Ядерно-фізични методи дослідження речовини

Предметом дисципліни є детальне вивчення фізичних процесів, що призводять до виникненню сигналу на виході детектора при взаємодії з речовиною детектора заряджених частинок, нейтронів, нейтрино і γ-квантів, особливості детектування частинок різного типу в різних енергетичних діапазонах.
 Курс є вступним для студентів, що спеціалізуються в експериментальній фізиці високих енергій
    Мета дисципліни: Метою вивчення дисципліни є детально розглянути принципи дії, основні параметри і області застосування газонаповнених, пропорційних та іскрових лічильників, сцинтиляційних, напівпровідникових і черенковських детекторів, дифузійних, стримерного, бульбашкових камер і камер Вільсона, а так же ядерних фотоемульсій
Задачі дисципліни: 
Надати знання про сучасні методи постановки експерименту в ядерній фізиці і фізиці високих енергій: У міру розвитку методів детектування випромінювань роль їх в дослідженнях різних явищ зростає і вже зараз важко знайти таку галузь знань, де б ці  методи не застосовувалися. Як приклад можна привести видатні досягнення в області радіаційної генетики, радіаційної фізики і хімії, медицини, фізики елементарних частинок, геологи та астрофізики, які безпосередньо пов'язані з застосуванням методів детектування випромінювань.
Головну увагу справжнього курсу приділяється викладу фізичних основ реєстрації випромінювань, принципів дії та основи характеристик детектор ядерних випромінювань і методів спектрометрії, що призведе до розвитку у студентів навичок застосування сучасних детектирующих установок в їх подальшій роботі.

*
*
Основні результати навчання
*
РН02. Проводити експериментальні та/або теоретичні дослідження з фізики та астрономії, аналізувати отримані результати в контексті існуючих теорій, робити аргументовані висновки (включаючи оцінювання ступеня невизначеності) та пропозиції щодо подальших досліджень.
РН0З. Застосовувати сучасні теорії наукового менеджменту та ділового адміністрування для організації наукових і прикладних досліджень в області фізики та/або астрономії.
РН06.Обирати ефективні математичні методи та інформаційні технології  та застосовувати їх для здійснення досліджень та/або інновацій в області фізики та/або астрономії.
*

*
Форми організації освітнього процесу та види навчальних занять
*
Л – лекційні заняття; ПЗ – практичні заняття; СРС – самостійна робота здобувача вищої освіти; Кз – самостійні контрольні завдання; МКР – модульна контрольна робота; КР — курсова робота; К – консультації.
*
*
Тематика та види навчальних занять
*
1 тиждень
Л1. Вступ. Загальна схема реєстрації та дослідження випромінювання: джерело випромінювання - мішень детектор - електроніка - ЕОМ. Фізичні параметри процесу, що підлягають зміни
ПЗ1. Внутрішні і виведені потоки частинок і ядер
СРС. К.
*
2 тиждень
Л2. Взаємодія нейтронного випромінювання з речовиною. Взаємодія нейтронів з атомами і ядрами середовища. Взаємодія рентгенівського і гамма-випромінювання з речовиною.. 
ПЗ2 Електромагнітні зливи, адронні каскади. Взаємодія нейтрино з речовиною
СРС. К.
*
3 тиждень
Л 3. Загальна схема перетворення енергії частинок в речовині детектора. Реєстровані ефекти. Класифікація методів детектування випромінювання. 
ПЗ3.  Класифікація та основні характеристики детекторів випромінювань.
СРС. К.
*
4 тиждень
Л 4. Іонізаційний метод реєстрації випромінювання. Газонаповнені детектори. Іонізаційна камера: принцип дії, область застосування. 
Кз1 Камери іонізаційні з рідким робочим речовиною..
СРС. К.
*
5 тиждень
Л 5.  Ідентифікація частинок. Методи посилення іонизационного ефекту. Газові пропорційні лічильники, лічильники Гейгера-Мюллера, коронні і іскрові лічильники. 
Кз 2.  Основні параметри газорозрядних детекторів і області застосування.
СРС. К.
*
6 тиждень
Л 6. Кристалічні та напівпровідникові детектори. Принцип дії, основні параметри, галузь застосування.  
ПЗ 3. Спектрометрія випромінювання за допомогою напівпровідникових детекторів.
СРС. К.
*
7 тиждень
Л 7. Сцинтиляційне метод реєстрації випромінювання. Сцинтиляційне процес. Принцип дії і різні варіанти пристрою сцинтиляційних детекторів. 
ПЗ. Основні параметри і область застосування сцинтиляційних детекторів різних типів..
СРС. К.
*
8 тиждень
Л 8. Детектори черенковський випромінювання. Порогові детектори. детектори з фокусуванням. детектори перехідного випромінювання. Електролюмінісцентне пропорційні детектори.
ПЗ 4. Фотоемульсійні методи
СРС. К.
МКР 1
*
9 тиждень
Л 9. Трекові детектори. Класифікація трекових детекторів. Іскрові і стримерни камери.
СРС. К.
*
10 тиждень
Л10.  Реєстрація слідів частинок в пересиченому парі. Камера Вільсона. 
ПЗ 5. Черенковські детектори.
СРС. К.
*

11 тиждень
Л 11. Систематизація методів реєстрації випромінювання і різних типів детекторів. 
Кз 3. Багато детекторні системи реєстрації..
СРС. К.
*
12 тиждень
Л 12.  Магнітні спектрометри заряджених частинок. 
ПЗ 6. Спектрометри з поздовжнім магнітним полем.
СРС. К.
*
13 тиждень
Л 13.  Інформація, що міститься в сигналі детектора, методи її обробки та аналізу. Приклади експериментальних завдань
Кз4. . Методи вимірювання енергетичних, масових, зарядових розподілів.
СРС. К,

14 тиждень
Л.14 Рух заряджених частинок в магнітному поле.
ПЗ Спектрометри з поперечним магнітним полем.
СРС. К,

15 тиждень
Л15 Особливості детектування частинок різних типів і в різних енергетичних діапазонах.
ПЗ Порівняльні характеристики різних типів детекторів
СРС. К, МКР 2
*
Індивідуальна робота

Виконується КР. 
Метою КР є навчити студентів користуватись джерелами інформації, які потрібно використовувати для теоретичних досліджень, а також формування розуміння зв’язку отриманої ними інформації на лекційних і практичних заняттях з реальними прикладами і розрахунками. 
5 тиждень – видача тем КР та узгодження їх з здобувачами.    
6-8 тижні –добір та аналіз літературних джерел за темою КР.
9 тиждень – складання змісту КР.
10-13 тиждень – написання КР.
14 тиждень – підготовка презентації.
15 тиждень - захист КР.

Самостійна робота

Самостійна робота складає 120 годин. 
Розподіл самостійної роботи за видами навчальних робіт:
1) підготовка до лекційних занять – 15 годин;
2) підготовка до практичних занять –  15 годин;
3) підготовка до МКР – 30 годин;
4) виконання КР – 30 годин;
5) підготовка до екзамену – 30 годин.
**
*
Процедура оцінювання
*
Система оцінювання рівня навчальних досягнень ґрунтується на принципах ЄКТС та є накопичувальною. Для забезпечення оперативного контролю за успішністю та якістю рівня навчальних досягнень здобувачів вищої освіти дисципліна поділяється на два семестрові модулі. Здобувачі протягом семестру готуються до лекційних та практичних занять, виконують 4 контрольних завдання та 2 модульні контрольні роботи.
Модульні контрольні роботи №1, №2 виконуються у письмовій формі. Максимальна оцінка за їх бездоганне виконання становить 30 балів (у формі теоретичного питання, тестових запитань та практичного завдання). Правильна відповідь на теоретичне питання оцінюється в 5 балів. Кількість тестових запитань 10, кожна правильна відповідь оцінюється в 1 бал. Правильне виконання практичного завдання оцінюється в 15 балів.
Кожний модуль оцінюється у максимально можливі 50 балів.
Семестровий модуль № 1
Кз1. Оцінка за виконання – 10 балів. Термін надання – 4 тиждень.
Кз2. Оцінка за виконання – 10 балів. Термін надання – 5 тиждень.
МК1. Модульна контрольна робота – 30 балів (8 тиждень). Перескладання можливе протягом 9–11 тижнів за розкладом консультацій.
Семестровий модуль № 2
Кз3. Оцінка за виконання – 10 балів. Термін надання – 11 тиждень.
Кз4. Оцінка за виконання – 10 балів. Термін надання – 13 тиждень.
МК2. Модульна контрольна робота – 30 балів (15 тиждень).
Максимальна оцінка за повний обсяг виконаних навчальних елементів дисципліни – 100 балів.
Підсумковим контролем з дисципліни є залік. 
**

Умови допуску до підсумкового контролю

До підсумкового контролю допускаються студенти, які здали перший і другий модулі не менше ніж на 60 балів і захистили КР.
**
Політика освітнього процесу
*
Здобувач зобов’язаний своєчасно та якісно виконувати всі отримані завдання; за необхідністю з метою з’ясування всіх не зрозумілих під час самостійної та індивідуальної роботи питань, відвідувати консультації викладача. Дотримуватись принципів академічної доброчесності. 
*
Робота, яка виконана після встановлених викладачем термінів, не приймається.
*
Відсутність здобувача на контрольній роботі або на заліку відповідає оцінці «0».
*
Під час лекції здійснювати телефонні дзвінки забороняється.