Biophysics and radiochemistry

Biofizika és radiokémia

A tantárgyleírás hatályossága

Hatályosság kezdete:

2026. March 21.

Hatályosság vége:

—

Subject name (Hungarian, English)

Biofizika és radiokémia

Biophysics and radiochemistry

Subject code

BMEVEFAM215

Subject type

—

Training Level

—

Course types and hours (weekly/semester)

Course type	lecture	tutorial	laboratory
hours (weekly)	2	0	0
type (linked/independent)	—	—	—

Assessment type

vizsga

Credits

Subject coordinator

DR. Gyarmati Benjámin Sándor

position: egyetemi docens

contact: gyarmati.benjamin@vbk.bme.hu

Responsible department

Fizikai Kémia és Anyagtudományi Tanszék

https://www.ch.bme.hu/

Faculty

Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar

Subject website

—

Primary curriculum type

—

Direct prerequisites – Strong prerequisite

none

Direct prerequisites – Weak prerequisite

none

Direct prerequisites – Parallel prerequisite

none

Direct prerequisites – Milestone prerequisite

none

Direct prerequisites – Exclusion

none

Objectives

Programme

1. Origin of particle and electromagnetic nuclear radiations; description of these radiations. Illustration of their application potential (in vitro and in vivo) in biological systems and in diagnostics

2. Classification of the interaction of the ionizing radiations; mechanisms of the interactions; fundamental physics governing these interactions

3. Ionisation interactions of electromagnetic radiations; their relevance in the analysis of advanced materials

4. Interactions of charged particles (primarily electrons and positrons) with matter. Classification of the electron radiations, characteristics and typical interactions. Methods in materials science based on the interaction with electrons.

5. Methods in materials science based on neutron – matter interactions, structural studies of biological macromolecules with neutrons

6. Fundamentals of dosimetry

7. Definition of biophysics, main fields and methods.

8. Self-assembly in biological systems, membrane structures, curvature and characteristics.

9. Theoretical background of imaging techniques, application fields, limitations. Experimental methods based on fluorescent microscopy.

10. Modern methods in materials science for characterization of interaction between biolgoical macromolecules.

11. Hydrodynamics of biological macromolecules, experimental methods based on the different modes of motion (light scattering, fluorescent depolarization, birefringence)

12. Transport processes in cells, biological electrochemistry.

13. Conduction of electrical signals in cells, introduction of impulse transport.

14. Biophyisics of sensory organs.

The goal of the subject to provide a general overview on two application-oriented field of physical chemistry, radiochemistry and biophysics. The correlations and overlap of different disciplines (chemistry, biology, physics) will be demonstrated. An overall review is provided about the origin of the particle and electromagnetic radiations of nuclear origin and their main features. Particular emphasize is given to their mechanism of interaction with matter. A wide range of examples is discussed about the application of the discussed phenomena i) in advanced analytical methods in materials science, ii) as novel alteration routes of materials, iii) in biology. In the biophysics part, the most important laws of physics, physical chemistry and colloid chemistry will be discussed in relation with their possible application in living systems. An important part of the lectures will be the discussion of self-assembly in biological systems, including the structure-property relationships in membranes followed by the introduction of transport processes across membranes, particularly those of ions as the basis of impulse conduction in our body. The interaction of biological macromolecules will be discussed in detail in terms of experimental methods (ITC, FRET, etc.) and related set-ups will be also shown including modern imaging techniques.

Learning outcomes

Ez a tantárgy a KKK rendeletben meghatározott, következő kompetenciák fejlesztését szolgálja:

Knowledge

Tájékozott a nukleáris sugárzások és az anyag közti kölcsönhatások természetéről. Ismeri a sejtekben előforduló jelátviteli és transzportfolyamatok mechanizmusának alapjait. Tájékozott a kölcsönhatások gyakorlati alkalmazásainak alapjairól. Átfogóan ismeri a vegyiparban és a kémiai technológiákban alkalmazott és előállított fontosabb anyagok tulajdonságait, alkalmazási területeit. Ismeri a biológiai rendszerekben lejátszódó önszerveződési folyamatokat, ezek szerepét a biológiai funkciók ellátásában. Ismeri a kémiai és vegyipari rendszerek fenntarthatóságával, biztonságosságával és környezeti hatásaival kapcsolatos elveket, módszereket és gyakorlatot, munkahelyi, egészségvédelmi egészségfejlesztési ismereteket. Ismeri a biológiai rendszerek molekuláris és kolloidális mérettartományú feltérképezésére alkalmas analitikai technikákat, ismeri azok alkalmazási határait és korlátait. A szakterülethez tartozó egy vagy több iparág fő műveleteit és technológiáit részleteiben ismeri és átlátja. Ismeri a tömegspektrométer felépítését, a legfontosabb ionizációs módszereket, azok kiválasztásának szempontjait.

Skills

Képes megtervezni nyomnyi mennyiségben levő szennyezőanyagok analízisét. Képes az általa ismert, biofizikai, sugárzásos, radiokémiai módszerekhez kapcsolódóan az általa végzett kiértékelések kritikus felülvizsgálatára rokon területen dolgozó szakemberekkel együttműködve. Alkalmas biofizikai és radiokémiai területen képes kutatói csoportban való munkára, együttműködésre rokon területeken dolgozó szakemberekkel.

Attitudes

Törekszik szakmailag magas szinten önállóan vagy munkacsoportban megtervezni és végrehajtani a feladatait. Elkötelezett abban, hogy a biofizikai és radiokémiai problémákat a lehető legalkalmasabb módszerekkel, hatékonyan és kellő körültekintéssel oldja meg. Törekszik a biofizikai és radiokémiai módszerek aktuális eredményeinek követésére, a kifejlesztett új módszerek, kiértékelési eljárások megismerésére és azok beépítésére a napi munkájába. Problémamegoldása során törekszik arra, hogy az általa ismert módszereket kreatívan, a lehető leghatékonyabb módon alkalmazza, és erre motiválja rokon területen dolgozó munkatársait is.

Autonomy and responsibility

Munkája során a felmerülő problémákat proaktív módon, megfelelő módszereket javasolva oldja meg, az elért eredmények megfelelő alátámasztottságáért vállalja a felelősséget. Felelősséggel viseltetik a fenntarthatóság és környezetvédelem terén. Igényli, hogy folyamatosan visszajelzést kapjon problémamegoldó képessége hatékonyságáról és eredményei megbízhatóságáról, valamint a vezetői szintről és a vele együtt dolgozó munkatársaitól kapott javaslatokat konstruktívan kezeli, és megfelelő módon beépíti munkájába.

Oktatási módszertan

Not provided.

Tanulástámogató anyagok

Not provided.

Recommended preliminary knowledge for completing the subject

Knowledge type competencies

(azon előzetes ismeretek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)

nincs

Skill type competencies

(azon előzetes képességek és készségek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti)

nincs

Recommended (non-compulsory) preliminary competencies

(azon ajánlott (nem kötelező) előzetesen megszerzendő kompetenciák összessége, amelyek jelentősen hozzájárulnak a tantárgy eredményes teljesítéséhez)

nincs

General rules

Követelmények: A tananyagot a félév végén kérjük számon, szóbeli vizsga formájában. Teljesítményértékelés neve (típus) jele értékelt tanulási eredmények Szóbeli vizsga V mindegyik jele részarány V 100% Összesen 100% Pótlási lehetőségek: TVSz szerint

Assessment methods

In-term assessments

No detailed assessments provided.

Weight of in-term assessments

No weights provided.

Exam-period assessments

No detailed assessments provided.

Weight of exam elements

No weights provided.

Grade calculation

No grade thresholds provided.

Attendance requirements

No attendance requirements provided.

Rules for retake and resubmission

Not provided.

Short description

Not provided.

Detailed description

Not provided.

Recommended courses

Not provided.

Workload to complete the subject

No workload breakdown provided.

Validity of subject requirements

Requirements valid from:

—

Requirements valid until:

—

Curriculum placement

Faculty	Program	Curriculum	Curriculum type	Primary
Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar	vegyészmérnöki	Vegyészmérnöki mesterképzési szak tanterve	kötelező	nem