Jaderná chemie - MC270P45

• Anglický název: Nuclear Chemistry
• Zajišťuje: Katedra organické chemie (31-270)
• Fakulta: Přírodovědecká fakulta
• Platnost: od 2014
• Semestr: zimní
• E-Kredity: 4
• Způsob provedení zkoušky: zimní s.:
• Rozsah, examinace: zimní s.:2/1, Zk [HT]
• Počet míst: neomezen
• Minimální obsazenost: neomezen
• 4EU+: ne
• Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
• Stav předmětu: zrušen
• Jazyk výuky: čeština
• Poznámka: povolen pro zápis po webu
• Garant: doc. RNDr. Ladislav Lešetický, CSc.
• Záměnnost : {Jaderná chemie MC270P58 a MC270C58}

Anotace

čeština

Poslední úprava: SMRCEK (27.09.2002)

Předmět Jaderná chemie dává posluchačům základní přehled jak v oblasti teoretické jaderné chemie, tak i v její aplikované oblasti jako je detekce jaderného záření, použití radionuklidů ve výzkumu, problematika jaderných elektráren či radioekologie. V průběhu kurzu dostávají posluchači řadu informací, které jim umožní kvalifikovaně hodnotit rizika spojená jak s přirozeným výskytem, tak i využitím radionuklidů.

angličtina

Poslední úprava: SMRCEK (27.09.2002)

Elementary particles and fundamental interactions. Atomic nucleus. Nuclear radiation, kinds, characteristics. Spontaneous nuclear transformations, kinetics, energetics. Nuclear reactions, mechanisms, kinetics. Chemical effects during nuclear transformations. Nuclear fission, chain fission reactions. Nuclear reactors, nuclear energy. Nuclear fusion, origin of chemical elements. Radionuclides in environment, natural decay series. Cispolonium natural radionuclides. Cosmic radiation, cosmogenic radionuclides. Radionuclide dating methods. Production of radionuclides.

Literatura

Poslední úprava: SMRCEK (15.01.2003)

O.Navrátil: Jaderná chemie, Academia, 1985.

V.Majer: Základy jaderné chemie, SNTL, 1981.

V.Majer: Základy užité jaderné chemie, SNTL, 1985.

I.Úlehla, M.Suk, Z.Trka: Atomy, jádra částice, Academia, 1990

A.Gosman, Č.Jech: Jaderné metody v chemickém výzkumu, Academia, 1989.

Požadavky ke zkoušce

Poslední úprava: doc. Ing. Stanislav Smrček, CSc. (02.11.2011)

Ke zkoušce lze přistoupit pouze po úspěšném absolvování testu z cvičení. Úspěšným absolvováním testu se rozumí získání minimálně 60 bodů z maximálně možných 100 bodů (60%).

Zkouška se skládá ze dvou částí písemné a ústní. Písemná část sestává z tří teoretických otázek a výpočetního příkladu a je hodnocena bodovým hodnocením 3x25 bodů za teorii a 25 bodů za početní příklad. Celkový maximální počet bodů je 100, k postupu do dalšího (ústního) kola je zapotřebí minimálně 60 bodů. Výsledek 0 bodů z některé části písemné zkoušky anuluje body ostatní.

Orientační hodnocení po písemné části:

92-100 bodů výborně

80 - 91 bodů velmi dobře

60 - 79 bodů dobře

Ústní část sleduje celkovou orientaci v oboru jaderná chemie, součástí je i rozbor první písemné části, případné upřesnění odpovědí v ní obsažených.

Ke zkoušce je nutné přinést vlastní kalkulačku, možno použít vlastní periodickou tabulku

Otázky k teoretické části jsou zveřejněny na stránkách http://moodle.orgchem.cz/ pod položkou jaderná chemie přednáška a jsou dostupné frekventantům kurzu. Heslo pro přístup je sděleno na první přednášce.

Sylabus

čeština

Poslední úprava: SMRCEK (26.04.2002)

1. Atomové jádro a elementární částice. 4 h

Stavba jádra, jaderné síly, vazebná energie, modely jádra, Systematika elementárních částic, vlastnosti a interakce. Kvarková teorie.

2. Samovolné přeměny jader. 4 h

Jaderné záření, druhy, energetika a kinetika přeměn. Hladinová schémata. Trvalá a posuvná rovnováha. Odrazová energie.

3. Binukleární reakce. 4 h

Základní typy, mechanizmus, energetika, kinetika. Účinný průřez. Reakce za vzniku složeného jádra, reakce přímé. Jaderné štěpení. Termonukleární reakce.

4. Jaderné reaktory , jaderná energetika. 2 h

Princip činnosti, hlavní typy, základní části (palivo, moderátor, chladivo, řídící prvky).Vyhořelé palivo. Odpady. Ekologie provozu.

5. Radionuklidy v přírodě. 2 h

Radionuklidy přirozených rozpadových řad. Cispoloniové radionuklidy. Kosmogenní radionuklidy . Kosmické záření. Radiochronologie.

6. Příprava radionuklidů. 2 h

Zdroje aktivujících částic, terčový materiál, výtěžek, technika aktivace. Generátory radionuklidů.

7. Transurany 2 h

Příprava, jaderné a chemické vlastnosti.Využití.

8. Interakce jaderného záření s hmotou. 2 h

Ionizace, excitace, interakce s jádrem atomu. Primární a sekundární procesy. Absorpce, dosah záření. Dozimetrické veličiny a jednotky.

9. Detekce jaderného záření. 4 h

Plynově ionizační metody, scintilační metody, polovodičové metody. Spektrometrie záření. Radiografické metody.

10.Radiochemické metody. Aplikace radionuklidů. 4 h

Metody radioaktivních indikátorů. Metody izotopového zřeďování. Radioaktivační metody. Metody interakční (neaktivační) analýzy.

Přednáška je povinnou součástí studijního programu chemie a její absolvování je podmínkou ke státní zkoušce ve všech diplomních zaměřeních chemie.

Studijní literatura

O.Navrátil: Jaderná chemie, Academia, 1985.

V.Majer: Základy jaderné chemie, SNTL, 1981.

V.Majer: Základy užité jaderné chemie, SNTL, 1985.

angličtina

Poslední úprava: SMRCEK (15.01.2003)

The Atomic Nucleus and elementary Particles

1.The characteristic and the properties of an atomic nucleus

2.The structure of the atom nucleus

• the nuclear powers, the binding energy, the deficit of a matter, the models of a nucleus

3.The elementary particles - the overview, the basic properties, their interactions

The General Nuclear Chemistry

4.The nuclear radiation and its properties - the energy, the range of a radiation, the spectra of the alpha, beta and gamma -rays

5.The mononuclear reactions- the major types of transmutations and the adjacent processes. The energetics of the transmutations.The energy-level schematics, the internal conversion of the gamma-rays

6.The kinetics of the mononuclear reactions- the kinetics laws of the radioactive transmutations, the transmutation constant, the half-life, the activity. The branching transmutations. The mass of the radionuclide and the activity

7.The kinetics of the sets of the radionuclides- of the mutually independent and of the genetically dependent. The permanent and shifting balance.

8.The basic binuclear reactions- the reactions of charged particles ( alpha, d, p, ions of light elements), the reactions of neutrons, photodisintegration of the nuclei, the splitting and spellation.The indirect binuclear reactions

9.The mechanism of the binuclear reactions - the reactions yielding the compounded nucleus, the direct reactions

10.The kinetics of the binuclear reactions - the cross section of the nucleus, the saturation activity, the yield of a reaction

11.The energetics of nuclear reactions - the exo- and endo-termic reactions, the threshold energy, the potential barrier

12.The chemical effects during the nuclear transmutations- the backscattering energy of the nucleus, Szilard-Chalmers effect

13.The nuclear fission - the conditions for a nuclear fission, the thermal neutron fission, the fission yield, the fission products. The chain fission reaction, the delayed neutrons, the multiplication factor

14.The thermonuclear reaction (the fusion) - the activation energy of a fusion, Lawson's criterion, the fusion reactors, the fusion in a space, the creation of elements

15.The fusion reactors - the principles, the major types, the basic parts: the fuel, the moderator, cooling, the control elements

The Radionuclides in the Nature

16.The radionuclides of the natural decay series

17.The natural radionuclides of the light elements

18.The radionuclides arising in the environment by the nuclear reactions

19.The radiochronology

20.The cosmic radiation and cosmogenic radionuclides

The preparing of radionuclides

21.The preparation of the radionuclides by the nuclear reactions - the target material, the activation particles, the activation time, the yield, the generators of the radionuclides

22.The sources of the neutrons and the activation particles for the preparation of the radionuclides - the laboratory neutron sources, the neutron generators, the nuclear reactors, the colliders

23.The preparation and the nuclear characteristics of the radionuclides.

24.The transuranides - the preparation, the nuclear and chemical properties, the usage

The Interactions of the Radiation with a Matter. The Detection of a Radiation

25.The interactions of the radiation with a matter - the ionization, excitation, the interaction with an atomic nucleus. The primary and secondary processes, the absorption, the range

26.The detection methods based on a gas ionization - the ionization chambers, the proportional counters, Geiger-Müller counters

27.The scintillation methods - the general types of the scintillation detectors, the liquid scintillation counters (LSC), the scintillation spectrometry

28.The semiconductor detectors of a radiation - Si and Ge detectors, the alpha and gamma-ray spectrometry

29.The radiographic methods of detection of a radiation - the nuclear emulsions, the autoradiography, radiochromatography

30.The dosimetric units - the exposition, the dosage of radiation, the dosage velocity

The Radiochemical Methods. The Application of radionuclides

31.Principles of the radioactive indication - the principles, the usage in chemistry, the tracking methods

32.The isotopic dilution methods, substechiochemistry

33.The radioactivation methods - the principles, the absolute and relative methods, the neutron activation analysis (NAA), the activation by the accelerated ions

34.The interaction (nonactivation) analysis methods - the scattering analysis, the absorption analysis, the radionuclide X-ray fluorescence analysis, the Mössbauer's spectrometry

35.The isotopic effects, the isotopic exchange, the usage