Учебное пособие. Под ред. В.Т. Самосадного. М.: МИФИ, 2007. 240 с.
Распознано
Пособие посвящено изложению основных вопросов физики атомного ядра, взаимодействия излучения с веществом, регистрации и спектрометрии ядерных излучений. За время обучения студентов по программе курса они получают знания основных закономерностей ядерной физики и основ методов регистрации и спектрометрии ядерных излучений. В результате обучения студенты овладевают теоретическими основами и практическими навыками работы с ядерными излучениями, которые, в свою очередь, являются фундаментом для многих направлений научной и практической деятельности.
Предназначено для студентов, специализирующихся в смежных с прикладной ядерной физикой областях, студентов бакалавриата по направлению «Техническая физика».
Оглавление (4 главы):
Введение
Физика атомного ядра
Свойства ядер
Капельная модель ядра
Общие закономерности ядерных реакций
Эффективное сечение ядерной реакции
Общие закономерности для эффективных сечений ядерных реакций
Промежуточное (составное) ядро и его свойства
Энергия ядерной реакции
Частные случаи сечений ядерных реакций
Упругое рассеяние нейтральных частиц на массивных ядрах (реакция типа (n,n))
Неупругое рассеяние нейтральных частиц (n, n΄)
Экзоэнергетическая реакция, налетающая частица не заряжена и имеет небольшую энергию: (n,альфа), (n,p), (n,гамма), (n,n)
Экзоэнергетическая реакция, налетающая частица заряжена: (p,n), (альфа,n), (альфа, гамма), (p, гамма)
Эндоэнергетическая реакция. Налетающая частица
не заряжена, вылетающая – заряжена. Реакции типа (n, альфа), (n,p)
Законы сохранения
Законы сохранения электрического заряда и барионного заряда
Законы сохранения энергии и импульса
Закон сохранения момента количества движения. Общие положения
Роль орбитального момента количества движения
Закон сохранения четности
Закон сохранения изотопического спина
Явление радиоактивности
Основной закон радиоактивного распада
Закон радиоактивного распада для механических смесей
Закон последовательных радиоактивных превращений
Закон смещения
Закон смещения для радиоактивных семейств (рядов)
Виды радиоактивного распада
Альфа-распад
Бета-распад
Снятие возбуждения ядер
Спонтанное деление ядер
Реакция деления
Практическое осуществление цепной ядерной реакции
Взаимодействие ядерных излучений с веществом
Прохождение заряженных частиц через вещество
Общая характеристика процессов
Ионизационное торможение заряженных частиц
Связь пробега с энергией
Упругое рассеяние заряженных частиц
Многократное рассеяние
Особенности прохождения бета-излучения (электронов) через вещество
Черенковское излучение
Переходное излучение
Каналирование заряженных частиц. Ондуляторное излучение
Взаимодействие гамма- излучения с веществом
Фотоэлектрический эффект
Рассеяние фотонов
Образование пар электрон-позитрон
Полный коэффициент ослабления фотонного излучения в веществе
Закон ослабления потока фотонного излучения при прохождении через вещество
Прохождение нейтронов через вещество
Виды взаимодействий нейтронов с ядрами
Элементы теории замедления
Макроскопическое сечение взаимодействия нейтронов с веществом для многокомпонентных сред
Основы радиационной физики
Методы регистрации ядерных излучений
Физические основы методов регистрации ядерных излучений
Газовые ионизационные детекторы
Ионизация газов. Движение электронов и ионов в газах
Регистрация ядерных излучений ионизационными камерами
Методы регистрации ионизационными детекторами с газовым усилением
Кристаллические, полупроводниковые детекторы
Основные требования к наполнителям кристаллических детекторов
Физические процессы в детекторах
Взаимодействие заряженных частиц с материалом детектора
Основные типы полупроводниковых детекторов
Регистрация ядерных излучений сцинтилляционными детекторами
Физические процессы в сцинтилляторах, механизм люминесценции.
Свойства сцинтилляторов
Фотоумножители (ФЭУ), их характеристики
Характеристики сцинтилляционных детекторов
Достоинства и недостатки сцинтилляционных счётчиков
Черенковские и трековые детекторы
Черенковские детекторы
Трековые детекторы
Методы спектрометрии ядерных излучений
Физические основы методов спектрометрии
Функция отклика детектора
Основные характеристики спектрометра
Разрешающая способность и энергетическое разрешение
Эффективность спектрометра
Динамический диапазон (диапазон измеряемых энергий)
Типы сцинтилляционных гамма-спектрометров
Однокристальные сцинтилляционные гамма-спектрометры
Многокристальные сцинтилляционные гамма-спектрометры
Кристалл-дифракционные фотонные и нейтронные спектрометры. Дифракция фотонов и нейтронов на плоском кристалле
Магнитные спектрометры заряженных частиц
Движение заряженных частиц в магнитном поле
Спектрометры с поперечным магнитным полем. Метод прямого отклонения
Фокусирующее действие поперечного магнитного поля
Спектрометры с однородным продольным магнитным полем. Фокусирующее действие однородного поля
Характеристики магнитных спектрометров для заряженных частиц
Времяпролетный метод спектрометрии нейтронов
Пособие посвящено изложению основных вопросов физики атомного ядра, взаимодействия излучения с веществом, регистрации и спектрометрии ядерных излучений. За время обучения студентов по программе курса они получают знания основных закономерностей ядерной физики и основ методов регистрации и спектрометрии ядерных излучений. В результате обучения студенты овладевают теоретическими основами и практическими навыками работы с ядерными излучениями, которые, в свою очередь, являются фундаментом для многих направлений научной и практической деятельности.
Предназначено для студентов, специализирующихся в смежных с прикладной ядерной физикой областях, студентов бакалавриата по направлению «Техническая физика».
Оглавление (4 главы):
Введение
Физика атомного ядра
Свойства ядер
Капельная модель ядра
Общие закономерности ядерных реакций
Эффективное сечение ядерной реакции
Общие закономерности для эффективных сечений ядерных реакций
Промежуточное (составное) ядро и его свойства
Энергия ядерной реакции
Частные случаи сечений ядерных реакций
Упругое рассеяние нейтральных частиц на массивных ядрах (реакция типа (n,n))
Неупругое рассеяние нейтральных частиц (n, n΄)
Экзоэнергетическая реакция, налетающая частица не заряжена и имеет небольшую энергию: (n,альфа), (n,p), (n,гамма), (n,n)
Экзоэнергетическая реакция, налетающая частица заряжена: (p,n), (альфа,n), (альфа, гамма), (p, гамма)
Эндоэнергетическая реакция. Налетающая частица
не заряжена, вылетающая – заряжена. Реакции типа (n, альфа), (n,p)
Законы сохранения
Законы сохранения электрического заряда и барионного заряда
Законы сохранения энергии и импульса
Закон сохранения момента количества движения. Общие положения
Роль орбитального момента количества движения
Закон сохранения четности
Закон сохранения изотопического спина
Явление радиоактивности
Основной закон радиоактивного распада
Закон радиоактивного распада для механических смесей
Закон последовательных радиоактивных превращений
Закон смещения
Закон смещения для радиоактивных семейств (рядов)
Виды радиоактивного распада
Альфа-распад
Бета-распад
Снятие возбуждения ядер
Спонтанное деление ядер
Реакция деления
Практическое осуществление цепной ядерной реакции
Взаимодействие ядерных излучений с веществом
Прохождение заряженных частиц через вещество
Общая характеристика процессов
Ионизационное торможение заряженных частиц
Связь пробега с энергией
Упругое рассеяние заряженных частиц
Многократное рассеяние
Особенности прохождения бета-излучения (электронов) через вещество
Черенковское излучение
Переходное излучение
Каналирование заряженных частиц. Ондуляторное излучение
Взаимодействие гамма- излучения с веществом
Фотоэлектрический эффект
Рассеяние фотонов
Образование пар электрон-позитрон
Полный коэффициент ослабления фотонного излучения в веществе
Закон ослабления потока фотонного излучения при прохождении через вещество
Прохождение нейтронов через вещество
Виды взаимодействий нейтронов с ядрами
Элементы теории замедления
Макроскопическое сечение взаимодействия нейтронов с веществом для многокомпонентных сред
Основы радиационной физики
Методы регистрации ядерных излучений
Физические основы методов регистрации ядерных излучений
Газовые ионизационные детекторы
Ионизация газов. Движение электронов и ионов в газах
Регистрация ядерных излучений ионизационными камерами
Методы регистрации ионизационными детекторами с газовым усилением
Кристаллические, полупроводниковые детекторы
Основные требования к наполнителям кристаллических детекторов
Физические процессы в детекторах
Взаимодействие заряженных частиц с материалом детектора
Основные типы полупроводниковых детекторов
Регистрация ядерных излучений сцинтилляционными детекторами
Физические процессы в сцинтилляторах, механизм люминесценции.
Свойства сцинтилляторов
Фотоумножители (ФЭУ), их характеристики
Характеристики сцинтилляционных детекторов
Достоинства и недостатки сцинтилляционных счётчиков
Черенковские и трековые детекторы
Черенковские детекторы
Трековые детекторы
Методы спектрометрии ядерных излучений
Физические основы методов спектрометрии
Функция отклика детектора
Основные характеристики спектрометра
Разрешающая способность и энергетическое разрешение
Эффективность спектрометра
Динамический диапазон (диапазон измеряемых энергий)
Типы сцинтилляционных гамма-спектрометров
Однокристальные сцинтилляционные гамма-спектрометры
Многокристальные сцинтилляционные гамма-спектрометры
Кристалл-дифракционные фотонные и нейтронные спектрометры. Дифракция фотонов и нейтронов на плоском кристалле
Магнитные спектрометры заряженных частиц
Движение заряженных частиц в магнитном поле
Спектрометры с поперечным магнитным полем. Метод прямого отклонения
Фокусирующее действие поперечного магнитного поля
Спектрометры с однородным продольным магнитным полем. Фокусирующее действие однородного поля
Характеристики магнитных спектрометров для заряженных частиц
Времяпролетный метод спектрометрии нейтронов