Narodowe Centrum Badań Jądrowych

W trakcie wykładu zostanie omówiony Model Standardowy - teoria opisująca oddziaływania cząstek elementarnych. Przedstawionych zostanie kilka przykładów badań, w których poszukiwane są sygnały Nowej Fizyki i nowych źródeł łamania symetrii materia-antymateria.

W trakcje lekcji zostanie omówiony Model Standardowy - teoria opisująca oddziaływania cząstek elementarnych. Przedstawiony zostanie także eksperyment LHCb działający na Wielkim Zderzaczu Hadronów w CERN, który zajmuje się zagadką, co stało się z antymaterią we Wszechświecie.

Zanim radiofarmaceutyk trafi na rynek musi minąć wiele lat prób i badań, podczas których gromadzone są dowody na jego bezpieczeństwo i skuteczność. Jak wygląda cykl życia radiofarmaceutyka, jaką drogę przechodzi od pomysłu do zarejestrowania jako lek i wprowadzenia na rynek? Czy w celu potwierdzenia jego skuteczności niezbędne są badania na zwierzętach? Jak długo trwa ten proces i dlaczego tak długo?

Pozytonowa Tomografia Emisyjna (PET, ang. Positron Emission Tomography) to technika obrazowania medycznego procesów zachodzących wewnątrz ciała pacjenta z wykorzystaniem specjalnych radiofarmaceutyków podawanych pacjentowi przed badaniem. Substancja taka gromadzona jest głównie w komórkach nowotworu gdzie ulega rozpadowi radioaktywnemu na cząstki antymaterii - pozytony. Pozytony (czyli antyelektrony) po napotkaniu elektronów z ciała człowieka ulegają anihilacji,emitując energię w postaci promieniowania. Promieniowanie to jest rejestrowane przez tomograf PET. Jednym z wyzwań czekających na rozwiązanie są ogromne koszty budowy urządzenia PET, które powodują, że jego dostępność różni się znacznie w zależności od zamożności kraju. Równie istotnym zagadnieniem jest zwiększenie precyzji otrzymywanego obrazu pacjenta. Obecnie prowadzone są na świecie badania na szeroką skalę nad coraz to bardziej nowoczesnymi technologiami PET. W Polsce trwają zaawanasowane prace nad projektem J-PET, którego celem jest stworzenie innowacyjnego, modularnego tomografu cyfrowego PET do obrazowania całego ciała pacjenta. Koncepcja J-PET zakłada zastosowanie detektorów plastikowych, znacznie tańszych od obecnie używanych materiałów. Unikalne własności skanera J-PET pozwalają także na rozwijanie nowatorskich technik obrazowania opartych na tzw. tomografii wielofotonowej. Podczas wykładu opowiemy, jak funkcjonuje tomograf J-PET, pokażemy oraz zademonstrujemy działanie jego uproszczonego modelu. Opowiemy także o perspektywach użycia nowych wskaźników nowotworowych opartych na zjawiskach kwantowych.

Na zwiedzających czeka interesująca i pouczająca układanka - staną przed zadaniem skompletowania schematu elektrowni jądrowej. Oprócz tego będą musieli dopasować każdy z elementów układanki do odpowiadającego mu opisu. Zapraszamy nie tylko najmłodszych, ale wszystkich lubiących zdobywać wiedzę przez zabawę.

Goście będą brać czynny udział w warsztatach, po uprzednim wprowadzeniu teoretycznym. W atrapie komory gorącej będą atrapy zasobników i przechowywanych w nich próbek. Goście obserwując wnętrze komory przez wziernik będą mogli z pomocą manipulatora wykonać przygotowane zadania polegające na przekładaniu próbek do odpowiednich zasobników. Opiekun stanowiska opowie im przy okazji o zastosowaniu komór izotopowych i izotopów promieniotwórczych wytwarzanych w reaktorach jądrowych.
Po pracy przy komorze zwiedzający będą mogli poddać się rzeczywistej kontroli radiometrycznej na bramce wykrywającej skażenia promieniotwórcze. Prowadzący podkreśli, że bramki takie znajdują się w każdym reaktorze jądrowym i w innych miejscach, gdzie pracuje się z radioizotopami.

Na udostępnionym stanowisku komputerowym zwiedzający będą mogli skorzystać z aplikacji symulującej sterownię reaktora jądrowego. Symulacji tej używano do szkolenia zawodowych operatorów. Pod opieką doświadczonych pracowników NCBJ zwiedzający przeprowadzą rozruch reaktora i poznają podstawowe zasady jego działania. Zwiedzający zobaczą także makiety elementów paliwowych reaktora i innych jego części, a od opiekuna stanowiska dowiedzą się, jakie reakcje fizyczne zachodzą w reaktorze.

Opiszę nie tylko pozytywne skutki małych dawek promieniowania jonizującego obserwowane na komórkach, myszach czy psach, ale przede wszystkim rewelacyjne osiągnięcia zastosowania takich dawek do leczenia bardzo różnych chorób u ludzi, u których klasyczna medycyna okazała się bezradna. Wprawdzie jesteśmy przyzwyczajeni do faktu, że promieniowaniem leczy się nowotwory, jednak leczenie to polega na uśmiercaniu komórek rakowych wysokimi dawkami promieniowania. Pokażę, że użycie kilkudziesięciokrotnie mniejszych dawek może posłużyć pobudzeniu układu immunologicznego do intensywnej obrony przed namnażającymi się komórkami rakowymi. Co istotne, nie chodzi jedynie o choroby nowotworowe. Leczenie małymi dawkami ma już za sobą sukcesy w skutecznym leczeniu wielu innych chorób. Szczególnie interesującymi przykładami są procedury wykorzystujące głównie radon, choć ten gaz jest często uznawany za jeden z najistotniejszych czynników wywołujących raka płuc. Doświadczenie mówi nam, że małe dawki promieniowania jonizującego mogą przedłużyć życie, a najwyraźniej otrzymywane przez nas dawki promieniowania naturalnego są znacznie mniejsze od potrzebnych organizmowi dla jego optymalnego działania. Szerokie korzystanie z promieniowania jonizującego w małych dawkach toruje sobie w medycynie drogę w leczeniu coraz bardziej rozmaitych schorzeń. Zastanowienie się nad tym fenomenem pokazuje w jaskrawy sposób, że wdrukowany w nasze umysły strach przed promieniowaniem, bez względu na wysokość dawki, nie ma podstaw ani naukowych, ani praktycznych i przeciwdziała naszemu naturalnemu rozwojowi.

Neutrino to jedna z cząstek elementarnych, której właściwości fizycy badają od lat.  Mimo iż  bardzo licznie występuje we Wszechświecie, bardzo trudno było ją wykryć, czyli zarejestrować w eksperymencie naukowym. W latach obecnych istnieje wiele eksperymentów badających właściwości tej cząstki. W czasie wykładu chciałabym Państwu przybliżyć, jakie w tej chwili mamy doświadczenia naukowe i co próbujemy zmierzyć w sektorze neutrinowym. Przy użyciu eksperymentów akceleratorowych fizycy udowodnili, że neutrina mają masę, jakkolwiek nikomu nie udało się jeszcze zważyć neutrina. Inne fascynujące fizyków pytanie, to czy neutrino i anty-neutrino będące jego antycząstką to ta sama cząstka czy też nie. Wiele się zmieniło od czasu odkrycia neutrin, ale jeszcze pozostaje wiele otwartch pytań, na które szukamy odpowiedzi. I to będzie tematem mojego popularnonaukowego wykładu.