Fakulta elektrotechniky a informatiky

Katarína Macková – 23.01.2023 – 7,5 minúty čítania

Historický artefakt sme zachránili urýchľovačom elektrónov

Šlo o dekontamináciu stredovekého krídlového oltára od červotočov. Je dielom Majstra Pavla z Levoče z roku 1516 a po ožiarení na urýchľovači elektrónov v Trenčíne a zreštaurovaní v Štátnych reštaurátorských ateliéroch v Levoči opäť skrášľuje Kostol svätého Juraja v Spišskej Sobote v Poprade, hovorí docentka Andrea Šagátová z Ústavu jadrového a fyzikálneho inžinierstva FEI STU.  

 

Pani docentka, ako ste sa dostali k svojmu odboru? Čo vás inšpirovalo, prípadne kto?

Môj otec, ktorý takisto vyštudoval na našej fakulte. A konkrétne pre Elektromateriálové inžinierstvo, dnešný študijný program Jadrové a fyzikálne inžinierstvo, som sa rozhodla počas štúdia v nižších ročníkoch, počas ktorých som získala predstavu o jednotlivých programoch. Tu ma zaujalo, že na atomárnej a jadrovej úrovni nahliadame do vnútra materiálov a študujeme zákonitosti dejov, ktoré v nich prebiehajú.

Nedávno ste dostali Cenu rektora STU. Za čo presne?

Za výsledky mojej práce vo vede a vzdelávaní počas celého môjho pôsobenia na STU, ale predovšetkým v roku 2021 som získala ocenenie Najlepšia žena vo vede 2021.

 Poďme teraz k vašim zahraničným stážam. Aké máte za sebou, ktorá vám dala najviac?

Počas môjho štúdia som sa viackrát zúčastnila stáží na dvoch zahraničných pracoviskách: Institut für Zerstörungsfreie Prüfverfahren, EADQ, Drážďany v Nemecku, a na Ústave technické a experimentální fyziky (ÚTEF), ČVUT, Praha v ČR. Obe predstavovali pre môj ďalší výskum prínos, avšak pobyt na ÚTEF prerástol do intenzívnej, dnes už takmer 20-ročnej vedeckej spolupráce v oblasti vývoja senzorov pre digitálnu röntgenovú rádiografiu a pre snímanie radiačných polí. ÚTEF má vyvinuté detektory napríklad aj na Medzinárodnej vesmírnej stanici a na rôznych satelitoch na obežnej dráhe Zeme alebo v detektore ATLAS na urýchľovači LHC v CERNe.

Pristavme sa aj pri projektoch. Na akých najdôležitejších, respektíve najzaujímavejších ste sa doposiaľ podieľali?

Za najzaujímavejší projekt, kde som využila svoje znalosti z jadrového a fyzikálneho inžinierstva, považujem dekontamináciu stredovekého neskoro-gotického krídlového oltára od červotočov. Oltár je dielom Majstra Pavla z Levoče, je z roku 1516, a po ožiarení na urýchľovači elektrónov v Trenčíne a zreštaurovaní v Štátnych reštaurátorských ateliéroch v Levoči opäť skrášľuje Kostol svätého Juraja v Spišskej Sobote v Poprade. Išlo o vôbec prvé využitie urýchľovača elektrónov na záchranu historického artefaktu na Slovensku a prvé publikované využitie rýchlych elektrónov na záchranu dreveného artefaktu z celosvetového pohľadu.

Pri vašom mene som sa viackrát stretla s pojmom výskum GaAs detektorov. Môžete nám priblížiť, o čo ide?

GaAs detektory sú polovodičové senzory ionizujúceho žiarenia vyznačujúce sa oproti tradičným polovodičovým kremíkovým detektorom lepšou detekciou röntgenového a gama žiarenia a vyššou radiačnou odolnosťou, čiže dlhšou životnosťou v náročných podmienkach. Môžeme si tu predstaviť stále výkonnejšie urýchľovače, jadrové elektrárne, ale aj vesmírne aplikácie, kde by sa uplatnili pri plánovaných misiách na Mars či na Mesiac na snímanie radiačných polí.

 Takisto sa venujete výskumu a vývoju polovodičových detektorov ionizujúceho žiarenia so zameraním na ich využitie v digitálnej rádiografii a zobrazovaní. Ako tomu môže rozumieť laik?

S naším vedeckým tímom v spolupráci s Elektrotechnickým ústavom SAV v Bratislave vyvíjame polovodičové detektory alebo senzory ionizujúceho žiarenia: alfa, beta, gama, röntgenového a aj neutrónového s cieľom ich aplikácie v digitálnej rádiografii, čiže na digitálne zobrazovanie ionizujúcim žiarením, akým je napríklad röntgenovanie, či už pacientov alebo objektov.

Dá sa to k niečomu prirovnať?

Jeden detektor predstavuje jeden pixel matice a spolu snímajú častice po prechode objektom tak, ako senzor digitálneho fotoaparátu sníma svetlo. Najrozšírenejším materiálom pre prípravu takýchto detektorov je kremík. My používame v tejto oblasti nové typy materiálov, ako GaAs alebo SiC, ktoré budú mať vďaka vyššej radiačnej odolnosti dlhšiu životnosť.

Ste v tomto nejakým spôsobom unikátni?

Sme vôbec prvý tím na svete, ktorý pripravil pixelový detektor Timepix s SiC senzorom, a tento rok prebiehajú jeho prvé testovacie merania na rôznych urýchľovačoch. Druhým prínosom je nový princíp funkcie detektorov. Ide o tzv. “single photon counting” mód, čiže detektor registruje každú jednu časticu zvlášť vrátane informácie o jej energii. Je to vďaka hybridnej štruktúre každého pixelu, kde je priamo pod senzorom rozmerov cca 50x50 um na integrovanom obvode realizované spracovanie signálu zo senzora. Môžeme hovoriť vlastne o tretej generácii zobrazovania.

Tretej?

Áno; tou prvou bolo röntgenovanie na film, druhou digitálne röntgenovanie pomocou kremíkových senzorov v integrálnom móde, aké poznáme v ambulancii zubára, kde sa počas definovanej doby zbiera spoločne hodnota o energii a počte registrovaných častíc do jednej informácie. Spôsob zobrazovania tretej generácie umožňuje dosiahnuť vyšší kontrast obrazu a je aj výrazne citlivejší, takže vedie k nižšej radiačnej záťaži počas vyšetrenia. Počítačová tomografia (CT) s treťou generáciou senzorov existuje ešte len o veľkosti na skenovanie ruky, väčšie prstence zatiaľ predstavujú výzvu z technického hľadiska.

Ste vedkyňa aj pedagogička. Čo z toho vám je bližšie?

Tak toto je pre mňa ťažké rozhodovanie. Veda a učenie ma napĺňajú každé iným spôsobom, a na každé z nich sa teším. Či už je to nový experiment v laboratóriu u nás alebo v zahraničí v rámci medzinárodného tímu, alebo vysvetľovanie študentom pri prednáške alebo na cvičení.

Neoľutovali ste výber svojho povolania?

Určite nie. Som rada, že som sa vybrala touto cestou a že sa môžem do práce tešiť každý deň.

Ako si spomínate na svoju habilitáciu?

Prvé, na čo si spomeniem, je, že to bolo náročné obdobie s vysokou pracovnou záťažou. Avšak predstavovalo zhrnutie mojich dovtedajších výsledkov práce a posunulo ma k ďalším možnostiam v profesionálnej kariére.

Poďme teraz k súčasnému postaveniu žien vo vede. Je tam podľa vás ešte čo naprávať?

Oblasť techniky, v ktorej pracujem, si vyberajú skôr muži; ja ale vnímam postupný nárast podielu žien za posledné desaťročie, či už na našej fakulte, alebo aj v medzinárodných tímoch. Osobne som sa zatiaľ nestretla s obmedzeniami v práci kvôli pohlaviu zo strany zamestnávateľa, iba s prirodzenými obmedzeniami vyplývajúcimi zo skutočnosti, že som žena, ako napríklad nemožnosť pracovať s ionizujúcim žiarením počas tehotenstva. Tu mi zamestnávateľ vychádzal plne v ústrety podobne, ako to robíme aj v prípade našich študentiek.

Stretli ste sa niekedy s tým, že by bol niekto prekvapený z vášho výberu?

Čo sa týka mňa osobne, ľudia, ktorí ma nepoznajú, sú veľmi prekvapení, keď poviem, že prednášam jadrovú fyziku a detektory žiarenia. Ale tí, čo ma poznajú, sa asi veľmi nečudujú.

Snažíte sa aj zviditeľniť, respektíve zatraktívniť vedu na rôznych konferenciách. Je nejaká, ktorú by ste v tomto zmysle vypichli?

Podľa mňa veda znamená pokrok. Ak nechceme, aby naša spoločnosť upadala, ale držala krok s okolitými štátmi, musíme sa jej venovať neustále. Na inšpirovanie mladej generácie pre vedu sa mi najviac páči každoročná akcia Noc výskumníkov, ktorej som sa niekoľkokrát zúčastnila.

Ako sa vám darí skĺbiť prácu s osobným životom?

Vďaka nesmiernej pomoci mojich rodičov, ktorí mi pomáhajú s mojimi dvoma dcérami. Vďaka nim môžem ísť na niekoľko dní na medzinárodný experiment, na konferenciu alebo ostať dlhšie v práci, ak je to potrebné. Bez týchto aktivít by bola moja práca a jej výsledky výrazne obmedzené.

Ešte nám prezraďte, čomu sa venujete vo voľnom čase?

Najmä dcéram a športu. Dievčatá majú štrnásť rokov, rady spolu navštevujeme kultúrne pamiatky, zámky alebo galérie, prípadne predstavenia v divadle. Zo športov sa pravidelne venujem joge a behu. Sezónne najradšej v zime lyžujem a v lete plávam.


Text: Katarína Macková
Foto:
©ESET Science Award, Linda Kisková Bohušová