Wojskowa Akademia Techniczna - Centralny System Uwierzytelniania
Strona główna

Fizyka jądrowa

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: WTCCNCSI-FJ
Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (brak danych)
Nazwa przedmiotu: Fizyka jądrowa
Jednostka: Wydział Nowych Technologii i Chemii
Grupy:
Punkty ECTS i inne: 6.00 Podstawowe informacje o zasadach przyporządkowania punktów ECTS:
  • roczny wymiar godzinowy nakładu pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się dla danego etapu studiów wynosi 1500-1800 h, co odpowiada 60 ECTS;
  • tygodniowy wymiar godzinowy nakładu pracy studenta wynosi 45 h;
  • 1 punkt ECTS odpowiada 25-30 godzinom pracy studenta potrzebnej do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się;
  • tygodniowy nakład pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się pozwala uzyskać 1,5 ECTS;
  • nakład pracy potrzebny do zaliczenia przedmiotu, któremu przypisano 3 ECTS, stanowi 10% semestralnego obciążenia studenta.

zobacz reguły punktacji
Język prowadzenia: polski
Forma studiów:

stacjonarne

Rodzaj studiów:

I stopnia

Rodzaj przedmiotu:

obowiązkowy

Forma zajęć liczba godzin/rygor:

wykłady: 30 godz./egzamin

ćwiczenia: 10 godz./zaliczenie (ZAL/NZAL)

laboratoria: 20 godz,/zaliczenie na ocenę

Przedmioty wprowadzające:

Matematyka

Znajomość podstaw rachunku prawdopodobieństwa i metod rozwiązywania równań różniczkowych zwyczajnych.


Fizyka

Znajomość podstaw mechaniki, elektromagnetyzmu i teorii atomu.


Programy:

Chemia/Materiały niebezpieczne i ratownictwo chemiczne

Chemia/Materiały wybuchowe i pirotechnika


Autor:

dr hab. inż. Jarosław Puton

Bilans ECTS:

Aktywność/Obciążenie w godzinach

1. Udział w wykładach/30

2. Udział w ćwiczeniach/10

3. Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych/20

4. Udział w konsultacjach/10

5. Przygotowanie do ćwiczeń/30

6. Przygotowanie do ćwiczeń laboratoryjnych i opracowanie sprawozdań/36

7. Przygotowanie do egzaminu/30


Obciążenia w godzinach/ECTS

Sumaryczne obciążenie pracą studenta: 166/6

Zajęcia z udziałem nauczyciela: 70/2.5

Zajęcia samodzielne: 96/3.5

Skrócony opis:

Przedmiot zawiera informacje dotyczące głównych problemów fizyki jądrowej. Podstawą wiedzy przekazywanej studentom jest elementarna teoria budowy jądra atomowego. W części poświęconej promieniotwórczości zawarty jest opis podstawowych rodzajów promieniowania i oddziaływania promieniowania z materią. Ostatnia część przedmiotu poświęcona jest energetyce jądrowej i przeglądowi nowych osiągnięć fizyki jądrowej.

Pełny opis:

WYKŁADY

1. WIADOMOŚCI WSTĘPNE (2 godz.)

Ogólna charakterystyka przedmiotu. Zarys rozwoju fizyki jądrowej. Elementy mechaniki relatywistycznej.

2. PODSTAWOWE WŁAŚCIWOŚCI JĄDER ATOMOWYCH (2 godz.)

Składniki jądra i ich właściwości. Promień jądra. Izospin. Parzystość. Ładunek elektryczny. Spin. Moment magnetyczny. Energia wiązania jąder atomowych. Metody wyznaczania energii wiązania.

3. MODELE JĄDRA ATOMOWEGO (2 godz.)

Model kroplowy jądra atomowego. Ścieżka stabilności. Model powłokowy. Model gazu Fermiego.

4. PRAWO ROZPADU PROMIENIOTWÓRCZEGO (2 godz.)

Promieniotwórczość. Stała rozpadu i okres połowicznego zaniku. Rozpad sukcesywny.

5. STATYSTYCZNY CHARAKTER ROZPADU (2 godz.)

Zastosowanie rozkładów Poissona i Gaussa do oceny wyników pomiarów w fizyce jądrowej. Optymalizacja dokładności pomiarów radiometrycznych.

6. ROZPADY ALFA I BETA, PROMIENIOWANIE GAMMA (2 godz.)

Rodziny promieniotwórcze. Mechanizm rozpadu alfa. Rodzaje rozpadu beta. Prawdopodobieństwo przejść. Widmo energetyczne cząstek beta. Neutrino. Promieniowanie gamma – stany wzbudzone jąder.

7. ODDZIAŁYWANIE CZĄSTEK NAŁADOWANYCH Z MATERIĄ (2 godz.)

Straty energii na jonizację. Hamowanie radiacyjne. Promieniowanie Czerenkowa.

8. ODDZIAŁYWANIE PROMIENIOWANIA ELEKTROMAGNETYCZNEGO Z MATERIĄ (2 godz.)

Fotoefekt. Rozpraszanie promieniowania. Efekt Comptona. Tworzenie par elektronowo-pozytonowych.

9. PRZEGLĄD METOD DETEKCJI PROMIENIOWANIA JĄDROWEGO (2 godz.)

Rodzaje detektorów. Podstawy metod spektroskopowych. Pomiary w dozymetrii.

10. PROMIENIOWANIE JĄDROWE W ŚRODOWISKU I ZASTOSOWANIACH PRAKTYCZNYCH

Izotopy promieniotwórcze w środowisku naturalnym. Poziom promieniowania tła. Zastosowanie izotopów w badaniach naukowych, przemyśle i medycynie.

11. NEUTRONY (2 godz.)

Źródła neutronów. Rodzaje oddziaływania neutronów z materią. Spowalnianie i dyfuzja neutronów.

12. REAKCJE JĄDROWE I PROBLEMY ROZPRASZANIA CZĄSTEK (2 godz.)

Mechanizm reakcji przez jądro złożone. Teoria Bohra. Reakcje oddziaływania bezpośredniego. Stacjonarny opis rozpraszania elastycznego. Przybliżenie Borna.

13. REAKCJE ROZSZCZEPIENIA JĄDER ATOMOWYCH (2 godz.)

Oszacowanie energii reakcji rozszczepienia. Rola bariery potencjału. Przekroje czynne na rozszczepienie. Właściwości fragmentów rozszczepienia.

14. ENERGETYKA JĄDROWA (2 godz.)

Reaktory jądrowe. Bilans energii i stabilność pracy reaktora. Nowe konstrukcje reaktorów energetycznych. Perspektywy wykorzystania reakcji syntezy jąder lekkich w energetyce. Broń jądrowa i termojądrowa.

15. NOWE OSIĄGNIĘCIA FIZYKI JĄDROWEJ (2 godz.)

Cząstki elementarne. Klasyfikacja cząstek. Promieniowanie kosmiczne. Metody detekcji. Miony. Cząstki jako nośniki oddziaływań. Struktura nukleonów. Symetria unitarna oddziaływań silnych.

ĆWICZENIA

Ćwiczenia rachunkowe poświęcone są rozwiązywaniu zadań, w szczególności dotyczących następujących zagadnień:

- modele jądra atomowego - wyznaczanie energii wiązania

- elementy mechaniki relatywistycznej

- prawo rozpadu promieniotwórczego

- oddziaływanie promieniowania z materią

- reaktory jądrowe

LABORATORIA

W ramach przedmiotu realizowanych jest 5 ćwiczeń laboratoryjnych obejmujących następujące zagadnienia:

- statystyczny charakter rozpadu promieniotwórczego

- prawo rozpadu promieniotwórczego

- oddziaływanie promieniowania z materią

- przegląd metod detekcji promieniowania jądrowego

- widma energetyczne promieniowania

Literatura:

podstawowa:

1. E. Skrzypczak, Z. Szefliński, Wstęp do fizyki jądra atomowego i cząstek elementarnych. PWN 2002.

2. D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, Podstawy fizyki 5 (rozdziały 43, 44 i 45), PWN 2005.

3. G. Jezierski, Energia jądrowa wczoraj i dziś, WNT, 2014.

uzupełniająca:

2. J.S. Lilley, Nuclear Physics: Principles and Applications. Wiley 2002.

3. A. Strzałkowski, Wstęp do fizyki jądra atomowego. PWN 1978

Efekty uczenia się:

W1. Po zaliczeniu przedmiotu student posiada podstawową wiedzę dotyczącą budowy jądra atomowego. K_W08

W2. Student zna właściwości promieniowania jądrowego i formy jego oddziaływania z materią. K_W08, K_W13

W3. Student posiada podstawową wiedzę dotyczącą fizyki reaktorów jądrowych i energetyki jądrowej. K_W08, K_W13

U1. Student potrafi analizować wyniki pomiarów parametrów promieniowania jądrowego. K_U10

U2. Student ma umiejętność posługiwania się sprzętem do pomiarów promieniowania jądrowego. K_U04, K_U06

K1. Student ma świadomość swojej wiedzy oraz potrafi pracować i współdziałać w grupie. K_K01, K_K02

Metody i kryteria oceniania:

- Przedmiot zaliczany jest na podstawie zaliczenia pisemnego obejmującego wszystkie zagadnienia teoretyczne przedstawione w trakcie wykładów.

- Warunkiem koniecznym uzyskania oceny pozytywnej z egzaminu jest wykazanie osiągnięcie efektów uczenia W1, W2 i W3.

- Warunkiem otrzymania oceny bardzo dobrej jest znajomość wszystkich zagadnień merytorycznych zawartych w programie przedmiotu oraz wykazanie zainteresowania przedmiotem.

- Warunkiem dopuszczenia do egzaminu końcowego jest zaliczenie ćwiczeń rachunkowych, laboratoryjnych i seminariów.

- Efekt U1 i U2 sprawdzane ustnie podczas wykonywania ćwiczeń laboratoryjnych.

Praktyki zawodowe:

brak

Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2024/2025" (w trakcie)

Okres: 2024-10-01 - 2025-02-28
Wybrany podział planu:
Przejdź do planu
Typ zajęć:
Ćwiczenia, 10 godzin więcej informacji
Laboratorium, 20 godzin więcej informacji
Wykład, 30 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Jarosław Puton
Prowadzący grup: Bartłomiej Fliszkiewicz, Krzysztof Piwowarski, Jarosław Puton
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Ćwiczenia - Zaliczenie ZAL/NZAL
Laboratorium - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Egzamin

Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2025/2026" (jeszcze nie rozpoczęty)

Okres: 2025-10-01 - 2026-02-28
Wybrany podział planu:
Przejdź do planu
Typ zajęć:
Ćwiczenia, 10 godzin więcej informacji
Laboratorium, 20 godzin więcej informacji
Wykład, 30 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Jarosław Puton
Prowadzący grup: (brak danych)
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Ćwiczenia - Zaliczenie ZAL/NZAL
Laboratorium - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Egzamin
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Wojskowa Akademia Techniczna.
ul. gen. Sylwestra Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa 46 tel: +48 261 839 000 https://www.wojsko-polskie.pl/wat/ kontakt deklaracja dostępności mapa serwisu USOSweb 7.1.0.0-9 (2024-12-18)