Физика пучков заряженных частиц и ускорительная техника

Beschreibung: Дисциплина посвящена изучению основ физики движения заряженных частиц в электрических и магнитных полях, а также принципов работы различных типов ускорителей. Целью курса является предоставление обучающимся фундаментальных знаний и практических навыков в области физики движения заряженных частиц и работы ускорителей. В ходе курса обучающиеся знакомятся с динамикой заряженных частиц, типами ускорителей (электростатические, линейные, циклические), методами фокусировки и транспортировки пучков, а также с диагностикой и измерением параметров пучков. Особое внимание уделяется взаимодействию пучков с веществом и практическому применению ускорительной техники в науке, медицине и промышленности.

Betrag der Credits: 5

Пререквизиты:

• Физика конденсированного состояния

Arbeitsintensität der Disziplin:

Komponente: Компонент по выбору

Zyklus: Базовые дисциплины

Цель

• Освоение теоретических и практических знаний по физике пучков заряженных частиц и основам ускорительной техники, а также применение этих знаний для решения задач в области науки и техники.

Задача

• • Ознакомить обучающихся с основными принципами физики пучков заряженных частиц. • Изучить различные типы ускорителей и их применение. • Рассмотреть физические процессы, происходящие в ускорителях. • Обучить методам расчета и моделирования параметров пучков и работы ускорительных установок

Результат обучения: знание и понимание

• Основных принципов и законов физики заряженных частиц. Различных типов ускорителей и принципов их работы. Процессов взаимодействия пучков заряженных частиц с веществом. • Методов фокусировки и транспортировки пучков заряженных частиц. • Применения ускорительной техники в науке, медицине и промышленности..

Результат обучения: применение знаний и пониманий

• Анализ и расчет параметров пучков заряженных частиц. Моделирование работы ускорителей с использованием специализированного ПО. • Разработка и оптимизация систем фокусировки и транспортировки пучков. Оценка эффективности применения ускорителей в различных областях.

Результат обучения: формирование суждений

• Критическая оценка современных технологий ускорительной техники. Принятие решений по выбору типа ускорителя для конкретных задач. Оценка перспектив развития ускорительной техники и ее влияния на науку и технику.

Результат обучения: коммуникативные способности

• 1 развить коммуникационные способности, необходимые для работы в команде

Результат обучения: навыки обучения или способности к учебе

• 1. Способность проявлять профессиональные знания в области детектирования частиц и наносекундной электроники. 2. Готовность к применению идей и методов современной ядерной физики в других областях деятельности человека

Lehrmethoden

1. Лекционно-семинарско-зачетная система 2. Исследовательские методы 3. Информационно-коммуникационные технологии.

Bewertung des Wissens der Studierenden

Die Bewertungspolitik der Lernergebnisse nach Arbeitstyp

Bewertungsbogen

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

• 1.Введение в физику пучков заряженных частиц.Основные понятия и определения.История развития ускорительной техники
• 2.Основные законы движения заряженных частиц
• 3.Динамика заряженных частиц в электрических и магнитных полях
• 4.Уравнения движения и их решение
• 5. Типы ускорителей заряженных частиц
• 6.Электростатические ускорители.Линейные ускорители
• 7.Циклические ускорители (циклотроны, синхротроны и др.)
• 8. Физика взаимодействия пучков заряженных частиц с веществом.Процессы торможения ионизации
• 9.Эффекты рассеяния и поглощения
• 10.Фокусировка и транспортировка пучков заряженных частиц.Принципы фокусировки магнитными и электрическими полями
• 11.Оптические элементы и их характеристики
• 12. Методы диагностики и измерения параметров пучков.Измерение энергии, интенсивности и формы пучка.Диагностическое оборудование и его применение
• 13.Применение ускорителей заряженных частиц.Ускорители в физике высоких энергий
• 14.Медицинские ускорители (радиотерапия, ПЭТ).Промышленные ускорители (облучение материалов, стерилизация)
• 15.Современные направления развития ускорительной техники.Лазерные плазменные ускорители.Компактные и настольные ускорители.Перспективы и будущие разработки

Основная литература

• • Иванов И.И., Физика пучков заряженных частиц, Издательство МГУ, 2020. • Петров П.П., Основы ускорительной техники, Издательство НИЯУ МИФИ, 2018.

Дополнительная литература

• • "Ускорители заряженных частиц: теория и практика", под ред. Сидорова С.С., Издательство Энергоатомиздат, 2019. • "Применение ускорителей в науке и технике", под ред. Кузнецова К.К., Издательство Атомиздат, 2021.