М2.ДВ.1 Методы радиационных исследований

Министерство образования и науки Российской Федерации
Сибирский федеральный университет
Методы радиационных исследований
Методические указания к практическим занятиям
Красноярск
СФУ
2011
Разработчик: Д.В. Дементьев
Методические указания составлены в соответствии с учебным планом
и программой по дисциплине «Методы радиационных исследований».
Пособие содержит тематический план занятий, представлены источники
основной и дополнительной литературы в соответствии с темами занятий. В
пособие даны рекомендации для подготовки к практическим занятиям,
промежуточному и итоговому контролю.
Методические указания предназначены для студентов, обучающихся
по направлению
011200.68 «Физика», магистерская
программа
011200.68.01 «Биофизика»
1.Общие сведения
Дисциплина «Методы радиационных исследований» имеет своей
целью расширить и углубить знания студентов по вопросам регистрации и
применения такого физического фактора как ионизирующее излучение.
Ионизирующее излучение является неотъемлемой частью биосферы с
её многообразием живых организмов. Источниками ионизирующего
излучения являются: космическое излучение разной природы, естественные
источники ионизирующего излучения в земной коре, а также антропогенные
источники. Ионизирующее излучение вносит свой вклад в эволюцию живых
организмов, их изменчивости. Вместе с тем мощное ионизирующее
излучение может вызывать критические повреждения в живых организмах
вплоть до летальных. Однако даже такой аспект ионизирующего излучения
находит своё применение в различных областях деятельности человека
(медицина, пищевая промышленность и др.). Все методы радиационных
исследований основаны на эффектах вызываемых взаимодействием
ионизирующего излучения с веществом на разном уровне организации
материи: физическом, химическом, биологическом. Изучение данного курса
позволит студентам увидеть общность физико-химических механизмов этих
процессов, что поможет в формировании у них целостного
естественнонаучного
мировоззрения.
Воздействие
ионизирующего
излучения нельзя исключить – его невозможно полностью экранировать.
Широкое
использование
ионизирующего
излучения
во
многих
технологических процессах, в медицине и науке делает изучение данного
курса весьма актуальным.
Для успешного освоения предлагаемого курса в полном объёме
необходимо предварительное изучение базового курса «Ядерная физика».
Курс «Методы радиационных исследований» служит основой в
подготовке магистерских диссертаций, тематика которых связана с темами
радиоэкологии, окружающая среда и человек, радиационная биофизика.
2. ОБЪЁМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ
Всего
зачетных единиц
(часов)
Семестр
4 (144)
4 (144)
Аудиторные занятия:
1,16 (42)
1,16 (42)
лекции
0,39(14)
0,39(14)
практические занятия (ПЗ)
0,77(28)
0,77(28)
Самостоятельная работа:
1,83(66)
1,83(66)
Вид учебной работы
Общая трудоёмкость дисциплины
11
изучение теоретического курса (ТО)
1 (36)
1 (36)
задания
0,83 (30)
0,83 (30)
Вид промежуточного контроля
(зачёт)
экзамен
1 (36)
экзамен
1 (36)
3.СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
3.1 Содержание разделов и тем лекционного курса
Модуль 1. Основы радиоаналитических методов
Тема 1. Введение в методы радиационных исследований. Виды ионизирующих излучений, используемые в радиационных исследованиях.
Тема 2. Принципы детектирования ионизирующих излучений. Ионизационные, сцинтилляционные и полупроводниковые детекторы,
физические основы их функционирования.
Тема 3. аспекты радиометрии: принципы отбора проб, способы приготовления аналитических препаратов, измерение активности образцов,
способы расчета удельной активности.
Тема 4. Культура использования и работы с источниками ионизирующего излучения.
3.2 Практические занятия
№
п/п
№ раздела
дисциплины
1
5
2
6
3
7
Наименование практических занятий,
(объём в часах)
Дозиметрия. Радиометрические методы при поиске и
локализации мест с повышенным уровнем радиационного
фона. ( 6 ч.)
Радиометрический анализ проб на общую альфа- и бетаактивность. Физические основы радиометрии альфа- и бетаизлучений, измерение активности образцов, способы расчёта
удельной активности. ( 6 ч.)
Гамма-спектрометрические методы в радиационных
исследованиях. Спектрометрия ионизирующих излучений.
Физические основы спектрометрического радиоизотопного
анализа. Характеристика сцинтилляционных спектрометров,
используемых в гамма-спектрометрии. Методы расчёта
активности в спектрометрии. (5 ч.)
4
8
5
9
Полупроводниковая гамма-спектрометрия в радиационных
исследованиях. Сравнительные характеристики
сцинтилляционных и полупроводниковых спектрометров,
используемых в спектрометрии гамма-излучения
техногенных и природных радионуклидов. Влияние
физического и химического состава пробы на корректность
анализа спектров гамма-излучения техногенных
радионуклидов, содержащихся в образцах, для расчёта
активности радионуклидов. ( 6 ч.)
Жидкостная сцинтилляционная спектрометрия (ЖСС) в
радиационных исследованиях. Обзор методов спектрометрии
альфа- и бета-излучений. Физические основы ЖСС. (5 ч.)
Методические замечания к проведению практических занятий
Занятия осуществляются после прослушивания соответствующих
лекций и основываются на полученных знаниях. Этапы занятий включают
определение целей исследования, методику проведения экспериментов,
определение измеряемых параметров, обсуждение и оценку результатов
исследования. Слушатели курса в ходе практических занятий могут задавать
вопросы и оценивать возможности метода для выполнения конкретной
исследовательской задачи.
4. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
4.1 Основная и дополнительная литература, информационные ресурсы
Основная литература
1. Белозерский Г. Н. Радиационная экология : учебник для вузов: допущено
учебно-методическим объединением по классическому университетскому
образованию/Г. Н. Белозерский. – 2008.- 383 с. (10 экз.)
2. Старков, В. Д. Радиационная экология : учебное пособие для вузов по
экологическим и географическим специальностям : допущено Учебнометодическим объединением по классическому университетскому
образованию РФ / В. Д. Старков, В. И. Мигунов. - Изд. 2-е, доп. - Тюмень :
Тюменский дом печати, 2007. - 399 с. (1 экз.)
3. Экспериментальные методы ядерной физики: [учеб. пособие] / А. П.
Онучин. - Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2010. - 219 с. (1 экз.)
4. Безопасность жизнедеятельности. Защита населения и территорий в
чрезвычайных ситуациях: [учеб. пособие для вузов / Я. Д. Вишняков [и
др.]. - 2-е изд., стер. - М. : Академия, 2008. - 298 с. (11 экз.)
5. Методы радиационных исследований : учеб. - метод. пособие для
самостоятельной работы / Сиб. федерал. ун-т ; сост.: Д. В. Дементьев, Т. А
Зотина. - Красноярск : СФУ, 2011. - 9 с. (4 экз.)
Дополнительная литература
1. Handbook of radioactivity analysis / ed. M.F. L’Annunziata. 2nd edition. –
Academic Press, 2004. Библиотека ИБФ СО РАН, 1 экз.
2. Сахаров В.К. Радиоэкология. М.: Лань. 2006 г. 320 с.
3. Мухин К.Н. Экспериментальная ядерная физика. В 2 т. Т. 1. Физика
атомного ядра. – М.: Энергоатомиздат, 1983.
4. John R. Cooper, Keith Randel, Ranjeet S. Sokhi Radioactive Releases in the
Environment: Impact and Assessment. – John Wiley & Sons, LTD, 2003.
Библиотека ИБФ СО РАН, 1 экз.
5. Бушуев А.В., Петрова Е.В., Кожин А.Ф. Практическая гаммаспектрометрия: Учебное пособие. – М.: МИФИ, 2006. – 124 с.
Библиотека ИБФ СО РАН, 1 экз.
6. Булдаков Л.А. Радиоактивные вещества и человек. – М.:
Энергоатомиздат, 1990. – 160 с. Библиотека ИБФ СО РАН, 1 экз.
7. СТО 4.2-07–2008. Система менеджмента качества. Общие требования к
построению, изложению и оформлению документов учебной и научной
деятельности / разраб. : Т. В. Сильченко, Л. В. Белошапко, В. К.
Младенцева, М. И. Губанова. – Введ. впервые 09.12.2008. – Красноярск :
ИПК СФУ, 2008. – 47 с.
8. Кудряшов Ю.Б. Радиационная биофизика (ионизирующие излучения).
М.: ФИЗМАТЛИТ, 2004. 442 с. Библиотека СФУ, 72 экз.
9. Рихванов Л.П. Радиоактивные элементы в окружающей среде и
проблемы радиоэкологии. Учеб. пособие. Томск: STT, 2009. – 430 с.
Библиотека ИБФ СО РАН, 1 экз.
10.Сапожников Ю.А., Алиев Р.А., Калмыков С.Н. Радиоактивность
окружающей среды. М.: Бином, 2006. 286 с. Библиотека ИБФ СО РАН,
1 экз.
11.Титаева Н.А. Ядерная геохимия, учебник, 2-е изд., испр. и доп. М.: Издво МГУ, 2000. 336 Библиотека ИБФ СО РАН, 1 экз.
12.Morss L.R., Edelstein N.M., Fuger J. (Eds.) The chemistry of the actinide
and transactinide elements. Derdrecht, Springer. Vol. 1-6, 2010.
Библиотека ИБФ СО РАН, 1 экз.
13.Санитарные правила, нормы. Гигиенические нормативы [Электронный
ресурс] : сборник. - Электрон. текстовые дан. - М. : Центр изучения
социально-экономических проблем здоровья, 2009. (1 экз.)
Электронные издания
1. Физика атомов и атомных явлений [Электронный ресурс] : электрон.
учеб.-метод. комплекс дисциплины / В. Г. Архипкин [и др.] ; Сиб.
федерал. ун-т. Ин-т фундаментал. подготовки. Каф. квант.
электроники. - Версия 1.0. - Электрон. дан. (PDF ; 4.99 Мб). Красноярск : ИПК СФУ, 2008. - on-line. - (Электронная библиотека
СФУ. Учебно-методические комплексы дисциплин в авторской
редакции ; УМКД № 75-2007). Режим доступа: http://files.lib.sfukras.ru/ebibl/umkd/75/u_posob.pdf
Информационные ресурсы:
Тематические журналы в области радиоэкологии и окружающей среды,
доступные на сайтах следующих издательств
• EBSCO Publishing http://search.ebscohost.com/
• Elsevier (журналы открытого доступа) http://www.sciencedirect.com/
• Springer http://link.springer.com/
• Taylor&Francis http://www.tandfonline.com/