Взаимодействие ионизирующих излучений с веществом

Abstract

Программа дисциплины «Взаимодействие ионизирующих излучений с веществом» разработана для специальности 1-31 04 06 «Ядерные физика и технологии» первой ступени высшего образования. Она предназначена для более глубокого изучения студентами физических основ процессов, протекающих при прохождении ионизирующих излучений через различные среды и изменению характеристик самого излучения, необходимых для последующего усвоения ряда дисциплин специализаций. Настоящая программа является оригинальной и разработана с учетом соответствующих требований образовательного стандарта специальности 1-31 04 06 «Ядерные физика и технологии» (ОСВО 1-31 04 06-2013). В современной науке, промышленности, геологии и медицине в настоящее время широко применяются ядерно-физические методы, такие как, нейтронно- и гамма-активационные методы исследования элементного состава вещества, рентгеновские методы исследования структуры вещества, аналитические и терапевтические методы в медицине и т.д. Дисциплина «Взаимодействие ионизирующих излучений с веществом» является теоретической базой для понимания всей совокупности методов детектирования частиц, а также ядерно-физических методов, применяемых в различных областях науки и техники. Ядерный реактор и ядерное топливо являются источниками ионизирующего излучения, откуда возникают требования к биологической защите ядерного реактора, а также к хранению радиоактивных отходов на АЭС. Для расчета защиты необходимы знания различных механизмов взаимодействия ядерного излучения с веществом. Целью учебной дисциплины является формирование у обучающего систематических знаний физических процессов взаимодействия различных видов излучения с атомами и ядрами, а также методов расчета сечений, коэффициентов ослабления, параметров пучков излучений при прохождении их через вещество. Основное внимание уделяется: основным видам излучения и их классификация по характеру взаимодействия; взаимодействию -квантов с веществом; взаимодействию тяжелых заряженных частиц и электронов с веществом; ионизационным и радиационным потерям энергии; процессу ионизации; классификации нейтронов по энергиям; упругому и неупругому рассеянию нейтронов на ядрах вещества; взаимодействию резонансных нейтронов с ядрами; взаимодействию медленных нейтронов с веществом, методам расчета сечений. Задачи учебной дисциплины:  сформировать у обучающихся представление о круге вопросов, относящихся к предмету взаимодействия ионизирующих излучений с веществом;  привить и закрепить базовые навыки решения задач по активации, ослаблению интенсивности различных пучков излучения в веществе. Учебный материал дисциплины основан на знаниях и представлениях, полученных в рамках следующих дисциплин: «Математический анализ», «Аналитическая геометрия и линейная алгебра», «Основы функционального анализа и теории функций», «Дифференциальные и интегральные уравнения», «Методы математической физики», «Теоретическая механика», «Физика атома и атомных явлений», «Физика ядра и элементарных частиц», «Квантовая механика», «Электродинамика». Учебный материал дисциплины будет использован при преподавании следующих дисциплин специальности государственного компонента: «Методы и устройства регистрации излучений», «Дозиметрия и радиационная безопасность», «Физика ядерных реакторов», «Защита от ионизирующих излучений», «Системы управления и защиты ядерных энергетических установок», а также в ряде дисциплин специализации. Перед преподавателем данной дисциплины ставятся следующие за-дачи: – ознакомить обучающихся с предметом дисциплины «Взаимодействие ионизирующего излучения с веществом»;  систематически изложить обучающимся основные сведения из физики взаимодействия ионизирующего излучения с веществом; – ознакомить обучающихся с основными подходами, применяемыми для описания взаимодействия ионизирующего излучения с веществом, основными методами их генерации и регистрации; – способствовать развитию научного мировоззрения обучающихся. Из множества эффективных педагогических методик и технологий, которые способствуют вовлечению обучающихся в поиск и управление знаниями, приобретению опыта самостоятельного решения разнообразных задач, следует выделить: технологии проблемно-модульного обучения; технологии научно-исследовательской деятельности; проблемно-ориентированный междисциплинарный подход; интенсивное обучение; моделирование проблемных ситуаций и их решение. Для формирования современных социально-профессиональных компетенций выпускника вуза в практику проведения занятий целесообразно внедрять методики активного обучения и дискуссионные формы. В результате изучения дисциплины обучающийся должен: знать:  основные процессы взаимодействия различных видов излучений с веществом:  закономерности ослабления ионизирующего излучения в веществе; уметь:  рассчитывать сечения взаимодействия различных видов излуче-ний с атомами и ядрами;  определять потери энергии и пробеги частиц падающего излучения в различных средах;  определять физические характеристики наведенной нейтронами радиоактивности. владеть:  методами анализа взаимодействия различных видов излучения с веществом.

В результате изучения учебной дисциплины у обучающегося должны быть сформированы следующие компетенции:  Уметь применять базовые научно-теоретические знания для решения теоретических и практических задач.  Владеть системным и сравнительным анализом.  Владеть исследовательскими навыками.  Уметь работать самостоятельно.  Быть способным вырабатывать новые идеи (креативность).  Владеть междисциплинарным подходом при решении проблем.  Иметь навыки, связанные с использованием технических устройств, управлением информацией и работой с компьютером.  Иметь лингвистические навыки (устная и письменная коммуникация).  Уметь учиться, повышать свою квалификацию в течение всей жизни.  Обладать качествами гражданственности.  Быть способным к социальному взаимодействию.  Обладать способностью к межличностным коммуникациям.  Владеть навыками здорового образа жизни.  Быть способным к критике и самокритике (критическое мышление).  Уметь работать в команде.  Применять знания теоретических и экспериментальных основ ядерной физики и ядерных технологий, ядерно-физических методов исследования, методов измерения физических величин, методов автоматизации эксперимента, методов планирования, организации и ведения научно-производственной, научно-педагогической, производственно-технической, опытно-конструкторской работы в области ядерно-физических технологий и атомной энергетики.  Осуществлять на основе методов математического моделирования оценку производственных процессов.  Пользоваться компьютерными методами сбора, хранения и обработки информации, системами автоматизированного программирования, научно-технической и патентной литературой.  Взаимодействовать со специалистами смежных профилей.  Применять полученные знания фундаментальных положений физики, экспериментальных, теоретических и компьютерных методов исследования, планирования, организации и ведения научно-технической работы.  Использовать новейшие открытия в естествознании, методы научного анализа, информационные образовательные технологии, физические основы современных технологий, оборудование и аппаратуру в исследовательской, научно-педагогической и производственной деятельности.  Разрабатывать и оптимизировать ядерно-физические технологии в энергетике и промышленности.  Вести переговоры, разрабатывать планы сотрудничества с другими организациями.  Пользоваться глобальными информационными ресурсами.  Пользоваться государственными языками Республики Беларусь и иными иностранными языками как средством делового общения.  Реализовывать методы защиты производственного персонала и населения в условиях возникновения аварий, катастроф, стихийных бедствий и обеспечения радиационной безопасности при осуществлении научной, производственной и педагогической деятельности.

Форма получения высшего образования – очная, дневная. Общее количество часов, отводимое на изучение учебной дисциплины – 126 часов, из них аудиторных - 54. Аудиторные часы проводятся в виде лекций, управляемой самостоятельной работы (УСР) и лабораторных занятий. На проведение лекционных занятий отводится 32 часа, на УСР – 2 часа, лабораторные занятия - 20 часов. Занятия проводятся на 4-м курсе в 7-м семестре. Форма текущей аттестации по учебной дисциплине – экзамен (7семестр).