Взаимодействие излучения с веществом

Описание: В настоящее время человечество использует различные виды ионизирующих частиц для своих практических нужд: медицина, ядерная энергетика, промышленная дефектоскопия, радиационно-химические технологии, научные исследования и другие области профессиональной деятельности. В связи с этим в данном курсе даются основные понятия для представления сложной совокупности процессов, происходящих в веществе при взаимодействии с ним излучений различного вида. Рассматривается процесс облучения ионизирующими излучениями который является основным способом исследования структуры конденсированного вещества и одним из радикальных способов изменения его физических, химических и биологических свойств.

Количество кредитов: 6

Пререквизиты:

• Физика конденсированного состояния
• Физические основы рентгенофлуоресцентного анализа (РФА)

Трудоемкость дисциплины:

Компонент: Компонент по выбору

Цикл: Профилирующие дисциплины

Цель

• формирование физических представлений о закономерностях взаимодействия заряженных частиц, фотонов и нейтронов с веществом, для применения этих знаний при работе в различных областях науки, техники и медицины, связанных с применением ионизирующих излучений.

Задача

• 1. Основные задачи дисциплины связаны с получением студентами теоретических знаний и практических навыков, необходимых для: создания правильного восприятия изучаемого объекта; умения предсказать свойства изучаемого объекта во времени и пространстве на основе определенных знаний о его начальном состоянии, а также изучение вопроса взаимодействия с различными веществами; формирования единого математического подхода для количественного решения конкретных задач в рамках принятых приближений.

Результат обучения: знание и понимание

• 1. 1. Основные законы, понятия и подходы в рамках современных представлений о природе воздействия различных видов излучения с веществом живой и неживой природы

Результат обучения: применение знаний и пониманий

• 1. 1. Использовать знания закономерностей в вопросах воздействия излучения на вещества для объяснения физико-химических и биофизических явлений и процессов

Результат обучения: формирование суждений

• 1. 1. Предсказать поведение явлений и процессов в сложных био-, физико-химических системах во времени и пространстве на основе определенных знаний о его начальном состоянии

Результат обучения: коммуникативные способности

• 1. 1. Формулировать основные понятия раздела, решать физические задачи и оценивать порядки физических величин.

Результат обучения: навыки обучения или способности к учебе

• 1. 1. Основные тенденции и направления развития плазменнопучковых и электроразрядных технологий и оборудования для них.

Методы преподавания

1. Дисциплина «Взаимодействие излучения с веществом» носит ярко выраженный междисциплинарный характер. Целью данной дисциплины является формирование представлений о природе воздействия излучения на различные системы, в том числе и человека; знакомство с основами радиологии (радиохимии) и общих механизмов взаимодействия излучения с объектами различной природы. Для этого у обучающегося нужно сформировать современное естественнонаучное мировоззрение, развить научное мышление, расширить их научно-технический кругозор, а также привить творческий подход и способность принимать стандартные и нестандартные научные методы исследования для решения поставленных задач.

Оценка знаний обучающегося

Преподаватель проводит все виды работ текущего контроля и выводит соответствующую оценку текущей успеваемости обучающихся два раза в академический период. По результатам текущего контроля формируется рейтинг 1 и 2. Учебные достижения обучающегося оцениваются по 100-балльной шкале, итоговая оценка Р1 и Р2 выводится как средняя арифметическая из оценок текущей успеваемости. Оценка работы обучающегося в академическом периоде осуществляется преподавателем в соответствии с графиком сдачи заданий по дисциплине. Система контроля может сочетать письменные и устные, групповые и индивидуальные формы.

Политика оценивания результатов обучения по видам работ

Форма оценки

Итоговая оценка знаний обучающего по дисциплине осуществляется по 100 балльной системе и включает:

• 40% результата, полученного на экзамене;
• 60% результатов текущей успеваемости.

Формула подсчета итоговой оценки:

 

где, Р₁, Р₂ – цифровые эквиваленты оценок первого, второго рейтингов соответственно; Э – цифровой эквивалент оценки на экзамене.

Итоговая буквенная оценка и ее цифровой эквивалент в баллах:

Буквенная система оценки учебных достижений обучающихся, соответствующая цифровому эквиваленту по четырехбалльной системе:

Темы лекционных занятий

• Релятивистская кинематика упругого рассеяния
• Микроскопическое сечение взаимодействия
• Сечения рассеяния и поглощения энергии
• Элементы квантовой теории упругого рассеяния
• Особенности упругого рассеяния электронов и позитронов
• Сечение ионизации атома заряженными частицами
• Потери на столкновения легких заряженных частиц
• Тормозное излучение заряженных частиц
• Основные определения
• ипы ядерных взаимодействий заряженных частиц
• Статистический разброс потерь энергии на столкновения
• Пробеги заряженных частиц в веществе
• Рассеяние электромагнитных волн на свободных зарядах
• Рассеяние электромагнитных волн связанными зарядами
• Фотоэффект

Основная литература

• 1. 1. В.И. Беспалов Взаимодействие ионизирующих излучений с веществом: учебное пособие. 4-е изд., исправ./ – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2008. 2. Черняев А. П. Взаимодействие ионизирующего излучения с веществом. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2004. 3. Н.Г. Гусев, В.А. Климанов, В.П. Машкович, А.П. Суворов Защита от ионизирующих излучений. Т. 1. Физические основы защиты от излучений: Учебник для вузов -3е изд. М.: Энергоатомиздат, 1989. 4. А.М. Кольчужкин, В.В. Учайкин Введение в теорию столкновений, Томск, ТГУ, 1979. 5. В.В. Балашов Строение вещества. – М.: Изд. МГУ, 1993. 6. С.В. Стародубцев, А.М. Романов. "Взаимодействие гамма-излучения с веществом", Ташкент, 1964. 7. Ю.М. Широков, Н.П. Юдин "Ядерная физика", М., Наука, 1972. 8. К.Н. Мухин "Экспериментальная ядерная физика", т. 1., М., Атомиздат, 1974