Кафедра № 11, «Экспериментальные методы ядерной физики»

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ЯДЕРНОЙ ФИЗИКИ

(для групп Е7-05,Т7-07, 07А,11,40)

1 неделя. Введение

Предмет курса и его место в специальности.

Общая схема регистрации и исследования излучения: источник излучения – мишень – детектор – электроника – ЭВМ. Физические параметры, подлежащие измерению. Радиометрия и спектрометрия. Эффект и фон. Примеры построения физических установок для решения фундаментальных и прикладных задач.

2 неделя. Детекторы излучений

Физические основы методов детектирования излучений. Взаимодействие заряженных частиц с веществом. Ионизационные потери энергии частиц. Первичная и вторичная ионизация. Дельта-электрон. Пробег частицы. Радиационные потери энергии заряженных частиц. Потери на черенковское излучение. Взаимодействие адронов с веществом. Особенности взаимодействия тяжелых ионов с веществом детектора.

3-4 недели

Взаимодействие нейтронов с веществом. Взаимодействие нейтронов с атомами и ядрами среды. Взаимодействие рентгеновского и гамма-излучения с веществом. Электромагнитные ливни, адронные каскады. Взаимодействие нейтрино с веществом.

Особенности взаимодействия излучений с кристаллической решеткой. Дифракция частиц. Эффекты каналирования заряженных частиц. Дифракционная спектрометрия гамма-излучения. Дифракционная спектрометрия нейтронов. Особенности поведения ультра-холодных нейтронов.

Общая схема преобразования энергии частиц в веществе детектора. Регистрируемые эффекты. Классификация методов детектирования излучения. Классификация и основные характеристики детекторов излучения.

5 неделя

Ионизационный метод регистрации излучения. Газонаполненные детекторы. Ионизационная камера: принцип действия, область применения. Ионизационные камеры с жидким рабочим веществом.

6 неделя

Методы усиления ионизационного эффекта. Газовые пропорциональные счетчики, счетчики Гейгера-Мюллера, коронные счетчики, искровые счетчики. Основные параметры газоразрядных детекторов и области применения.

7 неделя

Кристаллические и полупроводниковые детекторы. Принцип действия, основные параметры, область применения. Спектрометрия излучения с помощью полупроводниковых детекторов. de/dx – спектрометрия.

8 неделя

Сцинтилляционный метод регистрации излучения. Сцинтилляционный процесс. Основные параметры сцинтилляторов. Принцип действия и различные варианты устройства сцинтилляционных детекторов. Основные параметры и область применения сцинтилляционных детекторов различных типов. Временное разрешение сцинтилляционных детекторов.

9 неделя

Детекторы Черенковского излучения. Пороговые детекторы. Детекторы с фокусировкой. Детекторы переходного излучения. Электролюминесцентные пропорциональные детекторы.

10 неделя

Систематизация методов регистрации излучения и различных типов детекторов. Сравнительные характеристики различных типов детекторов. Особенности детектирования частиц различных типов и в различных энергетических диапазонах. Многодетекторные системы регистрации. Годоскопы. Электромагнитные и адронные калориметры.

11 неделя. Позиционно-чувствительные и трековые детекторы.

Позиционно-чувствительные детекторы дискретного и аналогового типа. Сцинтилляционные одномерные и двухмерные ПЧД. Полупроводниковые ПЧД. Предельные характеристики. Область применения.

12 неделя.

Газонаполненные позиционно-чувствительные детекторы. Пропорциональные трубки. Пропорциональные камеры. Дрейфовые трубки и камеры. Время-проекционные камеры. Предельное позиционное разрешение газовых позиционно-чувствительных детекторов.

13 неделя

Искровые и стримерные камеры. Различные варианты конструкций, основные характеристики и область применения. Методы идентификации и спектрометрии частиц в трековых детекторах

14 неделя

Диффузионная камера. Камера Вильсона. Пузырьковая камера. Принцип действия приборов и области применения.

15 неделя

Твердотельные трековые детекторы заряженных частиц. Механизм образования трека и область применения. Ядерные фотоэмульсии. Механизм образования скрытого изображения. Обработка эмульсий. Область применения и основные параметры ядерных фотоэмульсий.

16 неделя

Перспективы развития методов детектирования и идентификации частиц. Обзор новых методов и тенденций развития.

Семинары

1. Пробег частиц в веществе

2. Флуктуации потерь энергии частиц в веществе.

3. Флуктуационные процессы в детекторах.

4. Эффективность регистрации частиц, чувствительность детекторов.

5,6. Процессы формирования электрического сигнала в детекторах.

7. Полупроводниковые и газонаполненные детекторы.

8. Сцинтилляционные и черенковские детекторы.

ЛИТЕРАТУРА

Основная

1.	539.1 Л 97	Ляпидевский В.К. Методы детектирования излучений М.: Энергоатомиздат, 1987г.
2.	539.1 А 16	Абрамов А.И., Казанский Ю.А., Матусевич Е.С. Основы экспериментальных методов ядерной физики. – М.: Атомиздат, 1985г.
3*.	539.1 О 21	Ободовский И.М. Сборник задач по экспериментальным методам ядерной физики. – М.: Энергоатомиздат, 1987г.
4.	539.1 К 96	Кушин В.В., Покачалов С.Г., Ушакова Н.П. Лабораторный практикум по курсу ЭМЯФ. Введение в методику ядерно-физического эксперимента. М.: МИФИ, 1990г.
5.	539.1 А 19	Аверкиев В.В., Кушин В.В., Покачалов С.Г. Лабораторный практикум по курсу ЭМЯФ. Газовые ионизационные детекторы. М.: МИФИ, 1990г.
6.	539.1 А 19	Аверкиев В.В., Кушин В.В., Покачалов С.Г. Лабораторный практикум по курсу ЭМЯФ. Полупроводниковый, трековый и сцинтилляционный детекторы. М.: МИФИ, 1990г.

Дополнительная

1*.	539.1 Л 97	Ляпидевский В.К. Сцинтилляционный метод детектирования излучений.- М.: Изд. МИФИ, 1981..
2*.	539.1 Л 97	Ляпидевский В.К. Процессы в треке быстрой заряженной частицы (тексты лекций). –М.: Изд.МИФИ, 1982.
3*.	539.1 О 21	Ободовский И.М. Преобразование энергии ионизирующего излучения в веществе. – М.: Изд. МИФИ, 1981г.
4*.	539.1 О 21	Ободовский И.М. Современные методы детектирования излучений. М.: Изд. МИФИ, 1981г.
5.	539 Л 12	Лабораторный практикум по экспериментальным методам ядерной физики/Под редакцией К.Н.Финогенова, М.: Энергоатомиздат, 1986г.
6*.	539.1 К17	Калашникова В.И., Козодаев М.С. Детекторы элементарных частиц. М.: Наука, 1966г.

*Книга находится в читальном зале