Chemia jądrowa 1200-2CHJADW1M
Tło historyczne odkrycia promieniotwórczości (promieniowanie katodowe, promieniowanie rentgenowskie). Odkrycie promieniotwórczości: Becquerel, M. Skłodowska-Curie. Modele budowy atomu (Thomson, Rutherford, Bohr). Zjawisko izotopii. Odkrycie zjawiska izotopii, właściwości izotopów; reguła przesunięć Soddy'ego i Fajansa, szeregi promieniotwórcze. Promieniotwórczość sztuczna. Odkrycie I.Curie i F.Jolliot. Nowe pierwiastki promieniotwórcze. Jądro atomowe. Składniki jądra atomowego i siły jądrowe; energia przemian; cząstki elementarne. Samorzutne przemiany jądrowe: rozpad α, rozpad β, rozpad γ, samorzutne rozszczepienie jądra. Kinetyka rozpadu promieniotwórczego. Pomiary intensywności promieniowania – radiometria. Detektory gazowe, scyntylacyjne, półprzewodnikowe. Spektrometria γ. Reakcje jądrowe. Podstawowe charakterystyki reakcji jądrowych. Metody przyspieszania cząstek – akceleratory. Naturalne i sztuczne pierwiastki promieniotwórcze. Występowanie naturalnych pierwiastków promieniotwórczych w przyrodzie. Metody syntezy sztucznych pierwiastków promieniotwórczych. Charakterystyka superciężkich pierwiastków. Oddziaływanie promieniowania jądrowego z materią. Charakterystyczne cechy oddziaływania promieniowania α, β, γ z materią. Oddziaływanie neutronów z materią. Chemiczne skutki oddziaływania promieniowania jonizującego - elementy chemii radiacyjnej. Dozymetria. Oddziaływanie promieniowania jądrowego na organizmy żywe, problemy ochrony radiologicznej. Zastosowanie izotopów: metody wskaźnikowe w chemii (chemia analityczna, chemia fizyczna, chemia organiczna), biologii, medycynie (medycyna nuklearna). Zastosowanie izotopów w technice: efekty izotopowe (termodynamiczne, kinetyczne, strukturalne) i ich zastosowanie. Rozdzielanie izotopów. Metody fizyczne (separacja elektromagnetyczna, metody dyfuzyjne, destylacja, ultrawirówki) i chemiczne (wymiana izotopowa, metody elektrolityczne, fotochemiczne). Energetyka jądrowa: (i) reakcje kontrolowane – reaktory jądrowe, (ii) niekontrolowane reakcje rozszczepienia jądra i reakcje termojądrowe, oraz (iii) perspektywy rozwoju energetyki jądrowej.
Koordynatorzy przedmiotu
Rodzaj przedmiotu
Efekty kształcenia
Po zakończeniu wykładu student:
- umiejętnie posługuje się podstawowymi pojęciami z zakresu chemii jądrowej, chemii radiacyjnej, dozymetrii i radiometrii,
- umie wyjaśnić podstawy teorii budowy jądra atomowego,
- umie wyjaśnić podstawy procesu samorzutnych przemian jądrowych oraz reakcji jądrowych,
- wie jak zastosować wzory kinetyki rozpadu jądrowego do ilościowego opisu zjawisk zachodzących w przyrodzie,
- umie przewidzieć produkty zachodzących procesów jądrowych w zależności od typu przemiany,
- wie jakie metody doświadczalne można zastosować do pomiarów intensywności promieniowania jądrowego,
- umie z danych doświadczalnych wyznaczyć wielkości wydajności radiacyjnej oraz dawek promieniowania jądrowego,
- umie wykorzystać i zastosować poznane prawa w analizie wybranych problemów chemicznych i fizycznych,
- umie opisać zastosowanie izotopów pierwiastków promieniotwórczych w nauce i technice,
- umie wyjaśnić problemy reakcji rozszczepienia jadra atomowego - energetyka jądrowa.
Symbole kierunkowych efektów kształcenia: K_W06, K_W14, K_U02, K_U03, K_U06, K_U15, K_U16, K_U27, K_K01, K_K02
Całkowity czas pracy studenta: 75 godzin , na co składają się:
1. udział w zajęciach: 30 godzin,
2. przygotowanie się do zajęć i egzaminu: 35 godzin
3. konsultacje z wykładowcą: 10 godzin
Kryteria oceniania
Egzamin końcowy w formie pisemnej - 12 pytań. Czas pisania 90 minut
Praktyki zawodowe
Nie dotyczy
Literatura
1. J. Sobkowski, M. Jelińska-Kazimierczuk: Chemia Jądrowa wyd. ADAMANTAN 2006
2. A. Czerwiński: Energia jądrowa i promieniotwórczość wyd. Oficyna Wydawnicza Krzysztof Pazdro 1998