МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ОЬНИНСКИЙ ИНСТИТУТ АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ
ФАКУЛЬТЕТ ЗАОЧНОГО ОБУЧЕНИЯ
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по учебной работе
________________Нестеров А.В.
«____» ____________2001г.
Ядерная и нейтронная физика
Рабочая программа, методические указания
и контрольные задания для студентов
заочного факультета специальности
101000 – Атомные электростанции и установки Обнинск 2001
-
Цели и задачи дисциплины
1.1.ЦЕЛЬ ПРЕПОДОВАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Предмет изучения дисциплины – основы ядерной и нейтронной физики. Цель преподавания данной дисциплины – сообщение студенту фундаментальных знаний в системе подготовки инженеров по специальности 101000, необходимые для усвоения последующих дисциплин ядерно-физического цикла и смежных дисциплин таких, как «Теория и расчет ядерных реакторов», «Радиационная безопасность, дозиметрия и защита на АЭС».
-
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 в объеме, представленном в п. 2.1.
-
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 ядер: энергии, спины и четности, ширины и времена жизни. Протонно-нейтроная диаграмма. Основные свойства ядерных сил.
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. Естественные и искусственные радиоактивные изотопы. Радиоактивные семейства. Правила смещения. Активность. Основной закон радиоактивного распада. Основные характеристики распада: энергия, период полураспада, среднее время жизни, постоянная распада. Активация.
Альфа-распад. Область альфа-активных ядер. 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. Реакции под действием заряженных частиц. Термоядерные реакции. Фотоядерные реакции.
ТЕМА 5. Деление ядер.
Основные свойства. Спонтанное и вынужденное деление. Нейтроны деления. Выделение энергии. Осколки деления. Капельная модель деления. Параметр деления. Потенциальный барьер деления. Сырьевые и делящиеся нуклиды.
ТЕМА 6. Цепная реакция деления.
Практическое осуществление управляемой цепной реакции. Критические параметры. Развитие цепной реакции во времени. Воспроизводство ядерного топлива.
ТЕМА 7. Основы нейтронной физики.
Описание нейтронного поля. Потоковые и токовые характеристики. Альбедо. Замедление нейтронов. Изменение энергетического спектра нейтронов в процессе замедления. Длина замедления. Диффузия тепловых нейтронов. Длина диффузии.
ТЕМА 8. Прохождение заряженных частиц через вещество.
Кулоновское взаимодействие. Ионизационное торможение. Особенности прохождения альфа и бета- частиц.
ТЕМА 9. Регистрация ядерных излучений.
Ионизационный метод регистрации. Газоразрядные ионизационные детекторы. Сцинтилляционные детекторы. Полупроводниковые детекторы. Особенности регистрации нейтронов. Трековые детекторы. Камера Вильсона. Пузырьковая камера. Искровая камера.