ÚTEF - Ústav technické a experimentální fyziky ČVUT - České vysoké učení technické v Praze
Česky English
ÚTEF - Ústav technické a experimentální fyziky ČVUT - České vysoké učení technické v Praze
ČVUT - České vysoké učení technické v Praze
Granty  > Výzkumný záměr 40: Využití radionuklidů a ionizujícího záření.
Výzkumný záměr 40: Využití radionuklidů a ionizujícího záření.

Na projektu se podílí několik pracovišť ČVUT. Jsou to pracovníci některých kateder Fakulty jaderné a fyzikálně inženýrské (FJFI) (katedra dozimetrie a aplikace ionizujícího záření - KDAIZ, katedra jaderné chemie - KJCH, katedra fyzikální elektroniky - KFE, katedra jaderných reaktorů - KJR, katedra inženýrství pevných látek - KIPL) a dále pracovníci dvou výzkumných center ČVUT (Centrum radiochemie a radiační chemie - CRRC, Ústav technické a experimentální fyziky - ÚTEF), na činnosti v rámci Laboratoře kvantitativních metod výzkumu památek se zúčastní též pracovníci Fakulty stavební (FSv) a Fakulty architektury (FA).

ÚTEF se v rámci projektu věnuje vývoji a optimalizaci detektorů pro nejrůznější oblasti použití. Významnou roli zde hrají různé adaptace pixelových detektorů rodiny Medipix. Zde uveďme jen výčet jednotlivých směrů:
Dílčí cíle projektu na pracovišti ÚTEF ČVUT:

2007:

2008:
  • Realizace zařízení pro měření malých koncentrací radonu a thoronu ve vzduchu a jeho kalibrace,
  • Použití koincidenční aparatury pro vzorky se složitými matricemi, stanovení limitů aparatury,
  • Experimenty ve vakuu s polohově citlivými detektory těžkých nabitých částic k měření efektů "kanálování" a "blokování",
  • Výroba a testy diskrétních „nadívaných“ detektorů, optimalizace jejich parametrů,
  • Použití metod tomografické rekonstrukce v dynamické defektoskopii pomocí X záření,
  • Zpracování metodiky kalibrace pro transmisní měření pomocí pixelových detektorů pomalých neutronů, příprava kalibračních vzorků různých materiálů. Stanovení přesnosti měření tloušťky a příčných rozměrů objektu.
  • Použití metod tomografické rekonstrukce v neutronografii pro defektoskopii kompositních materiálů a lepených spojů, analýzu struktury kostí a jiných biologických vzorků,
  • Neutronografické sledování pomalých dynamických dějů (např. pohyb vody v biologických vzorcích, difúze Li v polymerech, tečení plastů atp.).

2009:
  • Dlouhodobé testy zařízení pro měření koncentrace radonu a thoronu ve vzduchu,
  • Testy použití koincidenční aparatury pro měření zpožděných koincidencí,
  • Experimenty použití polohově citlivých detektorů těžkých nabitých částic (analýza povrchů a tenkých vrstev technikou Rutherfordova zpětného rozptylu, atd.),
  • Využití detektorů pro experimenty v oblasti neutronové difrakční optiky - prostorová fokusace neutronového svazku pomocí elasticky ohnutých dokonalých monokrystalů,
  • Experimenty v oblasti neutronové difrakční topografie, zejména na vzorcích monokrystalických superslitin na bázi niklu - zobrazení prostorového a úhlového rozložení mozaikových bloků v moderních technologicky významných materiálech,
  • Neutronografické analýzy vzorků z praxe,
  • Návrh polohově citlivého „nadívaného“ detektoru jednotlivých neutronů.

2010:
  • Doplnění koincidenční spektroskopické aparatury o scintilační detektor pro zpřesnění měření času. Studium možnosti práce v různých režimech (koincidence-antikoincidence) a jejich využití při separaci jednotlivých složek signálu z detektorů,
  • Návrh detektoru rychlých neutronů, Monte-Carlo simulace procesu detekce,
  • Testy základních charakteristik pixelových "nadívaných" detektorů,
  • Sledování rychlejších dynamických dějů pomocí neutronografie s "nadívanými" pixelovými detektory,
  • Metodické testy zobrazování s využitím rozptýlených pomalých neutronů. Vymezení použitelnosti informace z rozptýlených neutronů,
  • Neutronografie reálných objektů.

2011:
  • Adaptace koincidenční aparatury pro testování časových charakteristik polovodičových detektorů ke studiu procesu sběru náboje v těchto detektorech,
  • Zpracování metodiky kalibrace pro transmisní měření pomocí detektorů rychlých neutronů, příprava kalibračních vzorků různých materiálů, stanovení přesnosti měření tloušťky a příčných rozměrů objektu, porovnání s analogickými vlastnostmi neutronografie s pomalými neutrony,
  • Optimalizace parametrů „nadívaných“ detektorů jednotlivých pomalých neutronů,
  • Studium možností 3D rekonstrukce objektu pomocí polohově citlivé detekce rozptýlených neutronů,
  • Dynamická neutronová defektoskopie pomocí „nadívaných“ detektorů,
  • Aplikace osvojených zobrazovacích metod v dalších oborech,

2012:
  • Konstrukce experimentálního uspořádání pro současné provádění tomografických měření pomocí transmisní i rozptylové neutronografie,
  • Návrh aparatury pro současnou diagnostiku vnitřní struktury i vnějšího tvaru objektu kombinací více radiografických metod (rentgenografie, neutronografie, využití rozptýlených neutronů, případně fotonů, optické sledování objektu, případně i analýza povrchu pomocí těžkých nabitých částic, nebo analýza prvkového složení vzorku pomocí spektroskopické techniky aktivační analýzy),
  • Aplikace osvojených zobrazovacích metod v dalších oborech,

Předpokládané výsledky:

Dalšími výsledky řešení záměru bude osvojení několika nových analytických metod a postupů pro studium vnitřní i vnější struktury vzorků nerostného a organického původu a prvkového složení materiálových vzorků. Výsledky lze shrnout následovně:
  • Aparatura pro precizní koincidenční gama spektroskopii umožňující stanovování koncentrace daných izotopů v neznámém vzorku životního prostředí metodou koincidenční neutronové aktivační analýzy (předpokládané zprovoznění již v roce 2007).
  • Diskrétní (single-pad) detektor jednotlivých pomalých neutronů s vysokou účinností pracující při pokojové teplotě, vhodný například pro monitorování pomalých neutronů ve vysokém radiačním pozadí (očekávané dokončení v roce 2007).
  • Zařízení pro standardní stanovování koncentrace radonu a thoronu ve vzduchu s vysokou citlivostí (dokončení očekáváno v roce 2008).
  • Diskrétní detektor jednotlivých rychlých neutronů vhodný například pro monitorování neutronového radiačního pozadí (dokončení v roce 2009).
  • Polohově citlivý detektor jednotlivých pomalých neutronů s vysokým rozlišením (setiny milimetrů) a účinností (desítky procent). Tento typ detektoru umožní zavedení neutronografických metod do běžné praxe (očekávané dokončení do režimu běžného provozu v závěru projektu, tj. v letech 2011-2012).
  • Metody 3D rekonstrukce struktury objektu pomocí transmisní i dispersní neutronografie a transmisní rentgenoskopie (průběžně).
Mimo těchto technologických a metodických výstupů bude výsledkem řešení i řada aplikací těchto výsledků na problematiku jiných vědních či technických disciplín. Půjde především o stanovení použitelnosti, případně limitů dané metody v konkrétních oblastech. Podle současného stavu poznání půjde o aplikace ke:
  • studiu povrchu objektů pomocí detekce těžkých nabitých částic,
  • studiu jevů kanálování a blokování těžkých nabitých částic v krystalických strukturách,
  • analýze vnitřní stavby objektů pomocí neutronografie i rentgenografie s polovodičovými pixelovými detektory (včetně porovnání obou metod z hlediska použitelnosti),
  • použití tomografických technik pro 3D rekonstrukci struktury objektu pomocí záření X i pomalých neutronů,
  • sledování dynamických dějů pomocí rentgenografie i neutronografie s polovodičovými pixelovými detektory,
  • demonstraci a srovnání použití neutronografie i rentgenografie pro zobrazení struktury biologických vzorků (struktura kosti),
  • demonstraci a srovnání použití neutronografie i rentgenografie pro defektoskopii různých materiálů.


Periodické zprávy za pracoviště ÚTEF:





číslo
MSM 6840770040

trvání
1.1.2007 - 31.12.2012

koordinátor
Musílek Ladislav FJFI ČVUT
řešitel
pracovníci

Příspěvky ve sbornících konferencí
(48)
Textový výpis
Rok

Ocenění Název Autor Časopis OceněníRok
A Highly Miniaturized and Sensitive Thermal Neutron Detector for Space Applications Vykydal Z.; Holík M.; Kraus V.; Pospíšil S.; Šolc J.; Tureček D. Amer. Inst. of Physics (AIP) Conf. Proc., Volume: 1423, Pages: 393-396, doi: 10.1063/1.3688833 2012
Detection of Soft X-rays with the Pixel Detector Timepix operated as a highly sensitive Dark-Current free CCD-like Camera Krejčí F.; Kroupa M.; Jakůbek J.; Brůža P.; Pánek D. 2011 IEEE Nuclear Science Symposium Conference Record, NP5.S-166, 1708 - 1712 2012
Energy Sensitive X-Ray Imaging with Pixel Stack Detector Žemlička J.; Jakůbek J.; Soukup P. Engineering Mechanics Conference proceedings, Svratka, Czech Rep., Paper #310, pp. 721–727 2012
Two-dimensional silicon-based detectors for ion beam therapy Martisikova M.; Granja C.; Jakůbek J.; Hartmann B.; Pospíšil S.; et. al. Amer. Inst. of Physics (AIP) Conf. Proc., Vol. 1423 (2012) 327-334 2012
Characterization of Charge Collection in Various Semiconductor Sensors with Energetic Protons and Timepix Device Platkevič M.; Čermák P.; Jakůbek J.; Pospíšil S.; Štekl I.; Vykydal Z.; Žemlička J.; Leroy C.; Allard P.; Bergeron G.; Soueid P.; Teyssier C.; Yapoudjian R.; Fiederle M.; Fauler A.; Chelkov G.; Toblanov O.; Tyazhev A.; Visser J. 2011 IEEE Nuclear Science Symposium Conference Record, Pages: 4715 - 4719, doi: 10.1109/NSSMIC.2011.6154765 2011
Combined Medipix based imaging system with Si and CdTe sensor Vykydal Z.; Fauler A.; Fiederle M.; Jakůbek J.; Soukup P.; Fauler A. 2011 IEEE Nuclear Science Symposium Conference Record, Pages: 4761 - 4765, doi: 10.1109/NSSMIC.2011.6154710 2011
Imaging with Secondary Radiation in Hadron Therapy Beams with the 3D Sensitive Voxel Detector Jakůbek J.; Granja C.; Hartmann B.; Jaekel O.; Martisikova M.; Opalka L.; Pospíšil S. IEEE NSS/MIC/RTSD Valencia, Conf. Record (2011) 2281-2284 2011
X-ray based methods for 3D characterization of charge collection and homogeneity of sensors with the use of Timepix chip Žemlička J.; Jakůbek J.; Jakůbek M.; Vykydal Z. 2011 IEEE Nuclear Science Symposium Conference Record, Pages: 4711 - 4713, doi: 10.1109/NSSMIC.2011.6154764 2011
XUV radiation from gaseous nitrogen and argon target laser plasmas Vrba P.; Vrbová M.; Brůža P.; Pánek D.; Krejčí F.; Kroupa M.; Jakůbek J. Journal of Physics: Conference Series 2011
Detection and Track Visualization of Primary and Secondary Radiation in Hadron Therapy Beams with the Pixel Detector Timepix Jakůbek J.; Granja C.; Jäkel O.; Martisikova M.; Pospíšil S. IEEE NSS/MIC Knoxville Conference Record, pages 1967-1969, doi: 10.1109/NSSMIC.2010.5874118 2010
Fast Neutron Detector Based on TimePix Pixel Device with Micrometer Spatial Resolution Jakůbek J.; Uher J. IEEE NSS/MIC Orlando, Conf. Record 2010
Fast Neutron Tracker based on 3D Position Sensitive Semiconductor Voxel Detector Jakůbek J.; Uher J.; Soukup P. IEEE NSS/MIC Knoxville Conf. Record, page 1162-1167, doi: 10.1109/NSSMIC.2010.5873950 2010
Heavy Ion Charge and Velocity Resolution with a Medipix-Based Active Space Radiation Dosimeter Pinsky L.; Empl A.; Stoffle N.; Leroy C.; Gutierrez A.; Jakůbek J.; Pospíšil S.; Kitamura H.; Uchihori Y.; Nakahiro Y.; Miller J.; Zeitlin C. Aerospace Conference, 2010 IEEE, doi: 10.1109/AERO.2010.5447007 2010
Monte-Carlo Simulation of Fast Neutron Detection with Timepix Uher J.; Jakůbek J. IEEE NSS/MIC Orlando, Conf. Record 2010
Monte-Carlo simulation of fast neutron detection using double-scatter events in plastic scintillator and Timepix Uher J.; Jakůbek J. IEEE NSS/MIC Knoxville Conf. Record, page 1162-1167, doi: 10.1109/NSSMIC.2010.5873950 2010
Non-Contact Imaging with Enhanced Spatial Resolution by Secondary Electron Detection Kroupa M.; Jakůbek J.; Krejčí F. IEEE NSS/MIC Knoxville Conf. Record, page 462-463, doi: 10.1109/NSSMIC.2010.5873803 2010
Spatial and Time Coincidence Detection of the Decay Chain of Short-Lived Radioactive Nuclei Granja C.; Jakůbek J.; Koester U.; Platkevič M.; Pospíšil S. Amer. Insti. of Physics (AIP) Conference Proceedings Series, No. 1265 (2010) 497-500 2010
X-ray fluorescence imaging with the Medipix2 single-photon counting detector Uher J.; Harvey G.; Jakůbek J. IEEE NSS/MIC Knoxville Conf. Record, page 1067-1073, doi: 10.1109/NSSMIC.2010.5873930 2010
Event by Event Energy Sensitive Imaging with TimePix Pixel Detector and its Application for Gamma Photon Tracking Jakůbek J.; Cejnarová A.; Platkevič M.; Šolc J.; Vykydal Z. 2008 IEEE Nuclear Science Symposium Conference Record, Pages: 2726-2733, doi: 10.1109/NSSMIC.2008.4775081 2009
Micro-Probe for Medical Radiation Imaging Based on Medipix2 Detector Vykydal Z.; Jakůbek J.; Svestkova M. 2009 IEEE Nuclear Science Symposium Conference Record, Pages: 2795-2797, doi: 10.1109/NSSMIC.2009.5401659 2009
NSS Poster Award RUIN – Rapid Universal Interface for Medipix Detector Platkevič M.; Jakůbek J.; Vykydal Z. 2008 IEEE Nuclear Science Symposium Conference Record, Pages: 2185-2187, doi: 10.1109/NSSMIC.2008.4774785 2009
Reconstruction of Fluxes of Radioactive Sources with a Medipix2 Pixel Detector using Track Recognition Gutierrez A.; Bouchami J.; Holý T.; Houdayer A.; Jakůbek J.; Lebel C.; Leroy C.; Pospíšil S. AIP Conference Proceedings CP 1204 (2009) 153-154 2009
Capabilities of Medipix2 and Timepix Devices as Detectors for Lobster Eye X-Ray Optics Tichy V.; Švéda L.; Maršík J.; Jakůbek J.; Semencová V.; Pína L.; Hudec R.; Hromčík M. ICSO 2008 Conf. Proc. 2008
Charge Collection Characterization with Semiconductor Pixel Detector Timepix Kroupa M.; Jakůbek J.; Krejčí F. IEEE NSS/MIC/RTSD Conf. Proc. (2008) R12-37 2008
Invited talk. Energy (TOF) and Position Sensitive Detection of Ultra Cold Neutrons with Micrometric Resolution Using the TimePix Pixel Detector Jakůbek J.; Jenke T.; Geltenbort P.; Platkevič M.; Plonka-Spehr C.; Schmidt-Wellenburg P.; Šolc J.; Soldner T. IEEE NSS/MIC Conf. Proc. (2008) N42-1 2008
Invited contribution. Energy sensitive micro-radiography and micro-tomography of biological samples allowing tissue type recognition with semiconductor pixel detectors of Medipix family Jakůbek J. EPSM ABEC 2008, Conference handbook, ISBN 0 8582 5872 2, (p. 265) 2008
Enhancement of Spatial Resolution of Roentgenographic Methods Using Deconvolution Krejčí F.; Jakůbek J.; Kroupa M.; Dammer J.; Vavřík D. IEEE NSS/MIC Conf. Proc. (2008) M06-315 2008
Material Analysis Using Characteristic Transmission Spectra Vavřík D.; Jakůbek J. IEEE NSS/MIC Conf. Proc. (2008), N30-320 2008
Metoda interpolovaných elips založena na digitální obrazové korelaci Vavřík D.; Jandejsek I. Engineering Mechanics 2008, ISBN 978-80-87012-11-6, pp. 252-253 2008
Mikro radiografické měření rozvoje materiálového poškození Vavřík D.; Jakůbek J. Conf. Proc. of New Methods of Damage and Failure Analysis of Structural Parts, ISBN 978-80-248-813-9, p. 331-337 2008
Mikroradiografické pozorování pole napětí v blízkosti čela trhliny Vavřík D.; Jakůbek J.; Holý T. 17th European Conference on Fracture, ISBN 978-80-214-3692-3, pp. 76-83 2008
Monte Carlo Simulations of a Multi-Layer Semiconductor Gamma Photon Tracker Šolc J.; Jakůbek J. IEEE NSS/MIC Conf. Proc. (2008) N30-306 2008
Invited contribution
Měření s detektorem Medipix Platkevič M. Proceedings EMTECH 2008, ISBN 978-80-01-04198-7 2008
Network of Radiation Detectors for ATLAS Žemlička J.; Vykydal Z.; Jakůbek J.; Holý T. Proceedings of Workshop 2008, CTU in Prague, Volume: 12, Pages: 82-83, ISBN 978-80-01-04016-4 2008
Real-Time X-Ray 2-D and 3-D Micro-Imaging of Living Animals with Medipix2 Single Photon Counting Detector Frallicciardi P.; Dammer J.; Weyda F.; Jakůbek J.; Vavřík D.; Pospíšil S. Conf. Proc. IEEE NSS/MIC 2008, M10-112 2008
Real-time in-vivo imaging of small organisms Dammer J.; Jakůbek J.; Hanus R.; Weyda F.; Vavřík D. ICATPP congf. proceedings, p. 640-644 2008
Study of the Charge Sharing in Silicon Pixel Detector with Heavy Ionizing Particles Interacting with a Medipix2 and a Timepix Device Bouchami J.; Gutierrez A.; Houdayer A.; Idarraga J.; Jakůbek J.; Lebel C.; Claude L.; Martin J.; Platkevič M.; Pospíšil S. IEEE NSS/MIC Conf. Proc. (2008) N04-2 2008
Directional radiation detector Uher J.; Fröjd C.; Jakůbek J.; Pospíšil S.; Thungstrom G.; Vykydal Z. 2007 IEEE Nuclear Science Symposium Conference Record, Pages: 1162-1165, doi: 10.1109/NSSMIC.2007.4437213 2007
Image Accumulation in Pixel Detector Gated by Late External Trigger Signal and its Application in Imaging Activation Analysis Jakůbek J.; Cejnarová A.; Platkevič M.; Vobecký M. AIP Vol. 958 (2007), pp 131 2007
In-vivo real-time X-ray µ-imaging Dammer J.; Holý T.; Jakůbek J.; Jakůbek M.; Pospíšil S.; Vavřík D. AIP Vol. 958 (2007), pp 139 2007
Medipix2/USB Portable Radiation Camera Vykydal Z.; Holý T.; Jakůbek J.; Platkevič M.; Pospíšil S. Amer. Inst. of Physics (AIP) Conf. Proc., Volume: 958, Pages: 105-107, doi: 10.1063/1.2825757 2007
Invited lecture Microadiographic Measurement of Moving Material Structures Vavřík D.; Holý T.; Jakůbek J.; Jakůbek M. Proceedings of International Symposium on Technology for Next Generation Vehicle & Machine (2007) 2007
Microradiographic Observation of Grainy Structure of Al Alloy Vavřík D.; Holý T.; Jakůbek J.; Jakůbek M.; Valach J. IEEE NSS Conf. Proc. (2007) N24-432 2007
Microradiography with Semiconductor Pixel Detectors Jakůbek J.; Cejnarová A.; Dammer J.; Holý T.; Platkevič M.; Pospíšil S.; Vavřík D.; Vykydal Z. Amer. Inst. of Physics (AIP) Conf. Proc., Volume: 958, Pages: 131-135, doi: 10.1063/1.2825764 2007
Radiography of Chaotically Moving Objects Vavřík D.; Dammer J.; Holý T.; Jakůbek J.; Jakůbek M.; Jandejsek I. AIP Vol. 958 (2007) 139-142 2007
Silicon Detectors for Neutron Imaging Uher J.; Jakůbek J.; Holý T.; Pospíšil S.; Thungstrom G.; Vavřík D.; Vykydal Z. Amer. Inst. of Physics (AIP) Conf. Proc., Volume: 958, Pages: 101-105, doi: 10.1063/1.2825756 2007
Spectrometric Properties of TimePix Pixel Detector for X-ray Color and Phase Sensitive Radiography Jakůbek J.; Dammer J.; Holý T.; Jakůbek M.; Pospíšil S.; Tichy V.; Uher J.; Vavřík D. IEEE NSS Conf. Proc. (2007) N50-6 2007
Hledat
10th Anniversary of IEAP