V případě zájmu o některou z níže uvedených přednášek se, prosím, obracejte na katedrálního koordinátora – Ing. Ondřej Kořistka (e-mail).
Biologické účinky ionizujícího záření aneb obávaný zabiják či užitečný pomocník?
přednášející: Ing. Ondřej Kořistka
Ionizující záření je přirozenou součástí našeho prostředí – dopadá na nás z kosmu, vyzařuje z hornin, dýcháme radioaktivní radon, dokonce sama naše těla jsou radioaktivní. Radiace ale není vidět, slyšet ani cítit, nemůžeme si na něj sáhnout ani ji ochutnat, možná právě proto nás tolik děsí a žlutý výstražný trojúhelník v nás evokuje strach. Kdy je záření „málo“ a kdy je ho „moc“? Co to vlastně ionizující záření je a jak souvisí s radioaktivitou? Jak vzniká rakovina a jak lze ionizující záření využít při její diagnostice a léčbě? Jak se naše buňky (ne)umí se zářením vypořádat?
Osnova přednášky:
- Radioaktivita jako vlastnost atomových jader, vznik ionizujícího záření
- Kosmické a terestrické záření, umělé zdroje radiace, radon v ČR
- Buněčná genetika a genová exprese
- Radiační poškození DNA, časová škála účinků záření
- Deterministické a stochastické účinky ionizujícího záření
- Využití ionizujícího záření v radiodiagnostice, nukleární medicíně a radioterapii
Když záření léčí aneb současná radioterapie
přednášející: Ing. Ondřej Kořistka
Ionizující záření je dobrý sluha, ale zlý pán. Dokáže popálit i zabít, ale také jako neviditelný zachránce vyléčit rakovinu či ulevit od bolesti. Jak radiace působí na lidskou buňku a proč někdy pomáhá a někdy škodí? Umí se naše buňky bránit? Jak vzniká rakovina a jak lze ionizující záření využít při její diagnostice a léčbě? Představím vám moderní radioterapeutické postupy a v rámci miniworkshopu si zkusíme naplánovat radioléčbu nádoru prostaty.
Osnova přednášky:
- Úvod do fyziky ionizujícího záření a jeho biologické účinky
- Strategie onkologické léčby – chemoterapie, hormonoterapie či radioterapie?
- Terapie externími svazky a brachyterapie, výhody a nevýhody protonové terapie
- Plánování radioterapie krok za krokem, verifikace léčebného plánu
- Vztah lékaře a fyzika v radiologické fyzice
- Miniworkshop – plánování fotonové teleterapie rakoviny prostaty
Výpočetní tomografie očima matematika
přednášející: Ing. Ondřej Kořistka
Začátek 70. let, kdy lékaři poprvé nahlédli na anatomii pacienta trojrozměrně a zároveň neinvazivně metodou výpočetní tomografie (CT), se stal revolucí ve zdravotnictví. Výpočetní tomografy jsou dnes nedílnou součástí každé nemocnice a umožňují pokročilé medicínské aplikace. Jak „cétéčko“ funguje z matematického pohledu? Jakým “kouzlem” dokážeme pacienta rozřezat na jednotlivé řezy a poskládat jej jako kostičky z lega? Jak lze diagnostickou informaci zlepšit postprocesingovými úpravami?
Osnova přednášky:
- Úvod do fyziky ionizujícího záření a jeho interakce s látkou
- Princip vzniku rentgenového snímku, skiagrafie a výpočetní tomografie z hlediska dávky a prostorového rozlišení
- Akvizice dat při CT vyšetření a radonová transformace
- Fourierova transformace
- Rekonstrukce dat – iterativní metoda a filtrovaná zpětná projekce
- CT artefakty a postprocesingové úpravy obrazu
Na cestě ke kvantové mechanice
přednášející: Ing. Ondřej Kořistka
Co znamená, že je něco kvantováno? Jak může být elektron na dvou místech zároveň? A je ta kočka živá nebo mrtvá? Proč je pro lidskou mysl kvantová mechanika tak neuchopitelná a rádoby odporuje zdravému rozumu? Vydejme se společně na počátek 20. století, kdy Max Planck zformuloval první smělou myšlenku o kvantování energie, projděme experimenty, které vedly k formulaci kvantové mechaniky, a dotkněme se prozatímního vrcholu elementárního lidského poznání.
Osnova přednášky:
- Fyzikální obraz světa na přelomu 19. a 20. století
- Síla neexistuje aneb obecná teorie relativity a teorie silových interakcí jako 2 pilíře vědy
- Experimenty vedoucí ke vzniku kvantové mechaniky
- De Broglieova hypotéza a Schrodingerova rovnice
- Bůh nehraje s vesmírem kostky aneb náhodnost v kvantové mechanice
- Teorie skrytých proměnných a Bellovy nerovnosti
- Měření v kvantové mechanice a relace neurčitosti
- Živá nebo mrtvá?
Teorie relativity aneb 1+1 není 2
přednášející: Ing. Ondřej Kořistka
Teorie relativity je základním pilířem dnešní teoretické fyziky. Pojem, že je něco “relativní” používáme dnes a denně. Co to ale znamená ve fyzice? Jaký je rozdíl mezi speciální a obecnou teorií relativity? Umožňují fyzikální zákony cestovat v čase? Náš vesmír je prý 4D – kde je ten čtvrtý rozměr? Začněme hezky od začátku u pana Newtona, provrtejme klasickou mechaniku jako ementál a nechme toho blázna Einsteina, aby nám ji spravil.
Osnova přednášky:
- Absolutní pojetí Newtonovské mechaniky
- Galileiho a Lorentzovy transformace a princip korespondence
- Skrz éter to nepůjde aneb Michelsonův experiment
- Postuláty speciální teorie relativity
- Dilatace času, kontrakce délek, paradox dvojčat
- Relativistická dynamika aneb co znamená E = mc2
- Základy obecné teorie relativity a dva pilíře vědy
- Gravitační vlny
Experimenty částicové fyziky
přednášející: Ing. Kamil Augsten, Ph.D.
Základní výzkum v oblasti experimentální částicové fyziky využívá nejpokročilejších technologií v oblastech urychlovačů a detektorů, jedná se o velké mezinárodní projekty pod záštitou laboratoří jako je CERN a Fermilab. Na některých takových projektech se podílíme a využíváme znalosti detektorů a detekčních principů, fyziky částic a zpracování dat získané při studiu na Jaderce. Pojďme se tedy podívat na to, jakým experimentům se věnujeme, co je na nich zajímavého, unikátního a jakých výsledků nebo objevů můžeme pomoci nich dosáhnout.
Je život v okolí elektrárny bezpečný?
přednášející: RNDr. Lenka Thinová, Ph.D.
Přednáška shrnuje informace, jak to je s radioaktivitou v okolí našich jaderných elektráren a v okolí jiných průmyslových zdrojů, jakou dávku obdržíte při vyšetření v nemocnici nebo když máte doma vysokou koncentraci radonu. Po přednášce si můžete odpovědět na otázku, zda byste se měli bát stanovat u Temelína nebo ne.
Neviditelný zachránce – jaderná fyzika v medicíně
přednášející: Ing. Tereza Hanušová
Jaderná fyzika nachází uplatnění ve třech odvětvích medicíny, a sice v rentgenové diagnostice, nukleární medicíně a radioterapii. S vyšetřením nebo léčbou pomocí ionizujícího záření se během života setká každý z nás, ať je to obyčejný panoramatický rentgen zubů, vyšetření pomocí výpočetní tomografie (tzv. CTéčko) nebo léčba zhoubných i nezhoubných nádorových onemocnění. Kromě lékařů, sester a radiologických asistentů, s nimiž se pacient v nemocnici setká, musí být na těchto odděleních zaměstnán i radiologický fyzik, který má zodpovědnost za správnou funkci všech přístrojů, radiační ochranu a bezpečné použití ionizujícího záření (které lidskému organismu může vážně uškodit, nejsou-li dodrženy všechny předepsané postupy). Do tajemství léčby prostřednictvím neviditelného záření a do tajemství pro pacienta neviditelných radiologických fyziků vás zasvětí tato přednáška. Není od věci dozvědět se něco o tom, co se nás bezprostředně týká, ať už máme zájem spíše o fyziku nebo filosofii.
Radiační ochrana
přednášející: doc. Ing. Tomáš Vrba, Ph.D.
Ionizující záření (radiace) je velmi užitečné, ale ve špatných rukou také velmi nebezpečné. Proto již záhy po jeho objevení začala vznikat doporučení a pravidla, jak je bezpečněji užívat. Postupný vývoj ochrany před nežádoucími účinky ionizujícího záření zabránil tomu, aby bylo možné postavit štěpný jaderný reaktor doma na zahradě, použít rentgen ke kontrole dobře padnoucích bot nebo solventnosti návštěvníků restaurace, jakož i jiným méně bizarním, avšak užitečným činnostem. Za více než 100 let se systém zkomplikoval natolik, že mu již málokdo rozumí, ač v jeho jádru je jednoduchá a racionální idea. Cílem přednášky je přiblížit skrytou logiku radiační ochrany a vysvětlit, proč na rozdíl od ohně, který si může rozdělat každý, je použití ionizujícího záření dnes téměř výhradně svěřeno jen do rukou profesionálů jako je Dana Drábová.
Účinky ionizujícího záření na lidský organismus
přednášející: doc. Ing. Tomáš Vrba, Ph.D.
Je strach z takzvané radiace (ionizujícího záření) oprávněný? Může po ozáření vzniknout superhrdina nebo super-nestvůra? Proč se k léčbě rakoviny používá ionizující záření, když je tak nebezpečné? Jaké je riziko spojené s lety do vesmíru? Skutečně havárie v Černobylu usmrtila milión lidí na celém světe? Na tyto otázky se snaží seriózně, ale nikoliv nudně, odpovědět přednáška shrnující aktuální poznání o účincích ionizujícího záření.
Černobyl: skutečnost vs. seriál
přednášející: doc. Ing. Tomáš Vrba, Ph.D.
Již více než 35 let uplynulo od neštěstí v Černobylské jaderné elektrárně. S přibývajícím časem klesá aktivita v oblastech zasažených radioaktivním spadem, ale roste počet dokumentů, případně jiné filmové tvorby, které vykreslují onu událost. Filmařsky velmi zdařilý miniseriál Černobyl z roku 2019 (HBO a Sky) vzbudil veliký ohlas. Na serveru csfd.cz jej více než 35 000 uživatelů hodnotilo průměrnými 96,2 %, což z něj činí nejlepší seriál všech dob. Přednáška se snaží poukázat na příčiny a dopady jaderné havárie a srovnat skutečnost se seriálovým ztvárněním.
Černobylská havárie
přednášející: Ing. Pavel Novotný, Ph.D.
V dubnu roku 1986 došlo během technické zkoušky v jaderné elektrárně nacházející se nedaleko ukrajinského Černobylu k událostem, které vyústily v největší jadernou katastrofu v dějinách lidstva. Přednáška je věnována podrobnému popisu průběhu havárie, a především vysvětlení jejích příčin a důsledků. Pro usnadnění orientace v problematice jaderné bezpečnosti je do úvodní částí zařazen výklad základních principů fyziky jaderných reaktorů a radiační ochrany.
Radioaktivita a ionizující záření
přednášející: Ing. Pavel Novotný, Ph.D.
Radioaktivita. Fyzikální proces, při kterém dochází k samovolné přeměně atomových jader na jiná, a který může být doprovázen emisí ionizujícího záření. Fenomén, z něhož mají mnozí lidé strach, přestože je přirozenou součástí světa okolo nás. Přednáška přináší základní přehled přírodních i umělých zdrojů ionizujícího záření, které přispívají k ozáření obyvatelstva, včetně zhodnocení jejich podílu na efektivní dávce.
Hlubinné úložiště radioaktivních odpadů
přednášející: Ing. Pavel Novotný, Ph.D.
Při mírovém využívání jaderné energie a ionizujícího záření ve výzkumu, průmyslu nebo zdravotnictví vzniká určité množství radioaktivních látek, které už nemají dalšího využití. Jedná se o radioaktivní odpady, jejichž izolaci od životního prostředí je nutné zajistit. Pro nízko a středněaktivní odpady již existují v České republice přípovrchová úložiště. Bezpečné uložení vyhořelého jaderného paliva se však neobjede bez výstavby nového zařízení – hlubinného úložiště umístěného v horninovém masivu. To kombinací přírodních a inženýrských bariér zajistí izolaci vysoceaktivních materiálů po celou dobu, kdy by mohly být potenciálně nebezpečné.
Experimentální radiobiologie (jen on-line)
přednášející: Ing. Anna Jelínek Michaelidesová, Ph.D.
Radiobiologie je vědním oborem zabývajícím se účinky ionizujícího záření na živé organismy. Je řada způsobů, jak tyto účinky zkoumat. Mohou se ozařovat molekuly DNA či proteinů, nebo také buňky či zvířata. Mohou se ozařovat i lidé? Povíme si o tom.
Radioaktivita jako významný zdroj energie v zemském nitru
přednášející: Mgr. Václav Procházka, Ph.D.
Radioaktivní prvky a izotopy jsou důležitý zdroj tepla v zemské kůře a plášti (podle některých názorů dokonce i v jádře), které má na svědomí třeba sopečnou činnost, ale také je zdrojem geotermální energie. Kolik radioaktivních prvků tam vlastně je? Dlouho jsme o tom měli jen nepřímé důkazy. Výzkum elementárních částic však přinesl nové možnosti: hlavně díky neutrinům, kterým se také přezdívá „částice – duchové". Takové neutrino snadno proletí i celou Zemí, ale malý zlomek neutrin, která vznikají třeba radioaktivním rozpadem v zemském plášti, jsme přeci jen schopni detekovat. Jaké jsou nároky na takový detektor neutrin a jaké jsou zatím výsledky?