Практикум по ядерной физике

 
Практикум по ядерной физике (ЯФ) формирует  у студентов представление о целостной физической картине микромира и протекающих в нем процессов. Особую роль в изучении этого раздела и понимании явлений играют эксперименты, проводящиеся на реальных спектрометрах с различными источниками ионизирующих излучений. Персональный компьютер, управляющий приборами, выводит на экран экспериментальные данные, а также предлагает пользователю математический аппарат для обработки и анализа физических закономерностей, полученных в результате эксперимента.
Цикл лабораторных работ по ядерной физике предназначен для более глубокого усвоения лекционного материала и для приобретения навыков экспериментально получать или подтверждать те или иные закономерности, изучаемые в ядерной физике. Студенты знакомятся с современными методами автоматизации эксперимента, учатся планировать автоматизированный эксперимент, включая обработку экспериментальных данных. Полученные в этих работах знания необходимы для работы с ускорителями и во всех сферах экспериментальной физики. У каждого инженера, работающего на ускорителе или физика - экспериментатора должно быть понимание этих законов.
Лабораторный практикум по ЯФ обеспечивает проведение всех измерений в автоматизированном спектрометрическом и счётном режиме. В типичный измерительный комплекс входят следующие части: Детектор, электронный блок, cпектрометр. С одной стороны, автоматизация позволяет избавиться от многих рутинных операций, а ЭВМ - быстро обработать экспериментальные данные. С другой стороны, автоматизация требует обязательного знания того, что мы должны получить. Исследования, проводимые на автоматизированном комплексе связаны с определенными трудностями в правильном выборе режима работы экспериментальной установки. Непонимание физически процессов может привести к ошибкам в проведении эксперимента. Целью практикума является освоение работы с автоматизированными системами проведения эксперимента в ядерной физики и исследование основных физических закономерностей тех или ины явлений физики микромира.




Требования для допуска к практикуму:

• Перед началом практикума студенты должны ознакомиться с техникой безопасности при работе с радиоактивными изотопами и расписаться в специальном журнале.
• Студенты также обязаны пройти курс по охране труда и пожарной безопасности.
• Для выполнения практических заданий необходимы базовые знания по курсу «Ядерная физика», а именно иметь представление о существующих типах ионизирующих излучений (α, β , γ - излучения) и их отличительных особенностях. 
• Для анализа результатов экспериментов рекомендуется иметь начальные сведения из курса «Основы математической статистики» об обработке экспериментальных данных, расчёте погрешностей измерений и методе наименьших квадратов для аппроксимации зависимостей.

 
Список лабораторных работ
 
1.Знакомство с устройством сцинтилляционного гамма спектрометра, получение гамма спектров различных изотопов и их идентификация. Знакомство с методами обработки спектров.

2.Знакомство с устройством сцинтилляционного бета-спектрометра. Получение спектров от источников бета-излучения. Взаимодействие заряженных частиц с материей. Ионизационные и радиационные потери.

3.Альфа-излучение. Определение средней длины пробега и энергии альфа-частиц по поглощению в воздухе.

4.Взаимодействие гамма-излучения с веществом. Определение линейного и массового коэффициента поглощения гамма-излучения различных энергий для разных поглотителей. Определение энергии гамма квантов методом поглощения.

5.Знакомство с работой счётчика Гейгера. Экспериментальная проверка закона Пуассона для актов радиоактивного распада.

6.Экспериментальное измерение периода полураспада долгоживущего изотопа, определение удельной активности препарата.

7. Знакомство с работой Позиционно Чувствительного Полупроводникового Детектора (ПчПД) типа MX-10 (Medipix/Timepix chip) в режиме альфа-спектрометра. Получение и анализ альфа-спектров от различных изотопов.