Aby móc udzielić odpowiedzi na wiele pytań z tego zakresu wciąż jeszcze muszą być prowadzone prace badawcze przez wiele środowisk naukowych współpracujących ze sobą. W pracach tych szczególne znaczenia przypada właśnie fizyce, która dysponuje specyficznymi metodami pozwalającymi na prowadzenie badań w mikro a nawet nano obszarach. Pierwiastki śladowe odgrywające ważną rolę w organizmie człowieka są częstym obiektem badań. Istotnym jest poznanie składu chemicznego oraz stężeń pierwiastków śladowych występujących w poszczególnych narządach, tkankach, i komórkach. Przedstawiona rozprawa habilitacyjna dotyczy badań materiałów biomedycznych pobranych od pacjentów ze schorzeniami układu moczowego. Badany materiał to: kamienie nerkowe, tkanki nerek i prostaty. Zaprezentowane wyniki pomiarowe dotyczą stosowania różnorodnych fizycznych metod analitycznych, do których można zaliczyć: PIXE (Proton Induced X-ray Emission), AAS (Atomic Absorptopn Spectroscopy), R(E)BS (Rutherford (Elastic) BackScattering), XRF (X-Ray Fluorescence), TRXRF (Total Reflection X-Ray Fluorescence), SRIXE (Synchrotron Radiation Induced X-ray Emission), FTIR (Fourier Transform InfraRed), oraz XANES (X-ray Absorption Near Edge Structure). Niektóre metody fizyczne stały się konkurencyjnymi do metod chemicznych z uwagi na możliwość prowadzenia badań i analiz materiałów biologicznych nie powodując ich destrukcji. Możliwość jednoczesnego pomiaru badanych związków i zachowania struktury tkanek stanowi główną zaletę wielu metod fizycznych i daje szereg możliwości przeprowadzania różnorodnych analiz na tym samym materiale badawczym. Ważnym aspektem tych możliwości jest wzajemne wspieranie rozwijających się metod diagnostycznych wynikami badań podstawowych jakie oferują te metody.Item Correlation between Measurements and Monte-Carlo Calculations for the NNTE Logging-Tool(Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Sciences, 2003) Drabina, Andrzej; Zorski, Tomasz; Woźnicka, UrszulaA correlation between Monte-Carlo simulations of the NNTE geophysical neutron logging-tool response and measurements made on the rock blocks at the calibration facility in Zielona Góra (Poland) has been examined. The NNTE tool is a recent achievement of Polish geophysicists. It is equipped with a neutron source and three detectors. The tool is designed to measure the thermal neutron absorption cross-section of geological formations in situ. The computer modelling is intended to complete the calibration measurements with simulated experiments in complicated borehole situations. A good correspondence between the simulated and real experiments is obvious demand. The simulations have been performed using the MCNP4C computer code. In the first approach elemental compositions of block rock matrices have been taken directly from the results of a chemical analysis. In the second approach boron B-10 has been added to the elemental compositions of rocks to compensate the difference between their absorption cross-section calculated from the elemental compositions and those known from the laboratory measurements. The very good agreement has been obtained between results of calculations and measurements. The high correlation creates the basis for further research on the influence of absorption cross-section of geological formation on the NNTE tool response.Item Detektor wychwytu elektronów - podstawy teoretyczne i przykłady zastosowań(Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Sciences, 2003) Śliwka, IreneuszA construction of the electron capture detector (ECD) and the physical phenomena of its operation are presented. On the basis of the experimental data and the developed physicomathematical model of the detector, the mechanism of the detector signal generation is explained. The paper contains description measurements of trace concentrations of chlorofluorocarbons (CFCs) and SF6 in air and water by the electron capture gas chromatographic method. The model derived allows to determine four different time constants related to the collection of electrons, the loss of electrons in the capture process by the impurity molecules, the loss of sample molecules by electron capture and the removing rate of molecules from the detector volume by the carrier gas. The electron capture efficiency coefficient, the detection and sensitivity coefficients of the detector have been defined. These coefficients are useful for estimation of the detector's detection limit. A method for preparation of the gas chromatographic measurement system with the ECD to trace analysis as well as ways of the determination of the detector optimal supply conditions in a constant frequency and a constant current modes of its operation are described. Examples of the ECD application in the long-term quantitative analysis of freons CCl3F (F-11) and CCl2FCClF2 (F113), chloroform (CHCl3), trichloroethane (CH3CCl3) and carbon tetrachloride (CCl4) in the atmosphere of Krakow in the period of 1997 to 1999 are presented. The monthly mean values of these concentrations have been compared with the data from Mace Head, the station situated at a similar latitude as Krakow. The gas chromatography measurements of freon F-11 in air were used to illustrate the influence of different interpolation methods on the accuracy and precision of measurements. It was shown that the 5-point Lagrange interpolation method yields the best accuracy. The reduction of the noise amplitude of a particular detector response leads to the increased signal to noise ratio and increases the accuracy of the measurements. The discrete wavelet transform (DWT) method for denoising of chromatograms has been used. It has been shown that the application of the DWT filtration leads to several times better measuring accuracy of the investigated compounds. The methodology of CFCs and SF6 analysis in water as anthropogenic tracers for hydrological applications is also presented. The extracted SF6 is measured by enrichment in a trap with glass pellets placed in liquid nitrogen and next desorbed to the gas chromatograph equipped with an ECD. The actual detection limit of SF6 is approximately 0.02 fmol/l.Item Analiza spolaryzowanego rozpraszania głębokonieelastycznego w obszarze małych wartości zmiennej x Bjorkena z uwzględnieniem resumacji poprawek logarytmicznych ln2(1/x)(Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Sciences, 2003) Ziaja-Motyka, BeataItem Spektrometria jądrowa w badaniu biodęstopności radionuklidów z "gorących cząstek typu paliwowego" w środowisku leśnym(Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Sciences, 2003) Mietelski, Jerzy WojciechGłównym celem omawianych w pracy badań, prowadzonych w latach 1994-2003, było możliwie szerokie rozpoznanie zróżnicowania depozycji i skali włączenia w obieg mikroelementów wybranych składników opadu czarnobylskiego, związanych z drobno zdyspergowanym paliwem jądrowym, zwanym „gorącymi cząstkami typu paliwowego”. Najbardziej charakterystycznymi radionuklidami dla tej frakcji opadu były izotopy plutonu i inne transuranowce takie jak izotopy kiuru i ameryku [Broda i inni, 1989] oraz 90 Sr. Uwaga autora koncentrowała się głównie, choć nie wyłącznie, na tych radionuklidach. Początkowo, w latach 1994-1997 prace dotyczyły próby rekonstrukcji depozycji na terenie Polski izotopów: 238 Pu, 239 Pu, 240 Pu, 241 Pu, 241 Am i 90 Sr. Badania te były naturalną kontynuacją i uzupełnieniem wcześniejszych prac nad zróżnicowaniem opadu czarnobylskiego pierwiastków gamma-promieniotwórczych, przedstawionych w pracy doktorskiej autora [Mietelski, 1994]. Poznanie zróżnicowania geograficznego opadu stanowiło etap przygotowawczy dla zasadniczych, późniejszych badań prowadzonych w latach 1997-2002. Dotyczyły one przenikania wymienionych radionuklidów do różnych elementów ekosystemu w środowisku leśnym. Po kilkunastu latach od wystąpienia opadu czarnobylskiego, przebywające w środowisku „gorące cząstki” mogły ulec częściowemu lub całkowitemu rozpuszczeniu. Istniało uzasadnione przypuszczenie, że zawarte w nich radionuklidy mogły przedostawać się do różnych elementów środowiska. Przez tytułową „biodostępność” rozumie się właśnie zdolność badanych radionuklidów do przenikania do organizmów żywych. Izotopy plutonu, 241 Am i 90 Sr znajdowały się w środowisku już przed katastrofą czarnobylską, jako pozostałość globalnego opadu promieniotwórczego po atmosferycznych testach broni jądrowej. Rozróżnienie frakcji czarnobylskiej i globalnego opadu stanowiło nieodzowną część badań. Przedstawione w pracy badania prowadzono w Laboratorium Badań Skażeń Radioaktywnych Środowiska (LBSRŚ) Zakładu Fizykochemii Jądrowej IFJ w ramach działalności statutowej i dwóch projektów badawczych KBN kierowanych przez autora: „Izotopy plutonu, ameryku, strontu, europu i kiuru w kościach dzikich roślinożernych zwierząt” (nr. 6P04G 09014, realizowany w latach 1998- 2000, oceniony przez KBN na „bardzo dobrze”) oraz „Bioindykacja skażeń radioaktywnych, głównie: 90 Sr, 241 Am oraz izotopami plutonu, z wykorzystaniem owadów i roślin oraz innych elementów ekosystemów semi-naturalnych ” (nr. 6P04G 07520, realizowany w latach 2001-2003, jeszcze nie oceniony). Omawiane wyniki były w większości przedmiotem publikacji, wymienionych w niniejszej pracy wśród pozycji literaturowych. Interdyscyplinarność prowadzonych badań wymagała współpracy głównie z biologami i leśnikami z Akademii Rolniczej w Krakowie. Dzięki temu uzyskiwano próbki właściwie pobrane oraz określone zgodnie z aktualna terminologią stosowaną w naukach leśnych, a w przypadku organizmów żywych poprawnie oznaczone gatunkowo. Współpracowano również z innymi zespołami badającymi radioaktywność środowiska, głównie z Zakładem Biofizyki Akademii Medycznej w Białymstoku. Pomiary, których realizacja nie była w danym momencie możliwa w IFJ wykonano we współpracy w innymi ośrodkami: Uniwersytetem Północnej Arizony w Flagstaff (USA), Instytutem Fizyki UŚ w Katowicach oraz Instytutem Technik Jądrowych Politechniki Budapeszteńskiej. Z ostatnim z wymienionych ośrodków współpracowano też w zakresie rozwoju stosowanych metod radiochemicznych. Zasadniczo posługiwano się metodami radiochemicznymi opracowanymi w Laboratorium Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej (IAEA) w Seibersdorfie (Austria), gdzie autor odbył staż naukowy w 1991 roku. W pierwszej części pracy przedstawiono w zarysie zagadnienia związane z depozycją „gorących cząstek”, scharakteryzowano podstawowe własności plutonu, ameryku i 90 Sr oraz omówione elementy radioekologii. W drugiej części zaprezentowano instrumentalne techniki pomiarowe współczesnej, wysokorozdzielczej stosowanej spektrometrii jądrowej: półprzewodnikową spektrometrię promieniowania alfa, spektrometrię promieniowania beta wykorzystującą ciekłe scyntylatory oraz półprzewodnikową spektrometrię promieniowania gamma. Zaprezentowano spektrometr promieniowania gamma z osłoną czynną skonstruowany w IFJ przy współudziale autora. Oprócz typowych metod przedstawiono metody uzupełniające wykorzystujące takie zjawiska jak efekt Czerenkowa lub promieniowanie hamowania (bremsstrahlung). Zaprezentowano również w zarysie spektrometrię masową i jej zastosowanie w badaniach radioekologicznych oraz zasygnalizowano wzrastające znaczenie w badaniach środowiska tej techniki. Omówienie to w założeniu miało wykraczać ponad niezbędne, z punktu widzenia metodologicznego, przedstawienie zastosowanych w później omawianych badaniach metod pomiarowych. Intencją autora było ich szersze zaprezentowanie metod jądrowych w aspekcie ich zastosowań do badań środowiskowych, na przykładzie rozwiązań przyjętych w LBSRŚ (IFJ). Poszerzonego omówienia tych metod dokonano z myślą o dydaktycznym przesłaniu niniejszej pracy, dla uzupełnienia dostępnej już na rynku wydawniczym literatury przedmiotu [Hrynkiewicz i Rokita, 1999]. W trzeciej, najobszerniejszej części pracy przedstawiono wyniki badań własnych prowadzonych głównie w ramach wspomnianych powyżej projektów badawczych. Z myślą o walorach dydaktycznych pracy przygotowano uzupełniający ją dwuczęściowy Aneks. Zaprezentowano w nim opis opracowanych przez autora programów komputerowych służących do analiz widm promieniowania gamma (PIMP) i alfa (ALF) oraz szczegółowo przedstawiono zastosowane metody radiochemicznego oczyszczania, wydzielania i zatężania poszukiwanych radionuklidów. Dla uproszczenia terminologii w całej pracy przez aktywność rozumie się stężenie aktywności (lub jako synonim: zawartość) wyrażone w Bq/kg suchej masy (s.m.), z wyjątkiem miejsc, gdzie wyraźnie określono to w inny sposób. Przedmiot pracy dotyczy skutków pewnych działań rodzaju ludzkiego, stąd motto....Item Kalibracyjne komory radonowe w Instytucie Fizyki Jądrowej im. Henryka Niewodniczańskiego(Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Sciences, 2003) Kozak, Krzysztof; Janik, Mirosław; Mazur, Jadwiga; Kochowska, Elżbieta; Bogacz, Joanna; Łoskiewicz, Jerzy; Swakoń, Jan; Zdziarski, Tadeusz; Haber, RyszardThe laboratory for calibration of radon detectors is presented in this report. The laboratory is equipped with two calibration chambers (volume: 200 and 600 liters), two radon sources (Ra-226 activity: 21,6 kBq and 52,3 kBq ), a pump, a flow meter, a manometer, etc. Range of obtained radon concentrations is from 35 kBq/m3 to 244 kBq/m3. The computer software has been elaborated for planning and controlling the calibration procedure.Item Wielokanałowy przedwzmacniacz ładunkowy dla detektorów krzemowych(Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Sciences, 2003) Czech, Bronisław; Sobolew, J.G.; Smirnov, V.I.; Skwirczyńska, IrenaUzyskanie pełnej informacji o zderzeniach jądro-jądro przy wysokich energiach wymaga detekcji emitowanych fragmentów w pełnym zakresie kąta bryłowego 4π. W tym celu buduje się urządzenia, złożone z dużej liczby detektorów, co pozwala na pełną detekcję i identyfikację emitowanych cząstek. Przetworzenie tak dużej ilości danych wymaga użycia zintegrowanych i małogabarytowych elementów. Opisany poniżej wielokanałowy przedwzmacniacz ładunkowy dla detektorów półprzewodnikowych jest jedną z podstawowych części takiego systemu. Został on zaprojektowany do detekcji lekkich jonów Z = 1–18 w szerokim zakresie energii 50–450 MeV/nukleon.