Лаборатория специализации. Моделирование структуры и физических свойств материалов ядерной техники. Учебная программа учреждения высшего образования по учебной дисциплине для специальности 1-31 04 06 Ядерные физика и технологии № УД-4029/уч.

Abstract

Программа лаборатории специализации "Моделирование структуры и физических свойств материалов ядерной техники" разработана для специальности 1-31 04 06 ядерные физика и технологии. Цель учебной дисциплины — практическое овладение студентами основ компьютерного моделирования в физике конденсированного состояния и радиационной физике твердого тела. Основные задачи учебной дисциплины — дать представление о роли компьютеров в современной физике, основных методах компьютерного моделирования и областях их применения, продемонстрировать особенности применения основных методов компьютерного моделирования в радиационной физике твердого тела, научить студентов применять компьютерное моделирование в их научно-исследовательской работе. Метод компьютерного моделирования является как инструментом для научных исследований, так и методом образования. Этот метод способствует развитию исследовательского обучения, приближению процесса обучения к научному поиску, что является принципиально важным с точки зрения педагогики. Такой подход позволит ускорить достижение заданного уровня знаний и создать необходимую мотивацию для познавательной деятельности. Численное моделирование составляет неотъемлемую часть современной фундаментальной и прикладной науки, причем по важности оно приближается к традиционным экспериментальным и теоретическим методам. Поэтому будущие научные работники, инженеры и преподаватели обязательно должны владеть технологией компьютерного моделирования, уметь исследовать различные физические явления и процессы с помощью компьютера. Суть метода компьютерного моделирования заключается в том, что создается математическая модель процесса. Благодаря замене реального объекта соответствующей ему моделью, появляется возможность сформулировать задачу его изучения как математическую и воспользоваться для анализа универсальным математическим аппаратом, который не зависит от конкретной природы объекта. В лабораторном практикуме рассматривается применение компьютерного моделирования в радиационной физике твердого тела. Основное внимание уделено атомистическому моделированию свойств материалов ядерной техники, моделированию пробегов ионов в твердых телах (метод Монте-Карло) и моделированию радиационных эффектов при облучении нейтронами. Лабораторный практикум рассчитан на студентов 5-го курса и базируется на спецкурсах «Структурно-фазовые изменения при облучении» и «Компьютерное моделирование физических процессов в кристаллах».