Методические указания к практическим занятиям Красноярск сфу 2011

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

Вид учебной работы	Всего зачетных единиц (часов)	Семестр
Вид учебной работы	Всего зачетных единиц (часов)	11
Общая трудоёмкость дисциплины	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)
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 иони-зирующих излучений, используемые в радиационных исследованиях.

Тема 2. Принципы детектирования ионизирующих излучений. Ио-низационные, сцинтилляционные и полупроводниковые детекторы, физические основы их функционирования.

Тема 3. аспекты радиометрии: принципы отбора проб, способы приго-товления аналитических препаратов, измерение активности образцов, способы расчета удельной активности.

Тема 4. Культура использования и работы с источниками ионизи-рующего излучения.

3.2 Практические занятия

№ п/п	№ раздела дисциплины	Наименование практических занятий, (объём в часах)
1	5	Дозиметрия. Радиометрические методы при поиске и локализации мест с повышенным уровнем радиационного фона. ( 6 ч.)
2	6	Радиометрический анализ проб на общую альфа- и бета-активность. Физические основы радиометрии альфа- и бета-излучений, измерение активности образцов, способы расчёта удельной активности. ( 6 ч.)
3	7	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	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.)
5	9	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

Белозерский Г. Н. Радиационная экология : учебник для вузов: допущено учебно-методическим объединением по классическому университетскому образованию/Г. Н. Белозерский. – 2008.- 383 с. (10 экз.)
Старков, В. Д. Радиационная экология : учебное пособие для вузов по экологическим и географическим специальностям : допущено Учебно-методическим 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.)
Экспериментальные методы ядерной физики: [учеб. пособие] / А. П. Онучин. - Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2010. - 219 с. (1 экз.)
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.)
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

Handbook of radioactivity analysis / ed. M.F. L’Annunziata. 2nd edition. – Academic Press, 2004. Библиотека ИБФ СО РАН, 1 экз.
Сахаров В.К. Радиоэкология. М.: Лань. 2006 г. 320 с.
Мухин К.Н. Экспериментальная ядерная физика. В 2 т. Т. 1. Физика атомного ядра. – М.: Энергоатомиздат, 1983.
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.
Бушуев А.В., Петрова Е.В., Кожин А.Ф. Практическая гамма-спектрометрия: Учебное пособие. – М.: МИФИ, 2006. – 124 с. Библиотека ИБФ СО РАН, 1 экз.
Булдаков Л.А. Радиоактивные вещества и человек. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 160 с. Библиотека ИБФ СО РАН, 1 экз.
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.
Кудряшов Ю.Б. Радиационная биофизика (ионизирующие излучения). М.: ФИЗМАТЛИТ, 2004. 442 с. Библиотека СФУ, 72 экз.
Рихванов Л.П. Радиоактивные элементы в окружающей среде и проблемы радиоэкологии. Учеб. пособие. Томск: STT, 2009. – 430 с. Библиотека ИБФ СО РАН, 1 экз.
Сапожников Ю.А., Алиев Р.А., Калмыков С.Н. Радиоактивность окружающей среды. М.: Бином, 2006. 286 с. Библиотека ИБФ СО РАН, 1 экз.
Титаева Н.А. Ядерная геохимия, учебник, 2-е изд., испр. и доп. М.: Изд-во МГУ, 2000. 336 Библиотека ИБФ СО РАН, 1 экз.
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.
Санитарные правила, нормы. Гигиенические нормативы [Электронный ресурс] : сборник. - Электрон. текстовые дан. - М. : Центр изучения социально-экономических проблем здоровья, 2009. (1 экз.)

Электронные издания

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.sfu-kras.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/