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
|
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 |
Przejdź do planu
PN WT ŚR CZ PT |
Typ zajęć: |
Ćwiczenia, 10 godzin
Laboratorium, 20 godzin
Wykład, 30 godzin
|
|
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 |
Przejdź do planu
PN WT ŚR CZ PT |
Typ zajęć: |
Ćwiczenia, 10 godzin
Laboratorium, 20 godzin
Wykład, 30 godzin
|
|
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 |
Właścicielem praw autorskich jest Wojskowa Akademia Techniczna.