Krótka Historia Instytutu

fot. P. Zieliński

Początki Instytutu Fizyki Jądrowej datowane są na rok 1955. Instytut powstał dzięki staraniom prof. Henryka Niewodniczańskiego (1900-1968) w Krakowie-Bronowicach jako Zakład II warszawskiego Instytutu Badań Jądrowych PAN. Talent, doświadczenie i niezwykła osobowość Profesora stworzyły wyjątkową w tych czasach atmosferę naukową. W 1960 r. Instytut stał się samodzielną jednostką naukową pod nazwą Instytut Fizyki Jądrowej (IFJ). W roku 1988 Instytutowi nadano imię jego twórcy. We wrześniu 2003 roku Instytut został przekształcony w jednostkę naukową Polskiej Akademii Nauk pod nazwą Instytut Fizyki Jądrowej im. Henryka Niewodniczańskiego PolskiejAkademii Nauk.

W latach 60. XX wieku działalność naukowa Instytutu w dziedzinie badań jądrowych była skoncentrowana wokół cyklotronu U-120 produkcji radzieckiej, zbudowanego w 1958 r. Cyklotron ten dostarczał wiązki deuteronów o energii do 14.5 MeV oraz wiązki cząsteczek alfa o energii do 29 MeV. Dodatkowo Instytut posiadał zaprojektowany i wybudowany w Krakowie mały cyklotron o średnicy nabiegunników 48 cm, który był używany do analiz PIXE i badań materiałowych metodą RBA. W tym też czasie grupa spektroskopii jądrowej rozpoczęła budowę kilku rodzajów magnetycznych spektrometrów promieniowania beta do badań poziomów wzbudzonych neutrono-deficytowych izotopów otrzymywanych przy cyklotronie o energii 660 MeV ze ZIBJ w Dubnej. Równolegle prowadzono badania nad polaryzacją spinów protonów i neutronów emitowanych w wyniku reakcji strippingu deuteronu. Rozpoczęto również badania materii skondensowanej przy użyciu wiązki neutronów z impulsowego reaktora IRB30 z Dubnej oraz wiązki z reaktora jądrowego w Kjeller (Norwegia). Sygnał Magnetycznego Rezonansu Jądrowego po raz pierwszy w Polsce zaobserwowała grupa fizyków z Uniwersytetu Jagiellońskiego, wkrótce z udziałem niektórych z nich w Instytucie utworzono dobrze wyposażone laboratorium MRJ. W celu wspierania badań eksperymentalnych utworzono w Instytucie także niewielki zakład fizyki teoretycznej.

Równocześnie, na podstawie badań prowadzonych w Instytucie rozwijano fizykę stosowaną. W związku z rosnącym zainteresowaniem zainicjowaną w Gray Laboratory w Hammersmith (Anglia) radioterapią z użyciem neutronów prędkich, na cyklotronie U-120 uzyskano strumień neutronów prędkich poprzez bombardowanie tarczy berylowej wiązką deuteronów o energii 13.5 MeV. Wiązki neutronów zastosowano do terapii nowotworów prowadzonej we współpracy z Centrum Onkologii w Krakowie. Na przestrzeni 10 lat terapii neutronowej w IFJ zostało poddanych około 500 pacjentów, z czego z dużym sukcesem w wybranych przypadkach terapii nowotworów gruczołów ślinowych (ślinianek) oraz nawrotów po mastektomii. W późnych latach 60. XX wieku w Instytucie opracowano oryginalną, a później opatentowaną, technologię produkcji dozymetrów termoluminescencyjnych (TLD) na bazie specjalnie aktywowanych fluorków litu. Obecnie dozymetry TLD są rutynowo stosowane w usługach dozymetrycznych i szpitalach w ponad 30 krajach.

Instytut Fizyki Jądrowej odegrał również istotną rolą w trakcie i po wybuchu elektrowni jądrowej w Czarnobylu, dostarczając ludności Krakowa i Polski dokładnych pomiarów skażenia radioaktywnego powietrza, gleby i żywności. Działalność ta jest cały czas kontynuowana. W Instytucie w sposób ciągły pracują w Sieci Wczesnego Wykrywania Awarii Obiektów Jądrowych oraz prognozowania zagrożeń radiologicznych dwie stacje monitoringu skażeń promieniotwórczych środowiska.

Po 38 latach funkcjonowania, w 1995 roku cyklotron U120 został wyłączony z eksploatacji i zdemontowany. Zastąpiono go domowej konstrukcji izochronicznym cyklotronem AIC-144, który początkowo był używany do produkcji krótkożyciowych izotopów alfa promieniotwórczych. AIC-144 jest jedynym akceleratorem w Polsce oraz Europie Środkowo-Wschodniej, umożliwiającym przyspieszanie protonów do energii ok. 60 MeV, koniecznej do prowadzenia radioterapii protonowej nowotworów oka. Obecnie trwają prace adaptacyjne cyklotronu do celów biomedycznych, a z końcem 2009 r. planowane jest uruchomienie stanowiska do protonowej radioterapii melanomy oka przy cyklotronie AIC-144.
Mały 48 cm cyklotron został zastąpiony przez zakupiony w Strasburgu 2.5 MeV ciśnieniowy liniowy akcelerator Van de Graffa. Obecna pojemność mikrowiązki daje możliwości kontynuacji i rozwijania dalszych interdyscyplinarnych badań komórkowych w dziedzinach nauki takich jak biologia, archeologia i struktura materiałów.

Współtwórcą Instytutu w jego obecnym kształcie był także prof. AGH - prof. dr hab. Marian Mięsowicz (1907-1992). Stworzony przez niego w 1938 r. zespół fizyki cząstek i wysokich energii wszedł w skład IFJ w 1970 r. Grupa fizyków wysokich energii, początkowo wiązana z akceleratorami w ZIBJ w Dubnej, z powodzeniem nawiązała współpracę z ośrodkami naukowymi w CERNie i DESY i w latach 80. i 90. XX wieku ten kierunek badań stał się jednym z najważniejszych w działalności naukowo-badawczej Instytutu. Grupa teoretyków poszerzyła swoje zainteresowania mocno angażując się w badania nad teorią cząstek i astrofizyką. Nasze zaangażowanie w fizykę cząstek i wysokich energii dostarczyło Instytutowi międzynarodowe uznanie i światowy prestiż. W tym okresie Polska przystąpiła jako państwo członkowskie do Zjednoczonego Instytutu Badań Jądrowych w Dubnej (ZIBJ) oraz do Międzynarodowego Ośrodka Badań Jądrowych w Genewie (CERN).
Naukowcy i pracownicy Instytutu biorą czynny udział w montażu LHC - największego na świecie zderzacza cząstek oraz w przygotowaniu na nim międzynarodowych eksperymentów ATLAS, ALICE i LHCb.
Pracownicy Instytutu brali udział w budowie zderzacza HERA w DESY, gdzie są zaangażowani w duże projekty międzynarodowe ZEUS i H, przystąpili też do projektu TESLA od momentu powstania. W ramach współpracy ZEUS naukowcy z Instytutu zaprojektowali, skonstruowali i wybudowali detektor świetlności w oparciu o rejestrację e-p bremsstrahlung.
Dla zderzacza ciężkich jonów RHIC w BNL (Brookhaven, USA), pracownicy IFJ skonstruowali większą część detektora PHOBOS i mieli istotny wkład w odkrycie nowego stanu wzbudzonej materii hadronowej o wysokiej gęstości, która ma własności silnie absorbujące dżety.
W ramach współpracy z BELLE w KEK (Tsukuba w Japonii), pracownicy IFJ PAN uczestniczą w dokładnych pomiarach efektu niezachowania parzystości CP w rozpadach mezonów B.
Nasi naukowcy uczestniczą w eksperymentach przeprowadzanych w GANIL, Legnaro i GSI, a także realizują eksperymenty dotyczące fizyki materii skondensowanej wykonywanych na Reaktorze Wysokostrumieniowym (High Flux Reactor) w Instytucie Laue Langevin w Grenoble (nie będąc członkiem ILL) oraz na źródle spalacyjnym ISIS w Rutherford-Appleton. W ostatnim czasie, naukowcy IFJ zaangażowali się w badania neutrinowe we współpracy ICARUS w Gran Sasso i współpracy T2K w J-PARC, w Japonii, oraz w eksperyment WARP w Laboratorium Gran Sasso, we Włoszech zajmujący się poszukiwaniem ciemnej materii. W ramach dużej międzynarodowej współpracy PIERRE AUGER, zespół z IFJ PAN zajmuje się poszukiwaniem źródeł najwyższych energii we Wszechświecie.
Ścisła współpraca z CERNem umożliwiła także pełne zaangażowanie się w duży międzynarodowy projekt sieci komputerowej CROSS-GRID, który będzie znacznie zwiększał nasze możliwości obliczeniowe analizy danych w przyszłości.

Więcej o aktualnych projektach badawczych i inwestycyjnych - zobacz »