Тема 9. Взаимодействие фотонного ионизирующего излучения с веществом
Основные реакции взаимодействия фотонного ионизирующего излучения с веществом. Фотоэффект. Комптон-эффект. Рассеяние гамма-квантов на свободных электронах (томсоновское рассеяние). Рассеяние на атомах (рэлеевское рассеяние). Образование электрон-позитронных пар. Ядерный фотоэффект. Фоторасщепление ядер.
Коэффициенты передачи энергии и коэффициент поглощения гамма излучения.
Тема 10. Взаимодействие нейтронов с веществом
Рассеяние и поглощение нейтронов в веществе. Замедление нейтронов. Средняя длина пробега нейтрона в веществе. Транспортная длина пробега. Длина замедления. Прохождение нейтронов через кристаллы.
Тема 11. Основные дозиметрические величины
Макроскопические и микроскопические величины. Основные понятия микродозиметрии: переданная энергия, линейная энергия, удельная энергия. Линейная передача энергии как дозиметрическая величина. Поглощенная доза. Керма. Экспозиционная доза. Электронное равновесие. Связь между детерминированными дозиметрическим величинами в случае электронного равновесия.
Тема 12. Источники ионизирующего излучения (физические основы)
Рентгеновские трубки. Ускорители заряженных частиц. Радионуклидные источники. Ядерные реакторы и ядерные взрывы как источники ионизирующего излучения. Природные источники ионизирующего излучения.
Математические модели источников. Точечные и распределенные источники. Характеристики источника. Изотропные и анизотропные источники. Связь характеристик источника с характеристиками поля излучения в вакууме.
|
|
|
Учебно-методическая карта дисциплины
| Номер раздела, темы, занятия | Название раздела, темы занятия, перечень изучаемых вопросов | Количество аудиторных часов | Литература | Формы контроля знаний | |||
| Лекции | Практические (семинарские) занятия | Лабораторные занятия | Управляемая самостоятельная работа студента | ||||
| 1. | Предмет и основные понятия физики ядра и ионизирующего излучения | 14 | 14 | 1 | 1,3,5 | ||
| 1.1. | Предмет физики ядра и ионизирующего излучения | 1 | [1,2] | ||||
| 1.2. | Фундаментальная структура материи. Виды фундаментальных взаимодействий. Лептоны и адроны. | 3 | [3,4] | ||||
| 1.3. | Строение ядра. Ядерные реакции и превращения. Запись ядерных реакций и превращений. Основные законы сохранения в ядерных реакциях и превращениях. Кинематика ядерных реакций. | 3 | 8 | [1,2,5] | |||
| 1.4. | Понятие об ионизирующем излучении. Различные подходы к классификации видов ионизирующего излучения. Ионизация и возбуждение атомов вещества. Дельта-электроны. Внутренняя конверсия. Парная конверсия. Оже-электроны. Рентгеновская флуоресценция. Основные характеристики полей ионизирующего излучения. | 4 | 4 | [1,2,5] | |||
| 1.5. | Масштабы некоторых физических величин в физике ядра и ионизирующего излучения. Области низких, промежуточных и высоких энергий. | 1 | [1-4] | ||||
| 1.6. | Микроскопическое сечение взаимодействия. Закон ослабления узкого пучка. Макроскопическое сечение взаимодействия. Закон ослабления узкого пучка - вероятностный подход. Средняя длина свободного пробега. Парциальные сечения. Общие закономерности поведения сечений взаимодействия при низких энергиях. | 2 | 2 | [1,2] | |||
| 2. | Радиоактивность | 6 | 10 | 2 | 1,3,5 | ||
| 2.1. | Сущность явления радиоактивности и виды радиоактивности. Закон радиоактивного превращения. Активность | 1 | 2 | [1-5] | |||
| 2.2. | Статистическое описание явления радиоактивности. Биномиальное распределение, распределение Пуассона, распределение Гаусса и области их применимости в теории радиоактивных превращений. | 2 | 2 | [1-5] | |||
| 2.3. | Цепочки радиоактивных превращений нуклидов. Подвижное равновесие. Вековое равновесие. Природные радиоактивные ряды. | 3 | 6 | [1-5] | |||
| 3. | Статические свойства ядер и ядерные модели | 14 | 6 | 3 | 1,3,5 | ||
| 3.1. | Электрический заряд ядра. Протонно-нейтронная диаграмма. Массовое число - барионный заряд ядра. Таблицы свойств нуклидов. Энергия связи. Удельная энергия связи. Зависимость удельной энергии связи от массового числа. Необходимые условия синтеза и деления ядер. | 2 | 2 | [1-5] | |||
| 3.2. | Формула Вайцзеккера и основные ядерные модели (Капельная и одночастичная оболочечная модели). Магические ядра | 2 | 2 | [1-5] | |||
| 3.3. | Спин ядра | 1 | [1-4] | ||||
| 3.4. | Статические электромагнитные моменты ядер. Магнитный момент ядра. Сверхтонкая структура спектральных линий. Ядерный магнитный резонанс. | 2 | 2 | [1-5] | |||
| 3.5. | Размеры и форма ядер. Учет вращения ядер. Электрический квадрупольный момент ядра | 2 | [1-4] | ||||
| 3.6. | Статистика. Четность. Изоспин ядра | 2 | [1-4] | ||||
| 3.7. | Классификация моделей ядра. Капельная модель ядра. Одночастичная оболочечная модель ядра. Обобщенные модели. Понятие о современных моделях атомного ядра | 3 | [1-4] | ||||
| 4. | Механизмы ядерных реакций и превращений | 8 | 4 | 1,2 | |||
| 4.1. | Основные механизмы ядерных реакций. Реакции, идущие через составное ядро. Формула Брейта-Вигнера. Прямые ядерные реакции. | 2 | [1-4] | ||||
| 4.2. | Электромагнитные процессы в ядрах. Фотоядерные и электроядерные реакции. Электромагнитное излучение ядер. Гигантский резонанс. Внутренняя конверсия. Парная конверсия. Эффект Мессбауэра | 2 | 2 | [1-4] | |||
| 4.3. | Механизмы радиоактивных превращений и сопутствующих процессов. Альфа-распад. | 1 | 1 | [1-4] | |||
| 4.4. | Механизмы радиоактивных превращений и сопутствующих процессов. Бета-превращения. | 2 | [1-4] | ||||
| 4.5. | Нейтронная и протонная активность. Спонтанное деление. Кластерная активность. | 1 | 1 | [1-5] | |||
| 5. | Реакции под действием нейтронов. Деление ядер нейронами | 6 | 2 | 1,2,4 | |||
| 5.1. | Открытие нейтрона. Классификация нейтронов по энергиям и реакций с участием нейтронов | 2 | [1,2] | ||||
| 5.2. | Реакции деления ядер нейтронами. Критический размер. Критическая масса. Активная зона. Цепная реакция деления ядер нейтронами. Коэффициент размножения нейтронов. Мгновенные нейтроны. Запаздывающие нейтроны. | 2 | 2 | [1,2,5] | |||
| 5.3. | Понятие о ядерных реакторах. | 2 | [1,2] | ||||
| 6. | Синтез ядер | 2 | 1,2 | ||||
| Синтез легких ядер. Критерий Лоусона. Термоядерные реакторы. Генераторы нейтронов | 2 | [1-4] | |||||
| 7. | Ядерная астрофизика. Космические лучи | 4 | 1,2 | ||||
| 7.1. | Гипотеза Большого Взрыва. Источники энергии и эволюция звезд. | 2 | [1-4] | ||||
| 7.2. | Космические лучи. Происхождение и распространенность химических элементов | 2 | [1-4] | ||||
| 8. | Взаимодействие быстрых заряженных частиц с веществом | 6 | 4 | 4 | 1,2,5 | ||
| 8.1. | Механизмы взаимодействия первичной заряженной частицы с веществом. Основные физические характеристики взаимодействия заряженных частиц с веществом: потери энергии (полная потеря энергии) и линейная передача энергии (ЛПЭ). Пробег заряженных частиц в веществе и его виды. Флуктуации пробега. Особенности взаимодействия тяжелых и легких заряженных частиц с веществом. Кривая Брэгга | 2 | 4 | [1,2,5] | |||
| 8.2. | Термализация пучков заряженных частиц при прохождении их через вещество. Перезарядка. Захват электронов. Образование молекулярных ионов. Образование возбужденных молекул. Взаимодействие с примесью. Диффузия. Дрейф ионов. Дрейф электронов. Механизмы рекомбинации. Предпочтительная (преференциальная) рекомбинация. Объёмная рекомбинация. Удельные ионизационные потери энергии. Зависимость ионизационных потерь от свойств среды. Зависимость ионизационных потерь от параметров заряженной частицы. Флуктуации потерь энергии. Однократное и многократное рассеяние частиц. | 2 | [1,2,5] | ||||
| 8.3. | Излучение Вавилова-Черенкова. Переходное излучение. Радиационные потери энергии. Электронно-фотонные ливни. Ядерные взаимодействия, адронные каскады. Каналирование заряженных частиц. Параметрическое рентгеновское излучение заряженных частиц в кристаллах. | 2 | [1,2,5] | ||||
| 9. | Взаимодействие фотонного ионизирующего излучения с веществом | 6 | 6 | 4 | 1,2,5 | ||
| 9.1. | Основные реакции взаимодействия фотонного ионизирующего излучения с веществом. Фотоэффект. Комптон-эффект. Рассеяние гамма-квантов на свободных электронах (томсоновское рассеяние). Рассеяние на атомах (рэлеевское рассеяние). Образование электрон-позитронных пар. | 3 | 2 | [1,2,5] | |||
| 9.2. | Коэффициенты передачи энергии и коэффициент поглощения гамма излучения. | 2 | 2 | [1,2,5] | |||
| 9.3. | Другие эффекты взаимодействия фотонного излучения высоких энергий с веществом. Ядерный фотоэффект. Фоторасщепление ядер. | 1 | 2 | [1,2] | |||
| 10. | Взаимодействие нейтронов с веществом | 4 | 4 | 1,2,5 | |||
| Рассеяние и поглощение нейтронов в веществе. Замедление нейтронов. Средняя длина пробега нейтрона в веществе. Транспортная длина пробега. Длина замедления. Прохождение нейтронов через кристаллы. | 4 | [1,2] | |||||
| 11. | Основные дозиметрические величины | 4 | 4 | ||||
| 11.1. | Макроскопические и микроскопические величины. Основные понятия микродозиметрии: переданная энергия, линейная энергия, удельная энергия. Линейная передача энергии как дозиметрическая величина. | 2 | 2 | [1,2] | |||
| 11.2. | Поглощенная доза. Керма. Экспозиционная доза. Электронное равновесие. Связь между основными дозиметрическим величинами в случае электронного равновесия | 2 | 2 | [1,2,5] | |||
| 12. | Источники ионизирующего излучения | 6 | 4 | 1,2 | |||
| 12.1. | Рентгеновские трубки. Ускорители заряженных частиц. Радионуклидные источники. Ядерные реакторы и ядерные взрывы как источники ионизирующего излучения. Природные источники ионизирующего излучения | 4 | [1,2] | ||||
| 12.2. | Математические модели источников. Точечные и распределенные источники. Характеристики источника. Изотропные и анизотропные источники. Связь характеристик источника с характеристиками поля излучения в вакууме | 2 | 4 | [1,2] | |||
|
|
|
Дата добавления: 2020-12-22; просмотров: 80; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!