Experimental and Applied Nuclear Physics - NJSF041

• Title: Experimentální a aplikovaná jaderná fyzika
• Guaranteed by: Institute of Particle and Nuclear Physics (32-UCJF)
• Faculty: Faculty of Mathematics and Physics
• Actual: from 2022
• Semester: winter
• E-Credits: 6
• Hours per week, examination: winter s.:4/0, Ex [HT]
• Capacity: unlimited
• Min. number of students: unlimited
• 4EU+: no
• Virtual mobility / capacity: no
• State of the course: taught
• Language: Czech, English
• Teaching methods: full-time
• Teaching methods: full-time
• Guarantor: doc. Mgr. Milan Krtička, Ph.D.
• Classification: Physics > Nuclear and Subnuclear Physics

Annotation

English

Last update: T_UCJF (12.05.2011)

Measurement of basic nuclear properties. Present experimental techniques in nuclear physics. Use of nuclear radiation. Nuclear methods of elemental and structural analysis. Determination of hyperfine fields. Tomography. Basics of neutron and reactor physics. Dosimetry and radiation protection.

Czech

Last update: T_UCJF (18.03.2015)

Metody měření základních charakteristik atomového jádra Experimenální techniky současné jaderné fyziky Základy dozimetrie a ochrany před zářením Využití účinků jaderného záření a radioaktivity Jaderné metody prvkové a strukturní analýzy, určování hyperjemných polí Použití jaderného záření v lékařství, tomografie Základy neutronové a reaktorové fyziky, jaderná fúze

Course completion requirements

English

Last update: doc. Mgr. Milan Krtička, Ph.D. (07.06.2019)

Oral exam.

Czech

Last update: doc. Mgr. Milan Krtička, Ph.D. (07.06.2019)

Složení ústní zkoušky.

Literature

English

Last update: T_UCJF (18.03.2015)

K.Siegbahn (editor), Alpha-, Beta- and Gamma-Ray Spectroscopy (North Holland, Amsterdam, 1965)

W.R. Leo, Techniques for Nuclear and Paticle Physics Experiments (Springer-Verlag 1987)

K.N. Mukhin, Experimental Nuclear Physics, Volume 1: Physics of Atomic Nucleus (Mir 1987)

J.S. Lilley, Nuclear Physics: Principles and Applications (Willey 2001)

K. Bethge, G. Kraft, P. Kreisler, G. Walter, Medical Applications of Nuclear Physics (Springer 2004)

W.M. Stacey, Nuclear Reactor Physics (Willey 2001)

R.A. Powsner, E.R. Powsner, Essential Nuclear Medicine Physics (Blackwell 2006)

J. Hála, Radioaktivita, ionizující záření, jaderná energie (Konvoj 1998)

K. Bethge, G. Kraft, P. Kreisler, G. Walter, Medical Applications of Nuclear Physics (Springer 2004)

Requirements to the exam

English

Last update: doc. Mgr. Milan Krtička, Ph.D. (07.06.2019)

The oral exam, which typically consists of two questions, spans the course sylabus.

Czech

Last update: doc. Mgr. Milan Krtička, Ph.D. (07.06.2019)

Zkouška je prováděna ústní formou. Požadavky odpovídají sylabu předmětu v rozsahu prezentovaném na přednášce. Student dostane zpravidla dvě otázky.

Syllabus

English

Last update: T_UCJF (12.05.2011)

Experimental methods of nuclear physics

• Measurement of basic nuclear properties (mass, radius, megnetic moment, electric quadrupole moment)

• Methods of gamma spectroscopy

• Measurement of nuclear states lifetimes

• Measurement of angular and time correlations

• Multidetector systems

• Production and spectroscopy of exotic nuclei

• Detection of fission fragments

Applications of nuclear physics

• Dosimetry - basic dosimetric quantities, natural and artificial radioactive sources, nuclear and radiation safety

• Nuclear dating - methods of geologic dating, radiocarbon method, termoluminiscence and optically stimulated emission, fission track dating

• Elemental and material analysis - PIXE, RBS, chanelling, ERDA, NRM, neutron activation analysis, NDP

• Imaging techniques based on gamma and RTG rays - Radon transformation, RTG tomography, functional tomography (SPECT, PET), elemental sensitive imaging, crystal spectrometers

• Nuclear medicine (therapy) - radiotherapy, hadron therapy, boron therapy

• Nuclear probes in materials - Mossbauer effect, perturbed angular correlations, positron anihillation in materials

• Nuclear magnetic resonance

• Nuclear reactors - basic facts about fission, reactor criticality, basic description of neutron kinetics, delayed neutrons, basic reactor concepts, requirements on construction material, spent nuclear fuel, ADS

• Fusion - basic principles (D-T reaction, plasma), Lawson criterion, magnetic confinement fussion devices (tokamaky, stelátory,...), inertial confinement fusion, "cold fusion"

Literature:

W.R. Leo, Techniques for Nuclear and Paticle Physics Experiments (Springer-Verlag 1987)

K.N. Mukhin, Experimental Nuclear Physics, Volume 1: Physics of Atomic Nucleus (Mir 1987)

J.S. Lilley, Nuclear Physics: Principles and Applications (Willey 2001)

K. Bethge, G. Kraft, P. Kreisler, G. Walter, Medical Applications of Nuclear Physics (Springer 2004)

W.M. Stacey, Nuclear Reactor Physics (Willey 2001)

Czech

Last update: T_UCJF (18.03.2015)

Experimentální metody jaderné fyziky

• Měření základních charakteristik jader (hmotnost, poloměr, magnetický moment, elektrický kvadrupólový moment)

• Metody gama spektroskopie

• Měření dob života jaderných stavů

• Měření úhlových a časových korelací

• Multidetektorové systémy

• Produkce a spektroskopie exotických jader

• Detekce štěpení

Aplikace jaderné fyziky

• Dozimetrie - základní dozimetrické veličiny, přirozené a umělé zdroje radioaktivity, jaderná a radiační bezpečnost

• Metody jaderného datování - metody geologického datování, radiouhlíková metoda, termoluminiscence a opticky stimulovaná emise, dráhy štěpných trosek

• Prvková a materiálová analýza - PIXE, RBS, kanálování, ERDA, NRM, neutronová aktivační analýza, NDP

• Zobrazovací techniky na bázi gamma a RTG záření - Radonova transformace, RTG tomografie, funkční tomografie (SPECT, PET), prvkově citlivé zobrazování, krystalové spektrometry

• Zdravotnictví (terapie) - radioterapie, hadronová terapie, borová terapie

• Jaderné sondy v materiálech - Mossbauerův jev, porušené úhlové korelace, pozitronová anihilace v látkách

• Jaderná magnetická rezonance

• Jaderné reaktory - základní fakta o štěpení, kritičnost reaktoru, základní popis neutronové kinetiky, zpožděné neutrony, základní typy reaktorů, základní fyzikální požadavky na konstrukční materiály, vyhořelé jaderné palivo, ADS

• Fúze - základní principy fúze (D-T reakce, plazma), Lawsonovo kritérium, zařízení s magnetickým udržením plazmatu (tokamaky, stelátory,...), zařízení s inerciálním udržením plazmatu, "studená fúze"

Literatura:

W.R. Leo, Techniques for Nuclear and Paticle Physics Experiments (Springer-Verlag 1987)

K.N. Mukhin, Experimental Nuclear Physics, Volume 1: Physics of Atomic Nucleus (Mir 1987)

J.S. Lilley, Nuclear Physics: Principles and Applications (Willey 2001)

K. Bethge, G. Kraft, P. Kreisler, G. Walter, Medical Applications of Nuclear Physics (Springer 2004)

W.M. Stacey, Nuclear Reactor Physics (Willey 2001)

R.A. Powsner, E.R. Powsner, Essential Nuclear Medicine Physics (Blackwell 2006)

J. Hála, Radioaktivita, ionizující záření, jaderná energie (Konvoj 1998)

K. Bethge, G. Kraft, P. Kreisler, G. Walter, Medical Applications of Nuclear Physics (Springer 2004)