СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА
Белорусский государственный университет
Учреждение образования
«Международный государственный экологический университет имени А.Д.Сахарова» БГУ
Утверждаю
Заместитель директора по учебной
и воспитательной работе
МГЭИ им. А.Д.Сахарова БГУ
______________ И.Э. Бученков
_________________ 2020
Регистрационный № УД-_____/уч.
Физика ядра и ионизирующего излучения
Учебная программа учреждения высшего образования по учебной дисциплине для специальностЕЙ:
Медицинская физика
2020
Учебная программа составлена на основе образовательного стандарта для специальности 1-100 01 01 Ядерная и радиационная безопасность (ОСВО 1-100 01 01-2013), образовательного стандарта специальности 1-31 04 05 Медицинская физика (ОСВО 1-31 04 05-2014) и учебных планов кафедры ядерной и радиационной безопасности на 2020-2021 учебный год по специальностям 46-14/уч.
СоставителИ :
А.И. Киевицкая, заведующий кафедрой ядерной и радиационной безопасности Учреждения образования «Международный государственный экологический институт имени А.Д. Сахарова» БГУ, доктор физико-математических наук, доцент.
|
|
|
Е.М. Хаджинов, доцент кафедры ядерной и радиационной безопасности Учреждения образования «Международный государственный экологический институт имени А.Д. Сахарова» БГУ, кандидат технических наук, доцент.
Рецензенты :
И.Я. Дубовская, доцент кафедры ядерной физики Белорусского государственного университета, кандидат физико-математических наук, доцент.
Е.Ш. Суховицкий, заведующий лаборатории ГНУ «ОИЭЯИ-Сосны» НАН Беларуси, кандидат физико-математических наук, доцент.
РЕКОМЕНДОВАНА К УТВЕРЖДЕНИЮ:
Кафедрой ядерной и радиационной безопасности «Международного государственного экологического института им. А.Д.Сахарова» БГУ
(протокол № ___ от ____________ 2020).
Научно-методическим советом учреждения образования «Международный государственный экологический институт им. А.Д.Сахарова» БГУ
(протокол № ___ от _____________ 2020).
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Дисциплина «Физика ядра и ионизирующего излучения» занимает центральное место в учебном плане специальностей 1-100 01 01 «Ядерная и радиационная безопасность» и 1-31 04 05 «Медицинская физика». Она открывает цикл дисциплин, в которых изучаются ядерная физика и технологии, взаимодействие ионизирующего излучения с веществом и методы измерения его характеристик, воздействие ионизирующего излучения на биологические объекты и человека, защиту от ионизирующего излучения. В ней даются теоретические основы профессиональных знаний, необходимые будущим специалистам по ядерной и радиационной безопасности и медицинской физике для изучения таких дисциплин, как «Измерение характеристик ионизирующего излучения», «Ядерные реакторы и атомные станции», «Радиохимия», «Биологическое действие ионизирующего излучения», «Дозиметрия», «Защита от ионизирующего излучения», «Основы радиационной безопасности» и других специальных дисциплин.
|
|
|
Традиционные подходы к изложению ядерной физики (см., например, [1,2,6,12,18] включают в себя основы теории взаимодействия ионизирующего излучения с веществом и физические основы дозиметрии, которые, чаще всего, вводятся в дисциплину только для того, чтобы дать теоретические основы некоторых экспериментальных методов ядерной физики, сводящихся, в основном, к методам регистрации ионизирующего излучения. В противоположность этому методическому подходу, лабораторные работы, традиционно относимые к ядерной физике и взаимодействию ионизирующего излучения с веществом, вынесены в другие дисциплины специальностей 1-100 01 01 «Ядерная и радиационная безопасность» и 1-31 04 05 «Медицинская физика». Это позволяет сосредоточить внимание студентов именно на основных понятиях и представлениях физики ядра и ионизирующего излучения, углубленно дать их концептуальную основу.
|
|
|
Особенностью содержания данной программы дисциплины «Физика ядра и ионизирующего излучения» является и то, что физика ионизирующего излучения излагается с точки зрения ее последующего применения не только к задачам регистрации ионизирующего излучения, но и к задачам дозиметрии и радиационной защиты. Для этого вводятся такие фундаментальные характеристики полей ионизирующего излучения, как флюэнс и мощность флюэнса. Это позволяет, например, с помощью понятия мощности флюэнса (а не плотности потока, которая зависит от направления движения частиц) уточнить смысл микроскопического сечения реакции, происходящей независимо от направления, в котором движется первичная частица ионизирующего излучения. Это дает возможность заложить корректные теоретические основы знаний, применяемых затем в дозиметрии и защите от ионизирующего излучения. Вопросы, касающиеся описания свойств ионизирующего излучения, в данной программе тесно переплетаются с соответствующими вопросами ядерной физики, что позволяет учащемуся более глубоко осознать взаимосвязь и взаимозависимость между ними.
|
|
|
В данной программе лишь затрагивается деление ядер нейтронами и основы физики ядерных реакторов, которые предполагается дать более подробно в других дисциплинах специальности. Роль данного раздела в дисциплине состоит в том, чтобы у учащихся сформировалась единое представление о ядерных реакциях в целом, и реакциях деления в частности. Точно так же подробно не рассматриваются особенности взаимодействия нейтронов, как и других видов ионизирующего излучения, различных энергий с веществом, а упор делается на изучение лишь общих закономерностей.
Следует отметить, что физика ионизирующего излучения имеет предмет, не полностью лежащий в области ядерной физики и физики элементарных частиц. Например, вопросы, связанные с генерацией рентгеновского излучения, несомненно, относятся к физике ионизирующего излучения, но не входят в предмет собственно ядерной физики. Эти вопросы только частично относятся и к атомной физике, так как генерация тормозного рентгеновского излучения не является задачей атомной физики как таковой. Вопросы, связанные с физическими основами процессов, происходящих в источниках ионизирующего излучения, выходят как за пределы собственно ядерной физики, так и за пределы физики взаимодействия ионизирующего излучения с веществом, и поэтому традиционно не выделяются ни в одной из этих дисциплин, если они преподаются в отдельности. В данной программе этим вопросам уделяется внимание, так как впоследствии источники ионизирующего излучения будут характеризоваться в других дисциплинах либо с точки зрения дозиметрии, либо с точки зрения радиационной защиты, но не с точки зрения физических основ их происхождения и функционирования.
Поэтому все эти междисциплинарные вопросы естественно объединить в одной дисциплине под названием «Физика ядра и ионизирующего излучения», выделив его из традиционного курса физики.
При преподавании дисциплины должны быть решены следующие задачи:
· изложить основные представления о фундаментальной структуре материи и на их основе дать современное понимание строения ядра и взаимодействий, которые определяют поведение ядер в ядерных реакциях и превращениях, при взаимодействии ядер с элементарными частицами, при взаимодействии ионизирующего излучения с веществом;
· ознакомить обучаемых с основными и простейшими ядерными моделями и их применением к объяснению свойств ядер;
· дать основные представления об ионизирующем излучении и его характеристиках;
· систематически изложить важнейшие результаты теории взаимодействия ионизирующего излучения с веществом применительно в области низких и средних энергий;
· сформулировать основные физические принципы, на которых основано производство ионизирующего излучения;
· способствовать развитию научного мировоззрения;
· подготовить студентов к изучению других специальных дисциплин.
В результате усвоения дисциплины студент должен:
знать:
- классификацию фундаментальных частиц и взаимодействий;
- строение ядра;
- классификацию ядерных реакций и основных механизмов их протекания;
- виды радиоактивности и способы ее описания,
- виды ионизирующего излучения;
- классификацию источников ионизирующего излучения;
- основные механизмы взаимодействия фотонного ионизирующего излучения с веществом;
- основные особенности взаимодействия нейтронов с веществом;
- основные особенности взаимодействия заряженных частиц с веществом;
- характеристики ионизирующего излучения;
- физические принципы дозиметрии;
- роль законов сохранения в физике высоких энергий и элементарных частиц;
- основные представления о строении и источниках энергии звезд, происхождении химических элементов и космических лучей, эволюции Вселенной.
уметь:
- вычислять энергию реакции и энергию связи ядра;
- решать задачи по расчету импульсов и энергий частиц в ядерных реакциях и реакциях с участием элементарных частиц;
- использовать закон радиоактивного превращения для решения типовых задач;
- решать типовые задачи взаимодействия ионизирующего излучения с веществом.
владеть:
- навыками решения задач по расчету импульсов и энергий частиц в ядерных реакциях и реакциях с участием элементарных частиц;
- практикой использования физических принципов, на которых основано производство ионизирующего излучения.
- методическими особенностями использования основных дозиметрических понятий и величин;
Учебная программа по учебной дисциплине «Физика ядра и ионизирующего излучения» разработана в соответствии с образовательными стандартами высшего образования первой ступени по специальности 1-31 04 05 «Медицинская физика». Программа рассчитана на 128 учебных часов, из них на лекции отводится 80 часов и на практические занятия – 40 часов.
Контроль знаний предполагает проведение контрольных работ и коллоквиума, сдачу зачетов по практическим занятиям. Проводится управляемая самостоятельная работа студентов, включающая в себя выполнение индивидуальных заданий. На практических занятиях следует обратить внимание на рассмотрение задач с примерами из ядерной медицины и защиты от ионизирующего излучения.
Форма текущей аттестации по дисциплине – зачеты в 5 и 6 семестрах и экзамен в 6-м семестре.
Форма получения высшего образования – очная.
СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА
Дата добавления: 2020-12-22; просмотров: 58; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!