Instytut Fizyki

Seminarium z udziałem dr inż. Krzysztofa Fornalskiego z Laboratorium Ex-Polon

26 listopada 2019 r. (wtorek) o godz. 9:15 w sali 9 Instytutu Fizyki odbędzie się seminarium poświęcone nowatorskim osłonom przed promieniowaniem jonizującym. Podczas seminarium dr inż. Krzysztof Fornalski wygłosi wykład pt. „Czy naładowany grafen może być osłoną przed promieniowaniem?”.

Standardowo w ochronie radiologicznej promieniowania X oraz gamma stosuje się osłony ciężkie, takie jak ołów. Ich wysoki przekrój czynny na oddziaływanie wysokoenergetycznych fotonów wynika z dużej liczby atomowej, a co za tym idzie dużych jąder atomowych oraz dużej liczby elektronów na powłokach. Ten szkolny wręcz standard stanowi jednak spore wyzwanie inżynieryjne w sytuacji konieczności nietypowego zastosowania takiej osłony, np. w przypadku specyficznej budowy kolimatorów w medycynie czy też osłonach radiacyjnych statków kosmicznych, gdzie duża masa materiału osłonowego jest znacznym problemem technicznym i finansowym. Jednakże rozpatrując oddziaływanie fotonów z materią umknąć może pewien istotny szczegół: otóż trzy spośród czterech głównych mechanizmów, tj. efekt fotoelektryczny, efekt Comptona i tworzenie par elektron-pozyton w polu elektronu (tzw. kreacja tryplet) potrzebują do zajścia zasadniczo elektronów, a nie bezpośrednio samych jąder.

Oznacza to, że zwiększając ilość ładunku w lekkim materiale zwiększymy tym samym przekrój czynny na oddziaływania fotonów bez konieczności zastosowania osłony ciężkiej. Koncepcja ta została pierwszy raz opisana kilka lat temu w oparciu o naładowany grafen, zaś w tym roku przeprowadzono pierwsze eksperymenty w Narodowym Centrum Badań Jądrowych. Wyniki, mimo dużych niepewności, pokazały spodziewany efekt: wiązka promieniowania X ulega osłabieniu, jeśli na swej drodze napotka naładowany elektrostatycznie absorbent. Dyskusyjne jest jednak, czy zaobserwowane zjawisko ma jakąkolwiek możliwość zastosowania w praktyce z uwagi na niewielką skalę efektu oraz trudności techniczne w utrzymaniu tak dużego ładunku.

O autorze

dr inż. Krzysztof Wojciech Fornalski - absolwent Wydziału Fizyki Politechniki Warszawskiej, doktorat z wyróżnieniem w Narodowym Centrum Badań Jądrowych w 2012 r. pod opieką prof. Ludwika Dobrzyńskiego. Zainteresowania naukowe skupiają się głównie na biofizyce i fizyce radiacyjnej. Oprócz pracy naukowej zajmuje się także pracą dla przemysłu w dziedzinie ochrony radiologicznej, m.in. na potrzeby pierwszej polskiej elektrowni jądrowej. Współwłaściciel Laboratorium Ex-Polon, pierwszego w Polsce prywatnego akredytowanego laboratorium dozymetrii indywidualnej.