5 lutego Zakład Fizyki Detektorów i Diagnostyki Plazmy NCBJ zorganizował warsztaty z detekcji i dozymetrii promieniowania mieszanego. Techniki detekcji mają zastosowanie między innymi w medycynie, przemyśle, czy w energetyce jądrowej. 

Detekcja i dozymetria promieniowania mieszanego – gamma, alfa, beta oraz neutronowego – były przedmiotem warsztatów zorganizowanych przez Zakład Fizyki Detektorów i Diagnostyki Plazmy NCBJ. Podczas spotkania zaprezentowano techniki detekcji i dozymetrii promieniowania oraz ich zastosowanie w obszarze energetyki jądrowej, gdzie monitoring promieniowania stanowi kluczowy element wyposażenia obiektu, jakim jest elektrownia jądrowa.

– W obecnej sytuacji dozymetria jest szczególnie ważna. Cieszę się, że możemy rozpocząć pierwsze spotkanie z nowego cyklu warsztatów dedykowane zarówno dla specjalistów, jak i studentów uniwersytetów oraz uczelni technicznych zainteresowanych tematyką dozymetrii – powiedziała prof. Agnieszka Pollo, Dyrektor ds. naukowych NCBJ, podczas inauguracji spotkania. 

– Widzimy potrzebę, aby organizować spotkania nie tylko dla specjalistów zajmujących się detekcją i dozymetrią, ale także dla przedstawicieli przemysłu. Mam nadzieję, że takie spotkania zaowocują zacieśnieniem współpracy krajowego środowiska badaczy i pozwolą na opracowanie i testowanie systemów rejestrujących i jednocześnie wyznaczających dawkę różnych typów promieniowania –dodała dr Agnieszka Syntfeld-Każuch z Zakładu Fizyki Detektorów i Diagnostyki Plazmy NCBJ.

Promieniowanie jonizujące, takie jak cząstki alfa, beta i promieniowanie gamma, a także neutrony, jest wykorzystywane w wielu dziedzinach działalności człowieka – od badań naukowych i przemysłu po medycynę nuklearną i bezpieczeństwo kraju. Cząstki alfa są jądrami atomów helu, natomiast cząstki beta to elektrony lub ich odpowiedniki o ładunku dodatnim, czyli pozytony. Promieniowanie gamma jest rodzajem promieniowania elektromagnetycznego – nie ma masy ani ładunku i powstaje w wyniku przemian zachodzących w jądrach atomów. Neutrony to cząstki obojętne elektrycznie, o masie zbliżonej do masy protonu. W przeciwieństwie do cząstek alfa i beta nie jonizują one materii bezpośrednio. Cząstki alfa silnie oddziałują z materią i najczęściej powstają podczas rozpadu ciężkich jąder atomowych. Cząstki beta pojawiają się w rozpadach jąder, w których zaburzona jest równowaga między liczbą neutronów i protonów.  Neutrony są zwykle emitowane przez bardzo ciężkie pierwiastki, takie jak uran czy pluton, w procesach samorzutnego lub wymuszonego rozszczepienia jądra atomowego. Promieniowanie jądrowe jest często kojarzone z negatywnym wpływem na zdrowie człowieka. Dlatego tak istotne jest jego wykrywanie (detekcja) oraz jednoczesny pomiar dawek promieniowania, którym zajmuje się dozymetria.

Promieniowanie może mieć także pozytywne i użyteczne zastosowania w wielu dziedzinach życia. 
Należą do nich m.in.:

• medycyna nuklearna (diagnostyka i radioterapia), która zajmuje się wykrywaniem 
  i leczeniem chorób nowotworowych. Techniki takie jak pozytonowa tomografia emisyjna (PET) czy scyntygrafia umożliwiają obrazowanie narządów wewnętrznych oraz ocenę zmian chorobowych;
• badania naukowe i przemysłowe, obejmujące m.in. badania oddziaływania promieniowania jonizującego z materiałami, np. materiałami konstrukcyjnymi obiektów jądrowych, badania konwerterów promieniowania (scyntylatory), radiografię neutronową czy radiografię X.
• bezpieczeństwo kraju, rozumiane jako działania związane z kontrolą ładunków 
  i osób w punktach kontroli, takich jak lotniska czy przejścia graniczne;
• przemysł, w którym stosuje się m.in. neutronową analizę aktywacyjną, służącą do wykrywania kluczowych pierwiastków – miedzi, cynku, żelaza, kadmu, rtęci i ołowiu. Technika ta jest szczególnie cenna ze względu na wysoką czułość oraz możliwość analizy bez niszczenia badanego obiektu; 
• siły zbrojne, gdzie promieniowanie wykorzystywane jest w technikach monitorowania skażeń po użyciu broni jądrowej, m.in. za pomocą przenośnych monitorów promieniowania i przyrządów dozymetrycznych, które stanowią regularne wyposażenie wojska. 

Bardzo często mamy do czynienia z mieszanymi polami promieniowania, obejmującymi promieniowanie alfa, beta, gamma oraz neutronowe. W takiej sytuacji konieczna jest oddzielna rejestracja każdej ze składowych oraz wyznaczenie natężenia lub dawki pochodzącej od każdego rodzaju promieniowania. Zadaniem tym zajmują się techniki detekcji i rozróżniania poszczególnych typów promieniowania. 

Prace badawcze, w których są opracowywane i testowane materiały detekcyjne oraz techniki rozróżniania składowych promieniowania i wyznaczania ich dawek, aktualnie prowadzone są w wielu laboratoriach, m.in. w Narodowym Centrum Badań Jądrowych, na Uniwersytecie Jagiellońskim czy na Uniwersytecie Kazimierza Wielkiego w Bydgoszczy. 

W obiektach jądrowych, takich jak reaktory jądrowe, a także w systemach detekcji stosowanych na przejściach granicznych, konieczne jest wykrywanie i rozróżnianie promieniowania gamma oraz neutronów występujących jednocześnie w tym samym polu promieniowania. Z tego powodu wiele zespołów badawczych pracuje obecnie nad nowymi materiałami i technikami detekcyjnymi, umożliwiającymi skuteczne rozróżnianie promieniowania gamma od neutronów szybkich i termicznych.