Jaderná a radiační fyzika 1

Přednášející:

Ladislav Musílek (gar.), Tomáš Urban (gar.)

Cvičící:

Ladislav Musílek (gar.), Tomáš Urban (gar.)

Předmět zajišťuje:

katedra dozimetrie a aplikace ionizujícího záření

Anotace:

Vývoj názorů na mikrosvět a radiační fyziku, relativistické a kvantové vlastnosti, základní charakteristiky atomu a jádra, vazbová energie, měření hmotnosti a průměru jader, jaderné momenty, izospin, nejdůležitější jaderné modely. Obecné charakteristiky interakce ionizujícího záření s látkou, interakce záření alfa, beta, gama a neutronového, průchod svazků záření látkou, účinky záření na látku.

Požadavky:

Kurs matematiky a fyziky na úrovni základních kursů na FJFI.

Osnova přednášek:

1+2. Stručný přehled historického vývoje jaderné a radiační fyziky, Nejdůležitější problémy a směry v současné jaderné a subjaderné fyzice

3+4. Fyzikální veličiny v makrosvětě a v mikrosvětě, Relativistická a kvantová fyzika

5+6. Měření v mikrosvětě, účinné průřezy, Základní charakteristiky atomového jádra

7+8. Metody stanovení hmotnosti jader a atomů, hmotnost neutronu, Vazbová energie jader a jejich stabilita, nukleonová vazbová energie a energetické plochy

9+10. Vazbová energie částí jádra vůči jádru, nukleonová stabilita, Metody pro stanovení rozměrů atomového jádra

11+12. Jaderné momenty, Další kvantové charakteristiky jader (statistika, parita, izospin)

13+14. Modely atomových jader - obecné charakteristiky, Kapkový model jádra, Weizsäckerova formule

15+16. Slupkový model jádra, Zobecněný model jádra

17+18. Vlastnosti nejdůležitějších částic v radiační fyzice, Obecné charakteristiky interakce ionizujícího záření s látkou

19+20. Interakce těžkých nabitých částic s látkou, lineární brzdná schopnost, dosah, Energetické ztráty elektronů při průchodu látkou

21+22. Čerenkovovo záření, Mechanismy interakce záření gama a X s látkou

23+24. Průchod svazku fotonů látkou, vzrůstový činitel, Součinitele zeslabení, přenosu energie a absorpce energie

25+26. Mechanismy interakce neutronů s látkou, Veličiny popisující chování neutronů v látce

27+28. Energetické stavy elektronů v látkách, Efekty vyvolané v látce ionizujícím zářením - ionizace a excitace, vývin tepla

Osnova cvičení:

1+2. laboratorní soustava vs. težišťová soustava, základní vztahy v kvantové fyzice

3. klasická fyzika vs. relativistická fyzika

4. vztahy mezi hybností, hmotností, energií, vlnovou délkou, frekvencí, atd.

5. vazbová energie jádra, Weizsäckerova formule, čára beta stability

6+7+8. hmotnost a poloměr atomových jader, interakce těžkých a lehkých nabitých částic s látkou

9+10. Bethe-Blochova formule pro srážkové a radiační ztráty, empirické vztahy pro dosah částice v materiálu prostředí

11+12. interakce fotonů s látkou, průchod fotonového svazku materiálem

13+14. interakce neutronů s látkou, zápočtový test

Cíle studia:

Znalosti:

Znalosti z oblasti jaderné a radiační fyziky jako základ pro specializovanější předměty týkající se detekce, dozimetrie a využití ionizujícího záření v různých aplikacích vědy a techniky.

Schopnosti:

Aplikace zakladních znalostí na složitější systémy použitelné v různých aplikacích.

Studijní materiály:

Povinná literatura:

[1] L. Musílek: Úvod do fyziky ionizujícího záření, Praha, SNTL 1979

Doporučená literatura:

[2] K.N. Muchin: Eksperimental'naja jaděrnaja fizika I. Moskva, Eněrgoatomizdat 1983

[3] J.S. Lilley: Nuclear Physics - Principles and Applications. Chichester, Wiley 2001

[4] J. Magill - J. Gally: Radioactivity, Radionuclides, Radiation. Berlin, Springer 2005

[5] B. Povh - K. Rith - C. Scholz - F. Zetsche: Particles and Nuclei - An Introduction to the Physical Concepts. Berlin, Springer 1999

Poznámka:

Rozvrh na zimní semestr 2011/2012:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2011/2012:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů: