Взаимодействие излучения с веществом

Баятанова Ляйла Болаткановна

*InstructorProfile(zh-CN)*

内容描述: 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.

贷款数: 6

Пререквизиты:

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

*СomplexityDiscipline(zh-CN)*:

*TypesOfClasses(zh-CN)* *hours(zh-CN)*
*Lectures(zh-CN)* 15
*PracticalWork(zh-CN)* 15
*LaboratoryWork(zh-CN)* 15
*srop(zh-CN)* 45
*sro(zh-CN)* 90
*FormOfFinalControl(zh-CN)* экзамен
*FinalAssessment(zh-CN)* экзамен

零件: Компонент по выбору

循环次数: 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.
*TeachingMethods(zh-CN)*

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.

*AssessmentKnowledge(zh-CN)*

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.

*Period2(zh-CN)* *TypeOfTask(zh-CN)* *Total(zh-CN)*
2  *Rating(zh-CN)* Коллоквиум 0-100
Индивидуальные задания
Выполнение и защита лабораторных работ
Рубежный контроль 1
Рубежный контроль 2
Коллоквиум
Индивидуальные задания
Выполнение и защита лабораторных работ
*TotalControl(zh-CN)* экзамен 0-100
*PolicyAssignmentTask(zh-CN)*
*TypeOfTask(zh-CN)* 90-100 70-89 50-69 0-49
Excellent *Grade4(zh-CN)* *Grade3(zh-CN)* *Grade2(zh-CN)*
*EvaluationForm(zh-CN)*

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:

И= 0,6 Р1+Р2 +0,4Э
2

 

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:

Оценка по буквенной системе Цифровой эквивалент Баллы (%-ное содержание) Оценка по традиционной системе
A 4.0 95-100 Отлично
A- 3.67 90-94
B+ 3.33 85-89 Хорошо
B 3.0 80-84
B- 2.67 75-79
C+ 2.33 70-74
C 2.0 65-69 Удовлетворительно
C- 1.67 60-64
D+ 1.33 55-59
D 1.0 50-54
FX 0.5 25-49 Неудовлетворительно
F 0 0-24
Темы лекционных занятий
  • Релятивистская кинематика упругого рассеяния. Кинематика неупругих столкновений.
  • Микроскопическое сечение взаимодействия. Дифференциальные сечения. Вычисление средних величин.
  • Сечения рассеяния и поглощения энергии. Преобразование сечений. Макроскопические коэффициенты взаимодействия.
  • Элементы квантовой теории упругого рассеяния. Приближение Борна. Упругое рассеяние заряженных частиц атомами. Экранирование.
  • Особенности упругого рассеяния электронов и позитронов. Влияние упругого рассеяния на траекторию заряженной частицы в веществе. Многократное рассеяние.
  • Сечение ионизации атома заряженными частицами. Дельта электроны. Классическая теория потерь энергии на ионизацию и возбуждение атомов. Формула Бете-Блоха. Эффект плотности.
  • Потери на столкновения легких заряженных частиц. Связь между потерями энергии и ионизацией.
  • Тормозное излучение заряженных частиц. Потери энергии на тормозное излучение. Полные потери энергии. Эффект аннигиляции.
  • Основные определения. Механизмы ядерных реакций. Законы сохранения в ядерных реакциях. Общие свойства ядерных реакций. Особенность ядерных взаимодействий заряженных частиц.
  • ипы ядерных взаимодействий заряженных частиц. Энергетические диаграммы ядерной реакции. Роль ядерных реакций в ослаблении пучка заряженных частиц. Выход ядерной реакции.
  • Статистический разброс потерь энергии на столкновения. Распределение Ландау. Флуктуации в потерях энергии на излучение.
  • Пробеги заряженных частиц в веществе. Коэффициенты пропускания. Коэффициенты отражения.
  • Рассеяние электромагнитных волн на свободных зарядах. Формула Томсона.
  • Рассеяние электромагнитных волн связанными зарядами. Рассеяние электромагнитных волн системой зарядов. Когерентное и некогерентное рассеяние. Эффект Комптона.
  • Фотоэффект. Эффект образования электронно-позитронных пар.
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