Narodowe Centrum Badań Jądrowych

Zilustrowane przykładami omówienie wykorzystywania materiałów nadprzewodzących w dalszym rozwoju akceleratorów, podstawowego obecnie narzędzia w zakresie energetycznych badań jądrowych. Postęp ten wymaga konstrukcji coraz silniejszych dipolowych elektromagnesów prowadzących zjonizowaną wiązkę po zadanym torze oraz kwadrupolowych elektromagnesów powodujących ściskanie wiązki do odpowiednich kształtów i rozmiarów. Tu pojawia celowość stosowania elektromagnesów z uzwojeniami nadprzewodnikowymi, o znacznie mniejszych od konwencjonalnych elektromagnesów rozmiarach, a więc i konsumpcji energii, jednocześnie wytwarzających bardzo silne pola magnetyczne. Idea wykorzystania elektromagnesów nadprzewodnikowych w konstrukcjach akceleratorów została zweryfikowana i zastosowana w olbrzymiej skali w linii elektromagnesów nadprzewodnikowych o długości 27 km w CERN-ie, w Wielkim Zderzaczu Hadronów. Akceleratory do badań naukowych oparte na elektromagnesach nadprzewodnikowych zostały już skonstruowane w szeregu laboratoriów, natomiast obecnie wiodącą konstrukcją tego typu z zakresu wykorzystania w energetyce jest projekt ITER, International Thermonuclear Experimental Reactor, budowany w Cadarache, w ramach współpracy międzynarodowej, którego pierwszy zapłon powinien mieć miejsce w 2025 r. O skali tej inwestycji świadczy, że  jest to drugi po międzynarodowej stacji kosmicznej światowy program badawczy z budżetem rzędu 10 miliardów euro. W Polsce materiały nadprzewodzące wykorzystane będą w projekcie PolFEL, w przyspieszających wnękach rezonansowych polskiego lasera na swobodnych elektronach. Zastosowanie elektromagnesów nadprzewodnikowych umożliwia uzyskanie indukcji magnetycznej rzędu kilku tesli przy zredukowanej objętości urządzenia, co wynika ze znacznie większej wartości natężenia prądu, jaki może płynąć przez przewód nadprzewodnikowy. Ale jednocześnie pojawia się wówczas konieczność chłodzenia delikatnych materiałów nadprzewodnikowych, a także uwzględnienia generacji specyficznych dla nadprzewodników strat mocy, szczególnie ważnych w warunkach kriogenicznych i warunkach stabilności, zabezpieczających przed wystąpieniem niekontrolowanej utraty nadprzewodnictwa – quenchu oraz wpływu promieniowania jonizującego na uzwojenia nadprzewodnikowe. W tym kontekście szczególnego znaczenia nabiera postęp w rozwoju nadprzewodników wysokotemperaturowych, chłodzonych już nie kosztownym ciekłym helem, a ciekłym azotem lub nawet krio-chłodziarkami.

   Wielki Zderzacz Hadronów (inaczej akcelerator cząstek) został uruchomiony we wrześniu 2008 roku w miedzynarodowym ośrodku fizyki wielkich energii w CERN pod Genewą. Wewnątrz akceleratora są przyspieszane w przeciwnych kierunkach dwie wysokoenergetyczne wiązki cząstek (głównie protony) do szybkości światła. Następnie cząstki te są ze sobą zderzane w czterech punktach i ich produkty rozpadu są mierzone przez detektory cząstek: ATLAS, CMS, ALICE i LHCb. Każdy z detektorów ma swoje przeznaczenie do badania określonej fizyki cząstek elementarnych. Jednym z celów detektora LHCb jest rejestracja cząstek zawierających ciężkie kwarki piękne i powabne oraz badania łamania symetrii materia-antymateria w rozpadach tych cząstek. Łamanie symetrii przestrzenno-ładunkowej jest jedną z najmniej poznanych części modelu standardowego i tym samym jedną z największych zagadek współczesnej fizyki. Jeżeli nasz wszechświat powstał w wyniku wielkiego wybuchu to w nieskończenie małym obszarze przestrzeni energia zamieniła się w równe ilości materii i antymaterii. W miarę jak wszechświat rozszerzał się i oziębiał zmieniały się jego składniki. W ułamku sekundy cała antymateria znikła, zamieniając się w energię promieniowania (fotony) w procesie anihilacji z materią. Pozostała tylko niewielka nadwyżka materii (kilka protonów na 10 miliardów anihilacji). Z tej małej resztki powstał cały nasz wszechświat z miliardami galaktyk, gwiazdami, Słońcem, Ziemią i życiem na Ziemi. Nie wiemy jak powstała ta mała nadwyżka materii, z której jesteśmy zbudowani. Wiemy jednak, że do jej uzyskania potrzebne były oddziaływania łamiące symetrię między materią i antymaterią.

Wszyscy znamy leki w formie dostępnej w aptekach lub szpitalach: tabletki, syropy, zastrzyki… A co, jeśli nasz lek jest radioaktywny?!

Radiofarmaceutyki to wyroby medyczne zawierające przynajmniej jeden radioaktywny izotop. W zależności od typu promieniowania emitowanego przez radioizotop radiofarmaceutyki mogą być stosowane w celach diagnostycznych do obrazowania różnych chorób, w tym nowotworów, chorób neurologicznych bądź kardiologicznych, oraz w celach terapeutycznych do leczenia tych chorób. Znanych jest kilkadziesiąt radioizotopów, które mogą być użyte w medycynie nuklearnej. Takie radioizotopy posiadają najróżniejsze właściwości fizykochemiczne, począwszy od niemetali, np.: tlenu-15 i fluoru-18, aż do metali, np.: technetu-99m i lutetu-177. 

Zastosowanie radioaktywnych substancji do wytwarzania wyrobów farmaceutycznych stwarza dodatkowe wyzwania, które muszą być brane pod uwagę w procesie produkcji radiofarmaceutyków. Podczas prowadzonego wykładu zostanie zaprezentowany proces powstawania radiofarmaceutyków, omówimy jakie środki bezpieczeństwa są zastosowane aby proces produkcji był bezpieczny dla farmaceutów.

Podczas prezentacji omówimy:

- rodzaje promieniowania wykorzystywanego w medycynie nuklearnej,

- sposoby wytwarzania radioizotopów medycznych,

- synteza radiofarmaceutyków - jak to wygląda w praktyce,

- kontrola jakości - jak się upewnić, że mamy dobry produkt,

- środki bezpieczeństwa w radiofarmacji,

- jak są testowane nowe radiofarmaceutyki - badania przedkliniczne nowych substancji,

- zastosowanie radiofarmaceutyków w medycynie - przykłady badań eksperymentalnych i klinicznych.

Wszyscy znamy leki w formie dostępnej w aptekach lub szpitalach: tabletki, syropy, zastrzyki… A co, jeśli nasz lek jest radioaktywny?!

Radiofarmaceutyki to wyroby medyczne zawierające przynajmniej jeden radioaktywny izotop. W zależności od typu promieniowania emitowanego przez radioizotop radiofarmaceutyki mogą być stosowane w celach diagnostycznych do obrazowania różnych chorób, w tym nowotworów, chorób neurologicznych bądź kardiologicznych, oraz w celach terapeutycznych do leczenia tych chorób. Znanych jest kilkadziesiąt radioizotopów, które mogą być użyte w medycynie nuklearnej. Takie radioizotopy posiadają najróżniejsze właściwości fizykochemiczne, począwszy od niemetali, np.: tlenu-15 i fluoru-18, aż do metali, np.: technetu-99m i lutetu-177. 

Zastosowanie radioaktywnych substancji do wytwarzania wyrobów farmaceutycznych stwarza dodatkowe wyzwania, które muszą być brane pod uwagę w procesie produkcji radiofarmaceutyków. Podczas prowadzonego wykładu zostanie zaprezentowany proces powstawania radiofarmaceutyków, omówimy jakie środki bezpieczeństwa są zastosowane aby proces produkcji był bezpieczny dla farmaceutów.

Podczas prezentacji omówimy:

- rodzaje promieniowania wykorzystywanego w medycynie nuklearnej,

- sposoby wytwarzania radioizotopów medycznych,

- synteza radiofarmaceutyków - jak to wygląda w praktyce,

- kontrola jakości - jak się upewnić, że mamy dobry produkt,

- środki bezpieczeństwa w radiofarmacji,

- jak są testowane nowe radiofarmaceutyki - badania przedkliniczne nowych substancji,

- zastosowanie radiofarmaceutyków w medycynie - przykłady badań eksperymentalnych i klinicznych.

Warsztaty polegające na badaniu własności promieniowania jonizującego z użyciem liczników tego promieniowania. Uczestnicy w małych zespołach wyposażonych w zestaw liczników zmierzą promieniowanie różnych przedmiotów, zbadają zależność natężenia promieniowania od odległości od źródła lub rodzaju przesłony. Zmierzą również promieniowanie kosmiczne (miony) docierające z różnych kierunków.

Warsztaty polegające na badaniu własności promieniowania jonizującego z użyciem liczników tego promieniowania. Uczestnicy w małych zespołach wyposażonych w zestaw liczników zmierzą promieniowanie różnych przedmiotów, zbadają zależność natężenia promieniowania od odległości od źródła lub rodzaju przesłony. Zmierzą również promieniowanie kosmiczne (miony) docierające z różnych kierunków.

   Wielki Zderzacz Hadronów (inaczej akcelerator cząstek) został uruchomiony we wrześniu 2008 roku w miedzynarodowym ośrodku fizyki wielkich energii w CERN pod Genewą. Wewnątrz akceleratora są przyspieszane w przeciwnych kierunkach dwie wysokoenergetyczne wiązki cząstek (głównie protony) do szybkości światła. Następnie cząstki te są ze sobą zderzane w czterech punktach i ich produkty rozpadu są mierzone przez detektory cząstek: ATLAS, CMS, ALICE i LHCb. Każdy z detektorów ma swoje przeznaczenie do badania określonej fizyki cząstek elementarnych. Jednym z celów detektora LHCb jest rejestracja cząstek zawierających ciężkie kwarki piękne i powabne oraz badania łamania symetrii materia-antymateria w rozpadach tych cząstek. Łamanie symetrii przestrzenno-ładunkowej jest jedną z najmniej poznanych części modelu standardowego i tym samym jedną z największych zagadek współczesnej fizyki. Jeżeli nasz wszechświat powstał w wyniku wielkiego wybuchu to w nieskończenie małym obszarze przestrzeni energia zamieniła się w równe ilości materii i antymaterii. W miarę jak wszechświat rozszerzał się i oziębiał zmieniały się jego składniki. W ułamku sekundy cała antymateria znikła, zamieniając się w energię promieniowania (fotony) w procesie anihilacji z materią. Pozostała tylko niewielka nadwyżka materii (kilka protonów na 10 miliardów anihilacji). Z tej małej resztki powstał cały nasz wszechświat z miliardami galaktyk, gwiazdami, Słońcem, Ziemią i życiem na Ziemi. Nie wiemy jak powstała ta mała nadwyżka materii, z której jesteśmy zbudowani. Wiemy jednak, że do jej uzyskania potrzebne były oddziaływania łamiące symetrię między materią i antymaterią.

   Wielki Zderzacz Hadronów (inaczej akcelerator cząstek) został uruchomiony we wrześniu 2008 roku w miedzynarodowym ośrodku fizyki wielkich energii w CERN pod Genewą. Wewnątrz akceleratora są przyspieszane w przeciwnych kierunkach dwie wysokoenergetyczne wiązki cząstek (głównie protony) do szybkości światła. Następnie cząstki te są ze sobą zderzane w czterech punktach i ich produkty rozpadu są mierzone przez detektory cząstek: ATLAS, CMS, ALICE i LHCb. Każdy z detektorów ma swoje przeznaczenie do badania określonej fizyki cząstek elementarnych. Jednym z celów detektora LHCb jest rejestracja cząstek zawierających ciężkie kwarki piękne i powabne oraz badania łamania symetrii materia-antymateria w rozpadach tych cząstek. Łamanie symetrii przestrzenno-ładunkowej jest jedną z najmniej poznanych części modelu standardowego i tym samym jedną z największych zagadek współczesnej fizyki. Jeżeli nasz wszechświat powstał w wyniku wielkiego wybuchu to w nieskończenie małym obszarze przestrzeni energia zamieniła się w równe ilości materii i antymaterii. W miarę jak wszechświat rozszerzał się i oziębiał zmieniały się jego składniki. W ułamku sekundy cała antymateria znikła, zamieniając się w energię promieniowania (fotony) w procesie anihilacji z materią. Pozostała tylko niewielka nadwyżka materii (kilka protonów na 10 miliardów anihilacji). Z tej małej resztki powstał cały nasz wszechświat z miliardami galaktyk, gwiazdami, Słońcem, Ziemią i życiem na Ziemi. Nie wiemy jak powstała ta mała nadwyżka materii, z której jesteśmy zbudowani. Wiemy jednak, że do jej uzyskania potrzebne były oddziaływania łamiące symetrię między materią i antymaterią.

Warsztaty polegające na badaniu własności promieniowania jonizującego z użyciem liczników tego promieniowania. Uczestnicy w małych zespołach wyposażonych w zestaw liczników zmierzą promieniowanie różnych przedmiotów, zbadają zależność natężenia promieniowania od odległości od źródła lub rodzaju przesłony. Zmierzą również promieniowanie kosmiczne (miony) docierające z różnych kierunków.

Warsztaty polegające na badaniu własności promieniowania jonizującego z użyciem liczników tego promieniowania. Uczestnicy w małych zespołach wyposażonych w zestaw liczników zmierzą promieniowanie różnych przedmiotów, zbadają zależność natężenia promieniowania od odległości od źródła lub rodzaju przesłony. Zmierzą również promieniowanie kosmiczne (miony) docierające z różnych kierunków.

Warsztaty polegające na badaniu własności promieniowania jonizującego z użyciem liczników tego promieniowania. Uczestnicy w małych zespołach wyposażonych w zestaw liczników zmierzą promieniowanie różnych przedmiotów, zbadają zależność natężenia promieniowania od odległości od źródła lub rodzaju przesłony. Zmierzą również promieniowanie kosmiczne (miony) docierające z różnych kierunków.