Vorlesung: Grundkurs Strahlenschutz Claus Grupen Zur Einleitung in die speziellen Fragestellungen des Strahlenschutzes werden zunaechst die Einheiten des Strahlenschutzes und die physikalischen Grundlagen dargestellt. Die physikalisch-biologische Wirkung ionisierender Strahlung wird an Hand der grundlegenden Wechselwirkungen von Teilchen und Strahlung mit Materie erlaeutert. Da der Mensch kein Sinnesorgan fuer ionisierende Strahlung hat, kommt dem Verstaendnis der verschiedenen Messtechniken zur Erkennung und Identifizierung von Radionukliden, wie sie in Medizin, Biologie, Physik und Technik verwendet werden besondere Bedeutung zu. Daneben werden die umfangreichen, meist schwer lesbaren gesetzlichen Regelungen in Strahlenschutzfragen in einer leicht verstaendlichen Form dargestellt. Praktische Fragen des Strahlenschutzes werden in zahlreichen Beispielen und Ergaenzungen beschrieben. Die modernen Strahlenschutzmesstechniken werden an Hand neuester kommerzieller Messgeraete vorgestellt. Die Vorlesung wendet sich an Medizinerphysiker, Biologen, Physiker, Ingenieure und Techniker, die mit radioaktiven Stoffen oder Geraeten zur Erzeugung ionisierender Strahlen umgehen. Die Darstellung der physikalisch-technischen Sachverhalte ist bewusst einfach gehalten. Durch Uebungsbeispiele kann man jederzeit ueberpruefen, inwieweit der Stoff der Vorlesung aktiv beherrscht wird. Diese Uebungen orientieren sich an Fragen des praktischen Strahlenschutzes im kerntechnischen und physikalischen Labor oder in der Roentgen- und Nuklearmedizin. Ein umfangreiches Glossar, das an die Hoerer verteilt wird, erleichtert das Verstaendnis der Fachausdruecke. Literatur: C. Grupen 'Grundkurs Strahlenschutz. Praxiswissen fuer den Umgang mit radioaktiven Stoffen' 3. Auflage, Springer 2003 H. Krieger 'Strahlenphysik, Dosimetrie und Strahlenschutz, Bd.1, Grundlagen' 5. Auflage, Teubner 2003 Vorlesung: Astroteilchenphysik Claus Grupen Die Astroteilchenphysik beschreibt den Zweig der Astronomie, der mit teilchenphysikalischen Methoden versucht, Vorgaenge im Kosmos zu verstehen und Quellen hochenergetischer Strahlung zu orten. In der Vorlesung wird versucht, eine Bruecke zwischen populaerwissenschaftlichen und streng wissenschaftlichen Darstellungen zu schlagen. Die astrophysikalischen Ideen sind auch weitgehend ohne die verwendeten mathematischen Hilfsmittel nachzuvollziehen. Die Vorlesung versucht nicht, den Eindruck zu erwecken, dass die Physiker den uns umgebenden Kosmos verstehen. Es gibt viele offene Fragen, die zur Zeit mit grossem technischen Aufwand angegangen werden. Dazu gehoert das Problem der dunklen Materie, die im Universum eine wesentliche Rolle zu spielen scheint. Offenbar sind die Menschen und die Erde nicht aus dem Stoff gemacht, der im Kosmos vorherrscht. Wenn auch das langfristige Schicksal von Sternen genau untersucht ist, so weiss man nichts Genaues ueber die Gesamtentwicklung des Universums: erwartet uns eine kosmische Eiszeit oder ein Endknall? Neuere experimentelle Ergebnisse legen aber den Schluss nahe, dass das Universum in alle Ewigkeit expandiert. Neben diesen kosmologischen Gesichtspunkten wird die gut untersuchte kosmischen Strahlung, die neuerdings sogar vom Gesetzgeber wegen der Strahlenbelastung fuer das fliegende Personal mit in die Strahlenschutzverordnung aufgenommen wurde, im Detail beschrieben. Die verschiedenen thematischen Bereiche werden durch zahlreiche graphische Darstellungen und Photos veranschaulicht. Literatur: C. Grupen, Astroteilchenphysik, Springer 2000 H. V. Klapdor-Kleingrothaus, K. Zuber, Teilchenastrophysik, Teubner 1995 Vorlesung: Teilchendetektoren Claus Grupen Die Spezialvorlesung ueber Teilchendetektoren wird seit Mitte der 80er Jahre in gewissen Abstaenden regelmaessig gehalten. Sie ist inzwischen mehrfach ueberarbeitet worden. Die Vorlesung ist geeignet fuer Studenten im Hauptstudium, die sich in experimenteller Kern- und Teilchenphysik spezialisieren wollen. Die Vorlesung beginnt mit einer ausfuehrlichen Besprechung der Wechselwirkung von Teilchen und Strahlung mit Materie, welche die physikalische Grundlage jeglichen Detektors bildet. Dann folgen kleinere Abschnitte ueber Statistik und Strahlungsmessung. Im weiteren Verlauf der Vorlesung werden die Detektortypen nach den verschiedenen Messzielen, wie zum Beispiel Orts- , Zeit- und Energiemessung unterteilt. Zum Abschluss werden zahlreiche Beispiele fuer die Anwendung von Teilchendetektoren in Forschung und Technik, zum Beispiel in der Elementarteilchen- und Astroteilchenphysik, der Medizinphysik, Umweltforschung und sogar der Archaeologie vorgestellt. Wer sich intensiv in ein Spezialgebiet einarbeiten moechte, der findet weiterfuehrende Literatur im umfangreichen Material, das in der Vorlesung bereitgestellt wird. Fuer das schnelle Nachschlagen spezieller Fachbegriffe dient auch ein ausfuehrliches Glossar. Literatur: C. Grupen 'Teilchendetektoren' Bibliographisches Institut, Mannheim 1993 C. Grupen 'Particle Detectors' Cambridge University Press, Cambridge 1996 K. Kleinknecht 'Detektoren fuer Teilchenstrahlung', Teubner 1992 K. Kleinknecht 'Detectors for Particle Radiation', Cambridge University Press, 1998 Vorlesung: Kern- und Elementarteilchenphysik Claus Grupen Seit dem Beginn der Erforschung der subatomaren Materie entwickelten sich Kern- und Elementarteilchenphysik in enger wechselseitiger Beziehung. Auf Grund der wachsenden Ausstrahlungskraft der Kern- und Elementarteilchenphysik auf andere Teilgebiete der Physik sowie andere Natur- und Technikwissenschaften besteht nicht nur bei Studierenden und Lehrenden der Physik ein breiter Bedarf an Informationen aus diesem Gebiet. Nach einer historischen Einleitung werden zunaechst einige charakteristische Skalen (Groesse, Masse, Laenge) besprochen. In Kapitel ueber Kernphysik wird das Troepfchenmodell ausfuehrlich vorgestellt. Die spezifischen nuklearen Wechselwirkungen und Wirkungsquerschnitte werden an einigen Beispielen erlaeutert. Als Anwendung dienen Spalt- und Fusionsreaktoren. Ein Hauptteil der Vorlesung ist den Wechselwirkungen von Teilchen und Strahlung mit Materie gewidmet. Daran schliesst sich die Diskussion der Alpha-, Beta- und Gammazerfaelle an. Im elementarteilchenphysikalischen Teil wird zunaechst ein Ueberblick ueber das naive Quarkmodell gegeben. Darauffolgend werden im Rahmen des Standardmodells der Elementarteilchenphysik die elektromagnetischen, schwachen und starken Wechselwirkungen behandelt. In diesem Zusammenhang werden die relevanten Experimente vorgestellt, die letztlich zur Formulierung des Standardmodells gefuehrt haben. In einem letzten Schritt werden theoretische Versuche zur Vereinheitlichung aller Wechselewirkungen auch im Rahmen kosmologischer Erkenntnisse besprochen. Literatur: W. S. C. Williams, 'Nuclear and Particle Physics' Clarendon Press, Oxford 1991 P. Marmier, E. Sheldon 'Physics of Nuclei and Particles', Vol.1 Academic Press, New York 1969