Zahlavi

Témata studentských prací

Identifikace iontů primárního kosmického záření
Typ:   Bakalářská nebo diplomová práce
Vedoucí:   Iva Ambrožová (ambrozova@ujf.cas.cz)
Úvod:   Kosmické záření představuje zdravotní riziko pro posádky vesmírných misí. Je tvořeno celou řadou různých částic s různou energií, skládá se z primárních iontů galaktického a slunečního záření a také ze sekundárních částic vzniklých při interakcích primárního záření se stěnami lodi a okolním materiálem. Jednou z možností, jak různé komponenty záření odlišit a stanovit příspěvek jednotlivých iontů primáního záření k celkovému ozáření je pomocí detektorů stop v pevné fázi a metody postupného leptání.
Úkol:   Cílem práce bude nejprve se seznámit s kosmickým zářením a metodikou vyhodnocování detektorů stop. Dále navrhnout nejvhodnější algoritmus pro metodu postupného leptání a s jeho pomocí vyhodnotit detektor ozářený na palubě ISS a identifikovat jednotlivé ionty primárního kosmického záření.

 

Studium odezvy různých termoluminiscenčních detektorů v pulsních svazcích elektronů
Typ:   Bakalářská, výzkumná nebo diplomová práce  
Vedoucí:   Iva Ambrožová (ambrozova@ujf.cas.cz)
Úvod:   Nedávné radiobiologické experimenty ukázaly, že ozařování svazkem elektronů s velmi vysokou dávkou na puls může významně snížit nežádoucí vedlejší účinky. Nicméně měření dávek v takových podmínkách (pulsy s dávkou mnohem vyšší než u konvenční radioterapie) představuje určitou výzvu, protože rutinní dozimetry zde mohou selhávat. Cílem práce bude studovat odezvu několika různých typů termoluminiscenčních detektorů v elektronových pulsních svazcích.
Úkol:   Student se nejprve seznámí s metodou termoluminiscenční dozimetrie. V praktické části práce pak provede experiment ve svazku elektronů na mikrotronu s použitím několika různých typů termoluminiscenčních detektorů, které následně vyhodnotí.

 

Variace spekter fotonového záření
Typ:   Bakalářská, výzkumná nebo diplomová práce  
Vedoucí:   Iva Ambrožová (ambrozova@ujf.cas.cz)
Úvod:   Intenzita ionizujícího záření měřeného na jednom místě na zemském povrchu může být ovlivněna různými faktory, mezi které patří objemová koncentrace radonu ovlivněná meteorologickými podmínkami (hlavně srážkami), variace kosmického záření nebo záření, které může vznikat v bouřkových mracích. Cílem práce bude zkoumat vliv různých faktorů na krátko i dlouhodobé variace spekter fotonového záření měřených scintlačním detektorem na observatři Milešovka.
Úkol:   Student se nejprve na základě rešerše odborné literatury seznámí se spektrometrií gama, principem scintilačních detektorů s anorganickým krystalem a možnými faktory ovlivňujícími fotonová spektra. V praktické části práce nejprve v laboratorních podmínkách ověří vlastnosti konkrétního spektrometru gama a jeho energetickou kalibraci. Dále se bude podílet na vlastních měřeních s daným spektromtrem na Milešovce a následní analýze výsledků.

 

Vybrané kvaziperiodické variace kosmického záření a atmosférických charakteristik
Typ:   Bakalářská nebo diplomová práce, s možností pokračovat v doktorandském studiu
Vedoucí:   Ondřej Ploc (ploc@ujf.cas.cz)
Úvod:   Časové řady měření kosmického záření pozemními detektory projevují kvaziperiodické variace. Jejich původ souvisí s cyklickými změnami sluneční aktivity, rekurentními změnami meziplanetárního magnetického pole a charakteristik slunečního větru, respektive s periodickými změnami magnetosféry Země. Většinou se pro atmosférické korekce dat neutronových nebo mionových detektorů používají lokální parametry atmosféry, jako jsou tlak, teplota a podobně. Korekce jsou většinou prováděny v linearizovaném přiblížení.
Úkol:   Úlohou studenta bude, po seznámení se s kosmickým zářením a jeho detekcí na zemském povrchu, popsat denní variaci nekorigované intenzity kosmického záření měřené neutronovým monitorem a tlaku, teploty a možná i vlhkosti ve dvou odlišných nadmořských výškách a zjistit, zda jsou v reziduu přítomné kvaziperiodické variace. Jejich výskyt by pomohl zdokonalení korekce podobně jako v práci [1] věnované korekcím mionových měření. Pro detektor SEVAN na Lomnickém štítě by student mohl provést podobnou analýzu. V druhé části práce by student provedl spektrální a waveletovou analýzu kvaziperiodicity, v kosmickém záření i atmosférických parametriech okolo 27 dní, tedy odpovídající rotaci slunečního disku [2]. Práce by přispěla k řešení projektu CRREAT.
[1] Mohanty P. K. et al., Astroparticle Physics 70 (2016), 23-30
[2] Edmonds I., Astrophysics (2013), pdf

 

Využití metod rozpoznávání obrazu pro vyhodnocování jaderných emulzí
Typ:   Bakalářská práce, výzkumný úkol, nebo diplomová práce s možností pokračování v návazných pracech  
Vedoucí:   Václav Štěpán (stepan@ujf.cas.cz)
Úvod:   Jaderné emulze umožňují zobrazovat stopy ionzujícího záření pomocí techniky analogické fotografickému filmu. Ve vrstvě silné jednotky až stovky mikrometrů jsou zachyceny trojrozměrné obrazy interakcí nabitých částic či neutronů - ať už z částic kosmického záření, urychlovačů, nebo atomů v emulzi rozptýlených radioaktivních prvků. Důležitou a časově velmi náročnou částí je zpracování obrazu a dohledávání těch správných, zajímavých a málo četných interakcí.
Úkol:   Cílem bude ve spolupráci s kolegy v JINR v Dubně navrhnout řešení pro co nejvíce automatickou identifikaci a vyhodnocení zajímavých částí ve větších plochách již nasnímaného obrazu. Pro řešení předpokládáme použití nástrojů Python, Matlab a v dalších fázích pak knihovny Tensorflow.

 

Vliv ionizujícího záření na specifickou interakci DNA s proteiny
Typ:   Bakalářská práce s možností pokračovat výzkumným úkolem a diplomovou prací
Vedoucí:   Marie Davídková (davidkova@ujf.cas.cz)
Úvod:   Teoretické modelování se v radiobiologii používá pro doplnění experimentálních studií nebo predikce jevů, které v současné době nelze experimentálně sledovat.
Úkol:   Předmětem rešeršní práce je na základě studia odborné literatury (učebnice, knihy, odborné časopisy) vypracovat přehled dostupných informací o radiačním poškození proteinů, schopnosti proteinů tvořit specifické komplexy s DNA a o stabilitě těchto interakcí v podmínkách ozařování zářením různé kvality. Diplomová práce by se zabývala teoretickým modelováním účinků nabitých částic na vybraný biologicky významný komplex DNA s proteinem.

 

Studium radiačního poškození DNA na nanostrukturách DNA
Typ:   Bakalářská, výzkumná nebo diplomová práce, s možností pokračovat v doktorandském studiu
Vedoucí:   Marie Davídková (davidkova@ujf.cas.cz), školitel specialista Jaroslav Kočišek
Úvod:   Radiační poškození DNA je nejdůležitější změnou jakou může způsobit ionizující záření v živém organizmu. S ohledem na komplexitu biologických systémů je studium primárního radiačního poškození obtížné. Reálné prostředí buňky nebo tkáně neumožňuje separaci jednotlivých procesů, které často v synergii poškozují DNA. Studium jednotlivých procesů na molekulové úrovni pak neumožňuje plně vyhodnotit vlivy prostředí, komplexity DNA nebo zmíněné synergie. Vzniká tak mezera mezi těmito dvěma přístupy, která brání vyhodnotit, které z procesů pozorované na molekulové úrovni, jsou pro radiační poškození DNA skutečně důležité. Určení důležitosti jednotlivých procesů by umožnilo optimalizaci či vývoj nových přístupů využitelných v radiační terapii, nebo vývoj nových způsobů radiační ochrany. Cílem navrhované práce je překlenutí zmíněné mezery ve studiu novou metodou studia na origami nanostrukturách DNA. Nanostruktury DNA umožňují přesné vyhodnocení radiačního poškození DNA za vysoce kontrolovaných podmínek experimentu. Příkladem je práce ze spolupracující laboratoře ukazující vliv DNA sekvence na intenzitu poškození DNA způsobeného nízkoenergetickými elektrony, důležitými sekundárními částicemi produkovanými při interakci ionizujícího záření s hmotou [1]. Kromě obeznámení se s radiační fyzikou DNA student získá také zkušenosti s nejmodernějšími experimentálními metodami přípravy nanostruktur a analýzou vzorků pomocí mikroskopie atomárních sil s dobrou možností uplatnění v praxi.
[1] Keller A. et al.: Sequence dependence of electron-induced DNA strand breakage revealed by DNA nanoarrays. Scientific Reports 4, Article number: 7391 (2014)
Úkol:   Úlohou studenta bude, obeznámit se se základní chemií probíhající po průchodu ionizujícího záření živou tkání a procesy, kterými sekundární částice poškozují DNA. Student se seznámí s technikou přípravy DNA nanostruktur na spolupracujícím pracovišti v Postdam University (DE) a jejich analýzou pomocí mikroskopie atomárních sil na Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského. Následně budou provedeny experimenty s cílem určit vliv chemického složení prostředí na radiační poškození DNA.

 

Kombinovaný účinek radiace a organometalik při poškození DNA
Typ:   Bakalářská, výzkumná nebo diplomová práce, s možností pokračovat v doktorandském studiu
Vedoucí:   Marie Davídková (davidkova@ujf.cas.cz), školitel specialista Jaroslav Kočišek
Úvod:   Organometalika jsou molekuly sestávající z alespoň jednoho atomu kovu a organických ligandů. Typickým příkladem je cisplatina, nejrozšířenější chemoterapeutikum k léčbě rakoviny. Při kombinaci chemoterapeutické léčby cisplatinou s radioterapií byl zjištěn tzv. synergický efekt. Tedy vyšší účinek kombinované terapie než by byl účinek samostatně aplikované chemoterapie a radioterapie. Tento synergický efekt je důsledkem sensitizace DNA vůči radiačnímu poškození po navázání cisplatiny. Mechanismus, který vede k sensitizaci DNA není znám. Jedna z teorií předpokládá, že cisplatina zvyšuje reaktivitu DNA se sekundárními nízkoenergetickými elektrony. V laboratoři v Ústavu fyzikální chemie Jaroslava Heyrovského AV ČR byly navrženy nové organometalické sloučeniny na bázi titania, pomocí kterých chceme ověřit univerzálnost této teorie a její aplikovatelnost při vývoji nových radiosensitizerů.
Úkol:   Úlohou studenta bude, seznámit se s metodou analýzy poškození DNA pomocí agarové gelové elektroforézy. Následně budou provedeny experimenty s cílem určit radiosensitizační potenciál vybraných organometalických molekul.

 

Postradiační reakce biomolekul
Typ:   Bakalářská, výzkumná nebo diplomová práce, s možností pokračovat v doktorandském studiu
Vedoucí:   Marie Davídková (davidkova@ujf.cas.cz), školitel specialista Jaroslav Kočišek
Úvod:   Při každé ionizaci dochází k vyražení elektronu z atomu. Při průchodu ionizujícího záření hmotou proto vzniká obrovský počet iontů ale i tzv. sekundárních elektronů (například pro proton je to přibližně 10000 elektronů na každý MeV energie záření). Tyto ionty a elektrony pak můžou interagovat s molekulami v látce a indukovat různé chemické změny. V živých organizmech je příkladem takových změn tvorba zlomů DNA. Bylo ukázáno, že poškození DNA elektrony má rezonanční charakter zodpovídající procesu nazývanému disociativní záchyt elektronu [1]. Tento proces je aktivně studován ve snaze porozumět postiradiační chemii v živých organizmech. Dalším důležitým procesem je pak coulombická exploze vysvětlující transport reaktivních iontů v okolí ionizační dráhy. Problémem je, že tyto procesy jsou primárně studovány pro izolované molekuly ve vakuu. V Oddělení dynamiky molekul a klastrů Ústavu fyzikální chemie Jaroslava Heyrovského vyvinuli metodu přípravy mikro-hydratovaných molekul umožňující studovat vliv prostředí na tyto reakce. Po předchozím studiu DNA bází [2] se chtějí zaměřit na studium interakce elektronů s peptidy, které poskytují přirozenou ochranu DNA v buněčném prostředí.
[1] Boudaiffa et al.: Resonant formation of DNA strand breaks by low-energy (3 to 20 eV) electrons. Science 2000, 287(5458):1658
[2] Kocisek et al.:Microhydration Prevents Fragmentation of Uracil and Thymine by Low-Energy Electrons. JPC Letters 2016, 7 (17):3401
Úkol:   Úlohou studenta bude seznámit se s elementárními interakcemi elektronů a iontů s molekulami, s důrazem na disociativní záchyt elektronů a coulombickou explozi. Dále se student obeznámí s experimenty užívanými ke studiu disociativního záchytu elektronu v laboratoři v ÚFCH-JH a studiu coulombické exploze na urychlovači iontů GANIL v Caen, Francie. Aktivně se zapojí do měření na těchto zařízeních a analýzy dat v programovém prostředí CERN ROOT.

 

Mechanistické modelování biologických účinků ionizujícího záření: Rozšíření modelů PARTRAC o buněčnou inaktivaci
Typ:   Bakalářská práce, výzkumný úkol nebo diplomová práce  
Vedoucí:   Pavel Kundrát (kundrat@ujf.cas.cz
Úvod:   PARTRAC je mechanistický nástroj pro simulace biologických účinků ionizujícího záření na subcelulární a celulární úrovni. Integruje poznatky radiační fyziky, chemie a biologie. Modeluje poškození DNA a jejich opravy v závislosti na dávce, dávkovém příkonu a kvalitě záření. Počáteční poškození jsou simulována překrytím multiškálových modelů DNA a chromatinu se stopami fotonů, elektronů, protonů či iontů, včetně primárních produktů radiolýzy, jejich difúze a reakcí. Odezva na poškození a vznik chromozomálních aberací je modelována s explicitním započtením pohyblivosti a enzymatických reakcí na zlomech DNA.
Úkol:   Cílem navrhované práce je rozšířit PARTRAC o buněčnou inaktivaci, klíčový parametr v radiobiologii, který je vysoce relevantní pro radioterapii. To vyžaduje následující úpravy modelů: Zaprvé budou současné simulace, které pracují pouze s jednou strukturou chromatinu, rozšířeny o řadu alternativních modelů chromatinu, aby byla zohledněna variabilita mezi buňkami a dynamika chromatinu v buňce i rozdílná struktura hetero- a euchromatinových oblastí. Zadruhé bude existující modul popisující opravy poškození DNA rozšířen o explicitní započtení subdifúzní mobility poškozeného chromatinu a o rozdíly mezi hetero- a euchromatinovými oblastmi v mobilitě a přeuspořádání chromatinu po radiačním poškození. Model (kanonického) nehomologního spojování konců (non-homologous end joining, NHEJ) bude doplněn o odhad příspěvku ostatních reparačních procesů. Zatřetí bude na základě existujícího modelu chromozomálních aberací a specifických hypotéz o letalitě jejich jednotlivých typů vypracován model buněčné inaktivace. Mechanické parametry kódu PARTRAC budou spojeny s experimentálními daty buněčné inaktivace. Dlouhodobé aplikace výsledků zahrnují oblast radiobiologie, radiační ochrany a konvenční i inovativní radioterapie. Dané téma je ideální pro doktoranda se zájmem o biofyziku, aplikovanou jadernou fyziku nebo mechanistické modelování, jeho části však mohou být i předměty diplomových nebo bakalářských prací v těchto oborech.

 

Mechanistické modelování biologických účinků ionizujícího záření: Rozšíření modelů PARTRAC o simulace v makroskopických objemech
Typ:   Bakalářská práce, výzkumný úkol nebo diplomová práce  
Vedoucí:   Pavel Kundrát (kundrat@ujf.cas.cz
Úvod:   PARTRAC je mechanistický nástroj pro simulace biologických účinků ionizujícího záření na subcelulární a celulární úrovni. Integruje poznatky radiační fyziky, chemie a biologie. Modeluje poškození DNA a jejich opravy v závislosti na dávce, dávkovém příkonu a kvalitě záření. Počáteční poškození jsou simulována překrytím multiškálových modelů DNA a chromatinu se stopami fotonů, elektronů, protonů či iontů, včetně primárních produktů radiolýzy, jejich difúze a reakcí. Odezva na poškození a vznik chromozomálních aberací je modelována s explicitním započtením pohyblivosti a enzymatických reakcí na zlomech DNA.
Úkol:   Modely PARTRAC a jejich aplikace jsou limitovány výpočetní náročností simulací, nezapočtením jaderných reakcí při modelování průchodu ionizujícího záření hmotou a nemožností simulovat interakce neutronů. K odstranění těchto omezení bude PARTRAC propojen s radiačním transportním kódem Geant4. Bude navrženo rozhraní poskytující informaci o druhu, energiích a směrech pohybu částic v milimetrových voxelech z kódu Geant4 tak, aby tato data sloužila jako vstupní informace o radiačním poli pro nano- a mikrometrové simulace PARTRAC. Bude modelována biologická účinnost fotonových, elektronových, protonových a iontových svazků relevantních v radioterapii nebo radiační ochraně.

Výsledky projektu pomohou vysvětlit rozdíly v biologické účinnosti různých radiačních polí. Dlouhodobé aplikace výsledků zahrnují oblast radiobiologie, radiační ochrany a konvenční i inovativní radioterapie.

Dané téma je ideální pro doktoranda se zájmem o biofyziku, aplikovanou jadernou fyziku nebo mechanistické modelování, jeho části však mohou být i předměty diplomových nebo bakalářských prací v těchto oborech.

 

Popis protonových svazků
Typ:   Bakalářská práce s možností pokračovat výzkumným úkolem a diplomovou prací
Vedoucí:   Václav Štěpán (stepan@ujf.cas.cz)
Úvod:   Protonová terapie představuje pro vybrané typy nádorových onemocnění šetrnější alternativu ke klasické radioterapii a zároveň protony představují klíčovou složku kosmického záření. ODZ pro radiobiologické experimenty i vývoj elektroniky pro měření kosmického záření využívá zejména urychlovačů na ÚJF a spolupracuje s pražským Proton Therapy Center Czech.
Úkol:   Cílem práce je seznámit se s metodikou modelováno terapeutických i experimentálních protonových svazků počítačovými kódy založených na metodě Monte Carlo a připravit jednoduché modely vybraných protonových svazků.

 

Modelování biologických účinků záření na DNA: plasmidová smyčka a vyšší stupně organizace DNA
Typ:   Bakalářská práce s možností pokračovat výzkumným úkolem a diplomovou prací
Vedoucí:   Václav Štěpán (stepan@ujf.cas.cz)
Úvod:   Ne všechno lze v radiobiologických experimentech změřit. Počítačové modely pomáhají ověřit platnost hypotéz o účincích ionizujího záření na DNA a buňku. Řada aktuálních otázek se týká vztahu mezi primární depozicí energie v buňce nebo jejich částech a časnými, resp. pozdními projevy odezvy buněk na ozáření.
Úkol:   Cílem práce je na základě studia odborné literatury vypracovat přehled reprezentací DNA používaných nejrozšířenějšími mikrodozimetrickými kódy, přístupů k tvorbě těchto reprezentací a shrnout možnosti využítí těchto nástrojů pro popis účinků ionizujícího záření na DNA. V návazné výzkumné a diplomové práci student implementuje vybranou reprezentaci DNA (plasmidová smyčka, nukleosom, chromatin, chromozom) v RADAMOL či Geant4-DNA, použije ji pro predikci spekter primárních poškození DNA a výsledky srovná s dostupnými experimentálními daty.

 

Přímý účinek ionizujícího záření na DNA
Typ:   Bakalářská práce s možností pokračovat výzkumným úkolem a diplomovou prací
Vedoucí:   Václav Štěpán (stepan@ujf.cas.cz)
Úvod:   Teoretické modelování se v radiobiologii používá pro doplnění experimentálních studií nebo predikce jevů, které v současné době nelze experimentálně sledovat. Ionizující záření poškozuje DNA přímo depozicí energie v makromolekule, anebo nepřímo prostřednictvím produktů radiolýzy prostředí obklopující DNA. Popis přímých účinků v DNA je v existujících teoretických modelech dosud velmi zjednodušován.
Úkol:   Předmětem rešeršní práce je na základě studia odborné literatury (učebnice, knihy, odborné časopisy) vypracovat přehled dostupných informací o přímém účinku ionizujícího žáření na DNA a následných procesů, které vedou ke vzniku primárních biochemických modifikací makromolekuly. V návazné výzkumné a diplomové práci student bude modelovat přímý účinek záření podle různých možných scénářů a bude testovat nastavení parametrů modelu tak, aby co nejlépe odpovídal dostupným experimentálním datům.

 

Vliv individuální radiosensitivity na vedlejší účinky radioterapie
Typ:   Bakalářská práce s možností pokračovat výzkumným úkolem a diplomovou prací  
Vedoucí:   Anna Michaelidesová (michaelidesova@ujf.cas.cz)
Úvod:   Radioterapie je jednou z hlavních zbraní, kterou lidstvo má proti rakovině. Ovšem vzhledem ke způsobu interakce ionizujícího záření s tkáněmi dochází často k nepříjemným vedlejším účinkům, které komplikují život pacientů. Jelikož každý člověk je jiný, i v případě radioterapie se účinky projevjí u každého jinak. Může se stát, že i po aplikaci téměř identického ozařovacího plánu se u někoho objeví vedlejší reakce a u jiného ne. Úspěšnost ardioterapie i závažnost vedlejších účinků s ní spojených úzce souvisí s individuální radiosenzitivitou daného jedince. Existuje řada studií, které naznačují, že se individuální radiosenzitivita značně podílí na míře vedlejších účinků. Jiné studie však korelace mezi invididuální radiosenzitivitou a vedlejšími účinky nepotvrzují.
Úkol:   Cílem práce bude se seznámit se studiemi ohledně individuální radiosenzitivity a navržení způsobu dalšího zkoumání dané problematiky.

 

Cirkulující rakovinné buňky a jejich vliv na metastatické působení zhoubných nádorů
Typ:   Bakalářská práce  
Vedoucí:   Anna Michaelidesová (michaelidesova@ujf.cas.cz)
Úvod:   Buňky primárního či již mezastázovaného zhoubného nádoru se mohou dostat do krve a přemisťovat se krevním řečištěm do různých částí těla pacienta. Těmto uvolněným rakovinným buňkám se říká cirkulující rakovinné buňky (circulating tumor cells - CTC) a hrají významnou roli při metastatickém působení zhoubných nádorů. Nalezení vhodných způsobů jejich detekce by mohlo posloužit k určení prognózy daného pacienta, k diagnostickým účelům, či jako kontrolní vyšetření, stejně jako se používá například mamograf u žen či měření prostatického specifického antigenu u mužů.
Úkol:  
 
Cílem práce bude se seznámit se studiemi o cirkulujících rakovinných buňkách, shrnout možnosti jejich měření v krvi a popsat jejich metastatické působení.

 

Sestavení přehledu systémů AMS používaných pro měření 14C
Typ:   Rešeršní práce
Vedoucí:   Ivo Světlík (svetlik@ujf.cas.cz)
Úvod:   Konvenční metoda radiouhlíkového datování vyžaduje několik gramů uhlíku od vzorku. Z tohoto důvodu lze konvenčním postupem datovat téměř výhradně vzorky dřeva, uhlíků, kostí a rašeliny. Ostatní typy uhlíkatých vzorků lze v přírodě zpravidla nacházet pouze v řádově menším množství. Pokud je však pro měření 14C použita urychlovačová hmotnostní spektrometrie (Accelerator Mass Spektrometry - AMS), jsou postačující hmotnosti uhlíku od vzorku řádu jednotek miligramů. Škála datovatelných vzorků se proto značně rozšiřuje o další typy vzorků, například: pylové koncentráty, vosky, tuky, chitin, jednotlivé aminokyseliny. Rozšířením škály vzorků se značně rozšiřují možnosti využití radiouhlíkové datovací metody.
Úkol:   Předmětem práce je pomocí dostupné literatury sestavit přehled systémů urychlovačové hmotnostní spektrometrie v současné době používaných pro měření 14C (Accelerator Mass Spectrometry - AMS).

 

Metody zpracování mikrovzorků kolagenu pro radiouhlíkové datování
Typ:   Bakalářská práce s možností pokračovat výzkumným úkolem a diplomovou prací
Vedoucí:   Ivo Světlík (svetlik@ujf.cas.cz)
Úvod:   Značná část vzorků pro radiouhlíkové datování jsou kosti, ze kterých je izolován kolagen jako datovatelná chemická forma uhlíku. Pro stanovení 14C využívající urychlovačovou hmotnostní spektrometrii (Accelerator Mass Spectrometry - AMS) jsou postačující vzorky o miligramových hmotnostech. Pro potlačení rušivých vlivů je zapotřebí kolagen dále přečišťovat. Nízké postačující hmotnosti vzorků umožňují lepší přečištění kolagenu a dalších chemických forem uhlíku.
Úkol:   Předmětem práce bude sestavit na základě dostupné literatury přehled metod zpracování vzorků kolagenu pro datovací účely.

 

Přehled metod preparace mikrovzorků pro stanovení 14C
Typ:   Bakalářská práce s možností pokračovat výzkumným úkolem a diplomovou prací
Vedoucí:   Ivo Světlík (svetlik@ujf.cas.cz)
Úvod:   Konvenční metoda radiouhlíkového datování vyžaduje několik gramů uhlíku od vzorku. Z tohoto důvodu lze konvenčním postupem datovat téměř výhradně vzorky dřeva, uhlíků, kostí a rašeliny. Ostatní typy uhlíkatých vzorků lze v přírodě zpravidla nacházet pouze v řádově menším množství. Pokud je však pro měření 14C použita urychlovačová hmotnostní spektrometrie (Accelerator Mass Spektrometry - AMS), jsou postačující hmotnosti uhlíku od vzorku řádu jednotek miligramů. Škála datovatelných vzorků se proto značně rozšiřuje o další typy vzorků, například: pylové koncentráty, vosky, tuky, chitin, jednotlivé aminokyseliny. V takovém případě lze rovněž datovat například také historické oceli, které obsahují kolem 1% uhlíku původem z dřevěného uhlí. Rozšířením škály vzorků se značně rozšiřují možnosti využití radiouhlíkové datovací metody.
Úkol:   Předmětem práce bude sestavit přehled dostupných informací o vybraných postupech fyzikálního a chemického zpracování mikrovzorků pro stanovení 14C s využitím AMS. Po úspěšném zvládnutí přehledu budou některé postupy experimentálně realizovány zejména pro sledování dávkové zátěže 14C v okolí jaderných elektráren a pro datovací účely. Samotné měření bude realizováno ve spolupráci se zahraničními pracovišti.

 

Post-bombové radiouhlíkové datování jako forenzní metoda
Typ:   Doktorandská práce, případně diplomová práce s možností pokračovat v doktorandském studiu
Vedoucí:   Ivo Světlík, školitel specialista Kateřina Pachnerová Brabcová (brabcova@ujf.cas.cz)
Úvod:   Většina chráněných druhů požívá ochranu až od určitého data a s jedinci pocházejícími ze starší doby se s příslušnými doklady a povoleními dá nakládat volně. Určení stáří jedinců, případně jejich částí jako jsou drápy, zuby, žíně a podobně, je tedy jedna ze zásadních úloh, které řeší kriminalistika zabývající se zločinem páchaným na chráněných druzích. Ústav jaderné fyziky bude v letech 2021 – 2025 spolu s Univerzitou Karlovou a dalšími specializovanými pracovišti řešit projekt zaměřený právě na tzv. wildlife crime. Pro tento projekt hledáme studentky nebo studenty, kteří by měli zájem na dlouhodobé spolupráci (platové ohodnocení 10 tis. Kč měsíčně za 25% úvazek).
Úkol:   Práce se zaměří na analýzu antropogenního radiouhlíku v dostupných tkáních zvláště chráněných živočichů, zejména na tkáně, které jsou vytvářeny chronologicky. Výsledky budou zpracovány s využitím statistických metod jako je Wiggle Matching. Cílem bude vymezit podmínky datovatelnosti současných vzorků z hlediska forenzního dokazování.