Нейтронная физика

Abstract

Программа дисциплины «Нейтронная физика» разработана для специализации 1-31 04 06 01 «Ядерная физика и электроника» специальности 1-31 04 06 «Ядерные физика и технологии» первой ступени высшего образования. Она предназначена для более глубокого изучения студентами фи-зических основ процессов, протекающих в ядерных реакторах и при взаимодействии нейтронов с веществом, необходимых для последующего усвоения ряда дисциплин специализаций. Настоящая программа является оригинальной и разработана с учетом соответствующих требований обра-зовательного стандарта специальности 1-31 04 06 «Ядерные физика и технологии» (ОСВО 1-31 04 06-2013). Сам по себе предмет нейтронной физики охватывает вопросы от строения и основных свойств нейтрона, его взаимодействия с элементарными частицами и ядрами при различных энергиях, до описания прохождения нейтронов через вещество, включая вещества, содержащие делящиеся материалы, способов генерации и наблюдения нейтронов. Поэтому предмет нейтронной физики как таковой чрезвычайно обширен. Он основывается на дисциплине «Физика ядра и элементарных частиц», завершающей общий курс физики, и на дисциплинах специальности «Взаимодействие ионизирующих излучений с веществом» и «Методы и устройства регистрации излучений». Отдельные разделы нейтронной физики входят в изучаемые в соответствии с этим планом дисциплины обязательного компонента «Физика ядерных реакторов», «Материалы ядерной техники», «Системы управления и защиты ядерных энергетических установок», дисциплины специализации «Кинетика и динамика ядерных реакторов», лежат в основе раздела о расчете защиты от нейтронов дисциплины обязательного компонента «Защита от ионизирующих излучений». Поэтому в данной программе основное внимание уделяется лишь тем вопросам, которые не получают необходимую глубину отражения в программах данных дисциплин. К таким вопросам в данной программе дисциплины «Нейтронная физика» отнесены: особенности кинематики реакций нейтронов с элементарными частицами и ядрами (с упором на диапазон энергий, характерных для нейтронов, образующихся в ядерных реакторах); элементы квантовой теории реакций нейтронов с ядрами, включая основы квантовой теории рассеяния, резонансного и нерезонансного поглощения нейтронов ядрами, реакций деления; основы теории переноса нейтронов в веществе; особенности прохождения нейтронов различных энергий через вещество; основные методы регистрации нейтронов различных энергий; основные физические механизмы генерации нейтронов в источниках нейтронов. Цель учебной дисциплины  сформировать у обучающихся систематические знания в области нейтронной физики.

Задачи учебной дисциплины:  сформировать у обучающихся представление о круге вопросов, относящихся к предмету нейтронной физики;  привить и закрепить базовые навыки решения расчетных задач по рассеянию нейтронов и ядерным реакциям с участием нейтронов. Учебный материал дисциплины основан на базовых знаниях и представлениях, заложенных в дисциплинах цикла общенаучных и общепрофессиональных дисциплин «Физика атома и атомных явлений», «Физика ядра и элементарных частиц», в дисциплинах специальности «Методы ма-тематической физики», «Теоретическая механика», «Электродинамика», «Квантовая механика», «Взаимодействие ионизирующих излучений с веществом», «Методы и устройства регистрации излучений». Учебный материал дисциплины будет использован при преподавании дисциплины «Статистические методы обработки информации в ядер-но-физическом эксперименте». Перед преподавателем данной дисциплины ставятся следующие за-дачи:  ознакомить обучающихся с предметом нейтронной физики;  систематически изложить обучающимся основные сведения из нейтронной физики;  ознакомить обучающихся с основными подходами, применяемыми для описания взаимодействия нейтронов реакторных энергий с ядрами, 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 усвоения дисциплины обучающийся должен знать: – классификацию нейтронов по энергиям применительно к задачам физики ядерных реакторов и взаимодействия реакторных нейтронов с веществом; – метод амплитуды рассеяния (взаимодействия) в описании поведения нейтронов в ядерных реакциях; – основные механизмы генерации нейтронов и способы их регистрации; уметь: – вычислять сечения реакций нерелятивистских нейтронов с ядрами в простейших случаях; – определять основной физический механизм взаимодействия ней-тронов некоторой энергии с ядрами в зависимости от значений сечений взаимодействия по различным каналам реакций; – подбирать тип и характеристики источников нейтронов для решения конкретных практических задач; владеть: – основными методами решения задач кинематики ядерных реакций с участием нерелятивистских нейтронов. В результате изучения учебной дисциплины «Нейтронная физика» 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;  иметь навыки, связанные с использованием технических устройств, управлением информацией и работой с компьютером;  иметь лингвистические навыки (устная и письменная коммуникация);  обладать качествами гражданственности;  быть способным к социальному взаимодействию;  обладать способностью к межличностным коммуникациям;  владеть навыками здорового образа жизни;  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;  применять полученные знания фундаментальных положений физики, экспериментальных, теоретических и компьютерных методов исследования, планирования, организации и ведения научно-технической работы;  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 на-селения в условиях возникновения аварий, катастроф, стихийных бедствий и обеспечения радиационной безопасности при осуществлении научной, производственной и педагогической деятельности;  осуществлять поиск, систематизацию и анализ информации по перспективным направлениям развития отрасли, инновационным технологиям, проектам и решениям;  определять цели инноваций и способы их реализации;  оценивать конкурентоспособность и экономическую эффективность разрабатываемых технологий;  применять методы анализа и организации внедрения инноваций в научно-производственной, научно-педагогической и научно-технической деятельности. Форма получения высшего образования — очная, дневная. Общее количество часов – 92, количество аудиторных часов – 36. Аудиторные занятия проводятся в виде лекций и управляемой самостоятельной работы (УСР). На проведение лекционных занятий отводится 30 часа, на УСР — 6 часов. Занятия проводятся на 4-м курсе в 7-м семестре. Формы текущей аттестации по учебной дисциплине — экзамен (8 семестр).