F7PBPRO - Radiační ochrana

Cílem předmětu je seznámit studenty se základními principy radiační ochrany a dozimetrie. Přehlednou formou jsou prezentovány stěžejní veličiny a jednotky používané ke kvantifikaci ozáření osob. Studenti získají znalosti o vlastnostech základních druhů ionizujícího záření, zdrojích ionizujícího záření, interakci záření gama s látkou, interakci nabitých částic s látkou a o průchodu svazků fotonů a elektronů látkou.

Pozornost je věnována rovněž veličinám a jednotkám používaným v dozimetrii a radiační ochraně, operačním veličinám pro monitorování pracovního a životního prostředí, metodám měření dávek, problematice vnitřní kontaminace a principům stínění jednoduchých zdrojů záření.

Podrobně jsou diskutovány postupy stanovení příspěvků jednotlivých složek ozáření (vnějšího a vnitřního ozáření) k celkové efektivní dávce. Zvláštní důraz je kladen na kontrolu ozáření pracovníků, pacientů a obyvatelstva. Součástí výuky je také seznámení s dávkovými limity a jejich interpretací v souladu s platnou legislativou v oblasti radiační ochrany.

V rámci předmětu jsou rovněž probírány havarijní situace související s jadernými a radiačními mimořádnými událostmi. V úvodní části jsou představeny klíčové mezinárodní a národní dokumenty, doporučení a standardy týkající se radiační ochrany.

Zápočet

Není udělován

Zkouška

U zkoušky budou ověřovány znalosti z oblasti radiační ochrany odpovídající obsahu přednášek předmětu F7PBPRO Radiační ochrana. Seznam tematických okruhů bude průběžně zveřejňován na stránkách předmětu v systému Moodle.

Zkouška probíhá ústní formou. Student si vylosuje tři otázky z vyhlášených tematických okruhů. Na přípravu má k dispozici 10 až 15 minut, po nichž následuje vlastní zkoušení.

Zkoušející může v průběhu zkoušky položit doplňující otázky v rozsahu povinné literatury a látky probírané na přednáškách.

Upozornění: Interval mezi řádným termínem zkoušky a opravným termínem, případně mezi jednotlivými opravnými termíny, musí být nejméně sedm kalendářních dnů.

1. týden Úvod do problematiky ionizujícího záření a systému radiační ochrany

Přednáška seznamuje studenty se základními pojmy používanými v oblasti ionizujícího záření a radiační ochrany. Jsou vysvětleny rozdíly mezi ionizujícím a neionizujícím zářením, stručně je uvedena historie objevu radioaktivity a vývoj poznatků o biologických účincích záření. Pozornost je věnována významu radiační ochrany v medicíně, průmyslu i ochraně obyvatelstva. Studenti jsou seznámeni s úlohou mezinárodních organizací, zejména IAEA, ICRP a UNSCEAR, a s právním rámcem radiační ochrany v České republice. Součástí přednášky je přehled atomového zákona, souvisejících vyhlášek a kompetencí Státního úřadu pro jadernou bezpečnost.

2. týden Základy fyziky ionizujícího záření

Přednáška poskytuje fyzikální základy nezbytné pro pochopení problematiky radiační ochrany. Je vysvětlena stavba atomu a atomového jádra, princip stability jader a význam vazebné energie. Dále je definována radioaktivita, popsány přirozené a umělé radionuklidy a vysvětlen zákon radioaktivní přeměny. Studenti se seznámí se základními typy radioaktivních přeměn a principy jaderných reakcí.

3. týden Druhy a vlastnosti ionizujícího záření

Přednáška je zaměřena na charakteristiku jednotlivých druhů ionizujícího záření. Podrobně jsou popsány vlastnosti záření alfa, beta, gama, rentgenového a anihilačního záření i neutronového záření. Diskutovány jsou jejich fyzikální charakteristiky, energie, dosahy v různých prostředích a schopnost vyvolávat ionizaci. Součástí je rovněž vysvětlení pojmu lineární přenos energie (LET) a jeho významu pro biologické účinky záření.

4. týden Interakce ionizujícího záření s hmotou

Přednáška se zabývá mechanismy interakce různých druhů záření s látkou. Jsou vysvětleny procesy ztráty energie nabitých částic při průchodu prostředím, fotoelektrický jev, Comptonův rozptyl a tvorba elektron-pozitronových párů. Pozornost je věnována také interakcím neutronů s atomovými jádry a zákonitostem zeslabování svazku záření při průchodu látkou. Získané poznatky jsou základem pro pochopení principů dozimetrie a stínění.

5. týden Veličiny a jednotky v radiační ochraně

Přednáška seznamuje studenty se základními veličinami a jednotkami používanými v radiační ochraně a dozimetrii. Jsou definovány veličiny aktivita, fluence, kerma, absorbovaná dávka, ekvivalentní dávka a efektivní dávka. Vysvětlen je význam dávkového příkonu, radiačních a tkáňových váhových faktorů a vztahy mezi jednotlivými veličinami. Pozornost je věnována také jednotkám soustavy SI používaným v radiační ochraně.

6. týden Dozimetrie ionizujícího záření a detekční metody

Přednáška je zaměřena na principy měření ionizujícího záření a stanovení dávek. Jsou vysvětleny základní dozimetrické a operační veličiny používané při monitorování pracovního prostředí a osob. Studenti se seznámí s funkcí ionizačních komor, Geigerových-Müllerových detektorů, scintilačních i polovodičových detektorů. Součástí výuky jsou principy osobní dozimetrie, kalibrace měřicích přístrojů a požadavky na zajištění kvality měření.

7. týden Biologické účinky ionizujícího záření

Přednáška vysvětluje mechanismus působení ionizujícího záření na živé organismy. Je popsán přímý a nepřímý účinek záření, vznik volných radikálů a poškození biologicky významných molekul, zejména DNA. Studenti získají přehled o deterministických a stochastických účincích záření, radiosenzitivitě jednotlivých tkání a orgánů a faktorech ovlivňujících biologickou odezvu. Součástí přednášky je také problematika akutní nemoci z ozáření a pozdních účinků záření.

8. týden Principy a cíle radiační ochrany

Přednáška se věnuje základním principům systému radiační ochrany. Podrobně jsou rozebrány principy zdůvodnění, optimalizace ochrany a limitování dávek. Studenti se seznámí se způsoby ochrany před vnějším ozářením založenými na využití času, vzdálenosti a stínění. Dále jsou vysvětleny principy ochrany před vnitřní kontaminací, metody dekontaminace a opatření ke snižování radiačního rizika na pracovištích.

9. týden Limitování ozáření a monitorování

Přednáška seznamuje studenty se systémem dávkových limitů pro pracovníky se zdroji ionizujícího záření i pro obyvatelstvo. Jsou vysvětleny principy kategorizace pracovníků, požadavky na osobní monitorování a monitorování pracovišť. Pozornost je věnována monitorování životního prostředí, havarijnímu monitorování a metodám hodnocení efektivní dávky z vnějšího i vnitřního ozáření.

10. týden Zdroje ionizujícího záření a jejich využití

Přednáška podává přehled přírodních i umělých zdrojů ionizujícího záření. Diskutován je význam kosmického záření, přírodních radionuklidů a radonu jako nejvýznamnějšího zdroje ozáření obyvatelstva. Dále jsou prezentovány aplikace ionizujícího záření v radiodiagnostice, radioterapii a nukleární medicíně. Stručně jsou zmíněny také průmyslové aplikace, sterilizace zdravotnického materiálu a ozařování potravin.

11. týden Ionizující záření v životním prostředí a radiační monitorovací síť

Přednáška se zabývá výskytem ionizujícího záření v životním prostředí a metodami jeho sledování. Studenti se seznámí s radiační situací v České republice, strukturou radiační zátěže obyvatelstva a významem přírodních a umělých zdrojů záření. Podrobně je představen systém Celostátní radiační monitorovací sítě, monitorování ovzduší, vody, potravin a dalších složek životního prostředí. Vysvětlen je rovněž význam varovných a informačních systémů.

12. týden Radioaktivní odpady a vyhořelé jaderné palivo

Přednáška seznamuje s problematikou nakládání s radioaktivními odpady. Jsou vysvětleny principy jejich třídění, zpracování, skladování a konečného ukládání. Pozornost je věnována charakteristikám vyhořelého jaderného paliva a možnostem jeho dlouhodobého bezpečného ukládání. Součástí přednášky je také přehled systému nakládání s radioaktivními odpady v České republice a problematika hlubinného úložiště.

13. týden Radiační mimořádné události a havarijní připravenost

Přednáška se zaměřuje na mimořádné události spojené s únikem radioaktivních látek nebo s nekontrolovaným ozářením osob. Jsou popsány základní typy radiačních a jaderných nehod, zásady havarijní připravenosti a organizace záchranných prací. Studenti se seznámí s ochrannými opatřeními, jako jsou dekontaminace, ukrytí, evakuace a jodová profylaxe. Součástí výuky je analýza významných jaderných havárií, zejména havárií v Černobylu a Fukušimě.

14. týden Zneužití ionizujícího záření a bezpečnostní hrozby

Přednáška se věnuje problematice zneužití zdrojů ionizujícího záření a bezpečnostním rizikům s tím spojeným. Jsou vysvětleny principy radiologických disperzních zařízení, označovaných jako špinavé bomby, a charakterizovány možné scénáře radiologického a jaderného terorismu. Studenti získají základní přehled o účincích jaderných zbraní, mezinárodních režimech nešíření jaderných zbraní a opatřeních směřujících k zabezpečení zdrojů ionizujícího záření před zneužitím.

není

Student má znalosti o základních veličinách a jednotkách, které slouží ke kvantifikaci ozáření osob. Dokáže charakterizovat jednotlivé expoziční situace, včetně možných ochranných opatření. Zná základní legislativní požadavky při využívání zdrojů ionizujícího záření a také jejich uplatnění při havarijních situacích.

Student bude umět aplikovat základní principy radiační ochrany v praxi v různých oblastech uplatnění. Bude schopen uplatnit příslušná opatření sloužící k ochraně osob a zmírnění negativních následků při událostech, které budou souviset s ozářením či únikem radioaktivních látek.

Povinná literatura

Moodle FBMI - B261-F7PBPRO - Radiační ochrana

Podzimek, František. Radioaktivita a ionizující záření kolem nás. 1. vydání. V Praze: České vysoké učení technické, 2024. 824 stran. ISBN 978-80-01-07284

PODZIMEK, František. Radiologická fyzika. Ochrana před ionizujícím zářením. 1. vydání. V Praze: České vysoké učení technické, 2022. 393 stran. ISBN 978-80-01-06971-4.

PODZIMEK, František. Radiologická fyzika. Fyzika ionizujícího záření. 2. vydání. V Praze: České vysoké učení technické, 2021. 334 stran. ISBN 978-80-01-06900-4.

PODZIMEK, František. Radiologická fyzika. Aplikace ionizujícího záření. 1. vydání. V Praze: České vysoké učení technické, 2021. 298 stran. ISBN 978-80-01-06829-8.

KLENER, Vladislav. Principy a praxe radiační ochrany. Praha: Státní úřad pro jadernou bezpečnost, 2000. ISBN 80-238-3703-6.

Doporučená literatura:

NAVRÁTIL, Leoš (ed.) Medicínská biofyzika. 2., zcela přepracované a doplněné vydání. Praha: Grada Publishing, 2019. ISBN 978-80-271-0209-9.

ATTIX, Frank H. Introduction to radiological physics and radiation dosimetry. New York: Wiley, 1986. ISBN 0471011460.

TURNER, J. E. Atoms, radiation, and radiation protection. 3rd completely rev. and enl. ed. Weinheim: Wiley-VCH, 2007. ISBN 3527406069.

MARTIN, James E. a Chul LEE. Principles of radiological health and safety. Hoboken, N.J.: Wiley-Interscience, 2003. ISBN 0471254290.

V duchu Směrnice děkana pro realizaci bakalářských a navazujících magisterských studijních programů na Českém vysokém učení technickém v Praze, Fakultě biomedicínského inženýrství (článek 5, odst. 3) jsou v kombinované formě studia povinné všechny formy výuky, tedy jak přednášky, tak semináře nebo cvičení (kontaktní výuka). Výuka v kombinované formě studia probíhá podle předem stanoveného rozvrhu (rozvrh KFS pro aktuální semestr je k dispozici na webových stránkách https://www.fbmi.cvut.cz/cs/student/rozvrhy). Přítomnost studentů na výuce je zaznamenávána na prezenční listině s podpisy nebo vytištěným seznamem docházky z elektronické evidence podepsaný vyučujícím. Formuláře musí být po ukončení semestru uloženy v sekretariátu katedry garantující daný program. Připouští se omluvená nepřítomnost v rozsahu maximálně 2 dnů za jeden semestr. Za tuto nepřítomnost je studentovi stanovena náhradní náplň danými vyučujícími podle uvedené směrnice. Kontaktní výuka probíhá v učebnách fakulty vždy 1x za 14 dní v pátek a v sobotu v průběhu semestru.

Studenti kombinované formy studia mohou požádat vyučující o konzultaci k probírané látce v době kontaktní výuky po vzájemné dohodě. Další možností je v jeho konzultačních hodinách, které je vyučující povinen zveřejnit podle Příkazu děkana č. 1/2013 O pracovně-právních vztazích vyučujících na ČVUT FBMI, jejich dalších povinnostech a kvalifikaci pro přednášení ve všech studijních programech, oborech a formách studia realizovaných v českém jazyce na ČVUT FBMI.

Studenti kombinované formy musí prokázat stejný rozsah znalostí látky daného předmětu jako studenti prezenční formy. K dispozici jim jsou stejné studijní zdroje a materiály jako u prezenční formy, a navíc mají k dispozici studijní opory, které jim usnadňují orientaci v požadované látce a které jsou k dispozici na webových stránkách předmětu. Způsob kontroly znalostí je shodný s prezenční formou, termíny zkoušek a zápočtů jsou vypisovány v dostatečném časovém předstihu.

• Bakalářský studijní program Bezpečnost a ochrana obyvatelstva (povinný předmět)
• Bakalářský studijní program Bezpečnost a ochrana obyvatelstva (povinný předmět)