Спектрометрія

Мета дисципліни: Ознайомитися з наявними методами вимірювання енергій різних видів випромінювання. Зокрема, α-, β-, γ-, рентгенівського та нейтронного випромінювання. Навчитися отримувати та аналізувати енергетичні спектри ядерних випромінювань.

Задачі дисципліни: 
Ознайомити здобувачів з характеристиками ядерних випромінювань;
Дати уявлення про роль вимірювання енергії частинок;
Ознайомити з основними фізичними ефектами, які дозволяють виміряти енергію випромінювання;
Ознайомити здобувачів з різними видами спектрометрів;
Набуття здобувачами досвіду та навичок вимірювання спектрів ядерних випромінювань;
Набуття здобувачами навичок аналізу та проведення розрахунків енергетичних спектрів випромінювань.
 
 
 
Основні результати навчання
 
ПР01. Знати, розуміти та вміти застосовувати основні положення загальної та теоретичної фізики, зокрема, класичної, релятивістської та квантової механіки, молекулярної фізики та термодинаміки, електромагнетизму, хвильової та квантової оптики, фізики атома та атомного ядра для встановлення, аналізу, тлумачення, пояснення й класифікації суті та механізмів різноманітних фізичних явищ і процесів для розв’язування складних спеціалізованих задач та практичних проблем з фізики та/або астрономії.
ПР03. Знати і розуміти експериментальні основи фізики: аналізувати, описувати, тлумачити та пояснювати основні експериментальні підтвердження існуючих фізичних теорій.
ПР04. Вміти застосовувати базові математичні знання, які використовуються у фізиці та астрономії: з аналітичної геометрії, лінійної алгебри, математичного аналізу, диференціальних та інтегральних рівнянь, теорії ймовірностей та математичної статистики, теорії груп, методів математичної фізики, теорії функцій комплексної змінної, математичного моделювання.
ПР07. Розуміти, аналізувати і пояснювати нові наукові результати, одержані у ході проведення фізичних та астрономічних досліджень відповідно до спеціалізації.
ПР09. Мати базові навички проведення теоретичних та/або експериментальних наукових досліджень з окремих спеціальних розділів фізики або астрономії, що виконуються індивідуально (автономно) та/або у складі наукової групи.
ПР11. Вміти упорядковувати, тлумачити та узагальнювати одержані наукові та практичні результати, робити висновки.
ПР12. Вміти представляти одержані наукові результати, брати участь у дискусіях стосовно змісту і результатів власного наукового дослідження.
ПР14. Знати і розуміти основні вимоги техніки безпеки при проведенні експериментальних досліджень, зокрема правила роботи з певними видами обладнання та речовинами, правила захисту персоналу від дії різноманітних чинників, небезпечних для здоров’я людини.
ПР15. Знати, аналізувати, прогнозувати та оцінювати основні екологічні аспекти загального впливу промислово-технологічної діяльності людства, а також окремих фізичних і астрономічних явищ, наукових досліджень та процесів (природних і штучних) на навколишнє природне середовище та на здоров’я людини.
ПР17. Знати і розуміти роль і місце фізики, астрономії та інших природничих наук у загальній системі знань про природу та суспільство, у розвитку техніки й технологій та у формуванні сучасного наукового світогляду.
ПР24. Розуміти місце фізики та астрономії у загальній системі знань про природу і суспільство та у розвитку суспільства, техніки і технологій.
ПР28. Вміти використовувати на практиці теоретичні знання  з радіаційної безпеки і дозиметрії з урахуванням сучасних досягнень у галузі прикладної ядерної фізики й радіобіології. 
 
 
Форми організації освітнього процесу та види навчальних занять
 
Л — лекційні заняття; ЛЗ — лабораторні заняття; СРЗ – самостійна робота здобувача вищої освіти; К – консультації.
 
Тематика та види навчальних занять
 
 

СЕМЕСТРОВИЙ МОДУЛЬ 1

ЗМІСТОВИЙ МОДУЛЬ 1. Основні поняття спектрометрії.

Л 1. Різні типи спектрів.
ЛЗ 1. Амплітудний аналізатор імпульсів.
СРЗ, К.

Л 2. Загальні характеристики спектрометрів.
СРЗ, К.

Л 3. Огляд методів спектрометрії.
ЛЗ 2.Внутрішні тести амплітудного аналізатора.
СРЗ, К.

ЗМІСТОВИЙ МОДУЛЬ 2. Магнітні спектрометри.

Л 4. Магнітні спектрометри з поперечним полем.
СРЗ, К.

Л 5. Магнітні спектрометри з поздовжнім полем.
ЛЗ 3. Зовнішні тести амплітудного аналізатора.
СРЗ, К.

ЗМІСТОВИЙ МОДУЛЬ 3. Ресурси мікроконтролера.

Л 6. Принципи роботи сцинтиляційного спектрометра.
СРЗ, К.

Л 7. Фотоелектронні помножувачі.
ЛЗ 4. Вимірювання спектра фонового γ-випромінювання.
СРЗ, К.
МК 1.

СЕМЕСТРОВИЙ МОДУЛЬ 2

ЗМІСТОВИЙ МОДУЛЬ 4. Іонізаційні спектрометри.

Л 8. Газові іонізаційні спектрометри.
СРЗ, К.

Л 9. Будова напівпровідникових спектрометрів.
ЛЗ 5. Калібрування сцинтиляційного спектрометра.
СРЗ, К.

Л 10. Характеристики напівпровідникових спектрометрів.
СРЗ, К.

ЗМІСТОВИЙ МОДУЛЬ 5. Спектрометрія нейтронів.

Л 11. Непрямі вимірювання енергій нейтронів.
ЛЗ 6. Вимірювання спектра невідомого джерела γ-випромінювання.
СРЗ, К.

Л 12. Прямі вимірювання енергії нейтронів.
СРЗ, К.

ЗМІСТОВИЙ МОДУЛЬ 6. Кристал-дифракційні спектрометри.

Л 13. Кристал-дифракційні спектрометри рентгенівського та γ-випромінювання.
ЛЗ 7. Схема збігу
СРЗ, К.

ЗМІСТОВИЙ МОДУЛЬ 7. Обробка спектрів.

Л 14. Обробка неперервних спектрів.
СРЗ, К.

Л 15. Обробка лінійчастих спектрів.
ЛЗ 8. Визначення параметрів спектральних піків.
СРЗ, К.
МК2.

 
 
Самостійна робота
 
Самостійна робота складає 44 години. Розподіл самостійної роботи за видами навчальних робіт:
1) підготовка до лабораторних занять – разом 32 години;
3) підготовка до лекційних занять та до виконання контрольних завдань — 12 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 виконують лабораторні роботи, виконують дві модульні контрольні роботи (МКР).
 
Кожний модуль оцінюється у максимально можливі 50 балів:
 
Семестровий модуль № 1
 
Виконання лабораторних робіт №1-4 оцінюється у 5 балів. Модульна контрольна робота (МК1) оцінюється максимально у 30 балів. Сумарно за перший семестровий модуль — 50 балів.
 

Семестровий модуль № 2
 
Виконання лабораторних робіт №5-8 оцінюється у 5 балів. Модульна контрольна робота (МК2) оцінюється максимально у 30 балів. Сумарно за другий семестровий модуль — 50 балів.
 
Максимальна оцінка за повний обсяг виконаних навчальних елементів дисципліни – 100 балів.
 
Підсумковим контролем з дисципліни є залік, оцінка за який виставляється за сумою першого та другого модулів.
 
Умови допуску до підсумкового контролю
 
До заліку допускаються здобувачі вищої освіти, які отримали не менше 30 балів за перший модуль.

Складання/перескладання заліку організується за встановленим деканатом ІЕКСУ розкладом.

Політика освітнього процесу

Здобувач зобов’язаний своєчасно та якісно виконувати всі отримані завдання; за необхідністю з метою з’ясування всіх незрозумілих під час самостійної та індивідуальної роботи питань, відвідувати консультації викладача. Дотримуватись принципів академічної доброчесності. 

Робота, яка виконана після встановлених викладачем термінів, не приймається.