МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ОЬНИНСКИЙ ИНСТИТУТ АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ

ФАКУЛЬТЕТ ЗАОЧНОГО ОБУЧЕНИЯ

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по учебной работе

________________Нестеров А.В.

«____» ____________2001г.

Ядерная физика

Рабочая программа, методические указания

и контрольные задания для студентов

заочного факультета специальности

200600 – Электроника и автоматика физических установок Обнинск 2001

1. Цели и задачи дисциплины

1.1.ЦЕЛЬ ПРЕПОДОВАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Предмет изучения дисциплины – основы ядерной физики. Цель преподавания данной дисциплины – сообщение студенту фундаментальных знаний в системе подготовки инженеров по специальности, необходимые для усвоения последующих дисциплин ядерно-физического цикла и смежных дисциплин.

2. ЗАДАЧИ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Сообщить студенту сведения в объеме, представленным в п. 2.1, необходимые для понимания основных процессов, протекающих в ядерно-физических установках, а также при измерениях основных параметров таких установок. После изучения курса студент должен знать основные явления, константы и порядки величин в ядерной физике.

2. Содержание дисциплины

2.1. НАИМЕНОВАНИЕ ТЕМ И ИХ СОДЕРЖАНИЕ

Тема 1. Общие характеристики ядер.

Состав, структура, обозначения ядер. Размеры и форма ядер. Массовое число и заряд. Характеристики нейтронов и протонов. Свойства возбужденных состояний: энергии, спины и четности, ширины и времена жизни. Протонно-нейтроная диаграмма.

Тема 2. Масса и энергия связи ядер.

Масса и энергия ядер, единицы и способы измерения. Энергия связи всех нуклонов. Удельная энергия связи. Энергии связи отдельных нуклонов и групп нуклонов. Формула Вайцзеккера.

Тема 3. Радиоактивность.

Типы радиоактивности. Радиоактивные семейства. Законы радиоактивного распада. Основные характеристики: энергия, период полураспада, среднее время жизни, постоянная распада. Активность. Активация.

Альфа-распад. Радиоактивные семейства. Энергетическая диаграмма. Энергетические спектры альфа-частиц. Кулоновский барьер. Тунельный эффект.

Бета-распад. Виды распада. Энергия распада. Энергетические спектры бета-частиц. Нейтрино.

Гамма-излучение ядер. Радиационные переходы и механизм внутренней конверсии. Долгоживущие возбужденные состояния. Эффект Мессбауэра.

ТЕМА 4. Ядерные реакции.

Классификация, обозначения, общие закономерности. Законы сохранения. Энергетическая диаграмма. Механизм составного ядра.

ТЕМА 5. Деление ядер.

Основные свойства. Спонтанное и вынужденное деление. Нейтроны деления. Выделение энергии. Осколки деления. Капельная модель деления.

ТЕМА 6. Прохождение заряженных частиц через вещество.

Кулоновское взаимодействие. Ионизационное торможение. Особенности прохождения альфа и бета- частиц.

ТЕМА 7. Регистрация ядерных излучений.

Ионизационный метод регистрации. Газоразрядные ионизационные детекторы. Сцинтилляционные детекторы. Полупроводниковые детекторы.

Трековые детекторы. Камера Вильсона. Пузырьковая камера. Искровая камера.

2. Практические занятия

   1. Общие характеристики ядер и энергия связи.

   2. Радиоактивность. Общие закономерности. Активация.

2. Лабораторные работы

   1. Работа № 2. Исследование искусственной радиоактивности.

Работа № 5. Исследование поглощения гамма-излучения в веществе

3. Литература

1. Левин В.Е. Ядерная физика и ядерные реакторы. М.: Атомиздат, 1975.

2. Холев С.Р. Основы ядерной и нейтронной физики. Обнинск: ОИАТЭ, 1983-1991.

3. Пустынский Л.Н. Детекторы ядерных излучений. Обнинск: ОИАТЭ, 2001.

4. Манохин В.Н., Матусевич Е.С. Физико-технические основы ядерной энергетики. Обнинск: ОИАТЭ, 1993.

5. Иродов И.Е. Сборник задач по атомной и ядерной физике, М., Энергоатомиздат, 1984.

6. Абрамов А.И., Пустынский Л.Н., Романцов В.П. Лабораторный практикум по курсу "Ядерная и нейтронная физика", Обнинск: ОИАТЭ, 1997.