| Виды учебной работы, формы контроля | Всего, час. | Учебные семестры |
| Аудиторные занятия, час. | ||
| Лекции, час. | ||
| Практические занятия,час. | ||
| Лабораторные работы,час. | ||
| Самостоятельная работа студентов, час. | ||
| Вид промежуточного контроля | З., Э. | З., Э. |
| Общая трудоемкость по учебному плану, час. | ||
| Общая трудоемкость по учебному плану, з.е. |
Краткое описание дисциплины
Дисциплина посвящена изучению радиохимии и радиоэкологии как основы для усвоения последующих технологических курсов, входящих в профессиональный цикл. Рассматривает широкий круг вопросов, охватывающих физические основы радиохимии, физико-химические особенности поведения природных и техногенных систем, в которых присутствуют радионуклиды, анализирует действие ионизирующих излучений как важнейшего естественного и техногенного экологического фактора. Радиоактивные индикаторы используют для решения широкого круга вопросов в области неорганической, физической и аналитической химии. В рамках курса прививаются навыки практической работы с источниками ионизирующих излучений и радиоактивными веществами в открытом виде. Особенностью изучения дисциплины является единый подход к рассмотрению и анализу процессов, которые проходят с участием радионуклидов в природных и техногенных системах, большой объем практической работы с открытыми источниками ионизирующих излучений в соответствии с нормами и правилами безопасной организации работ. Возможна адаптации наполнения курса в зависимости от уровня подготовки слушателей (учет профиля подготовки, полученного в рамках освоения программы бакалавриата), Приобретение навыков практической работы с источниками ионизирующих излучений в зависимости от уровня подготовки формируется при выполнении стандартного лабораторного практикума и/или исследовательской работы с использованием источников ионизирующих излучений. В результате изучения курса формируется осознанное и профессиональное отношение к источникам ионизирующих излучений и оценка их действия как неблагоприятного экологического фактора.
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
| Код разделов и тем | Раздел, тема дисциплины | Содержание |
| Р1 | Физические основы радиохимии | |
| Р1.Т1 | Элементарные частицы и их основные характеристики. Виды ядерных превращений | Элементарные частицы и их основные характеристики. Виды ядерных превращений: радиоактивный распад, ядерные реакции, реакции деления. Радиоактивный распад, схемы радиоактивного распада, правила изображения. |
| Р1.Т2 | Основной закон радиоактивного распада. | Интегральная и дифференциальная формы основного закона радиоактивного распада. Постоянная радиоактивного распада. Период полураспада. Правило 10 периодов полураспада. Активность. |
| Р1.Т3 | Последовательный радиоактивный распад. Радиоактивные равновесия. | Генетически связанные пары радионуклидов. Материнский и дочерний радионуклиды. Подвижное радиоактивное равновесие, вековое радиоактивное равновесие: необходимые и достаточные условия достижения, время установления, соотношение активностей материнского и дочернего радионуклидов после достижения равновесия. Радиоактивное семейство, включающее несколько радионуклидов. Формула Бейтмена. Природные (естественные) радиоактивные семейства. |
| Р1.Т4 | Взаимодействие ионизирующих излучений с веществом. | Взаимодействие альфа-частиц и других тяжелых заряженных частиц с веществом; пробег, удельная ионизация, основные эмпирические закономерности. Взаимодействие бета-частиц с веществом, характеристика энергетического спектра бета-излучения. Количественные закономерности ослабления бета-излучения. Линейный и массовый коэффициенты ослабления, слой половинного ослабления. Взаимодействие электромагнитного излучения с веществом. Фотоэлектрический эффект, характеристическое рентгеновское излучение, эффект Оже. Эффект Комптона. Образование электронно-позитронных пар. Экспоненциальный закон ослабления электромагнитного излучения. |
| Р1.Т5 | Элементы радиометрии и спектрометрии | Классификация детекторов ионизирующих излучений. Скорость счета. Коэффициент счетности (эффективность регистрации). Спектрометрия ядерных излучений |
| Р1.Т6 | Ядерные реакции | Понятие ядерной реакции. Эффективное сечение реакции, размерность, единицы измерения. Нейтронная активация. Уравнение активации, характеристика его параметров. |
| Р1.Т7 | Процессы деления | Деление тяжелых ядер. Условия осуществления управляемой цепной ядерной реакции. Образование и распад радионуклидов в процессе работы ректора и при выдержке облученного материала |
| Р1.Т8 | Математическая обработка результатов измерения радиоактивности | Погрешность измерения. Источники погрешностей, систематические и случайные погрешности, грубые промахи. Понятие о случайной величине. Распределение Пуассона и его связь с нормальным распределением. Выборка и выборочные характеристики. Оценка неизвестных параметров распределения. Проверка статистических гипотез. Примеры гипотез, выдвигаемых при обработке результатов измерения радиоактивности. Оценка неизвестных параметров распределения и другие примеры интервальных оценок из практики обработки результатов измерения радиоактивности. Оценка результатов косвенных измерений. |
| Р2 | Особенности состояния радионуклидов в водных растворах | Формы состояния радионуклидов-микрокомпонентов в водных растворах. Ионо-дисперсное состояние микрокомпонентов в растворах. Истинные и псевдоколлоиды. |
| Р3 | Особенности межфазного распределения радионуклидов | |
| Р3.Т1 | Основные типы процессов межфазного распределения | Основные термины, характеризующие процесс межфазного распределения: разделение, концентрирование, выделение, обогащение. Общая классификация методов межфазного распределения. Основные методы межфазного распределения, применяемые в радиохимии и радиоаналитике. |
| Р3.Т2 | Статика, кинетика и динамика межфазного распределения | Статика межфазного распределения при катионообменном механизме извлечения. Изотермы. Влияние величин рН и [ m ] на равновесное распределение радионуклида между фазами для случая коллектора в Н+-форме. Лабильные и инертные системы.. Основные закономерности массопереноса в гетерогенных системах. Принцип лимитирующей стадии. Влияние форм состояния радионуклидов на закономерности массопереноса в гетерогенных системах. Динамика межфазного распределения радионуклидов. Хроматографические методы выделения радионуклидов: ионообменная, экстракционная, осадочная, тонкослойная и бумажная хроматография. Техника колоночной хроматографии. Фронтальный, элюентный и вытеснительный хроматографический анализ. Подвижная и неподвижная фазы. Удерживаемый объем, его связь с коэффициентом распределения. |
| Р4 | Применение радионуклидов и ионизирующих излучений в неорганической, физической и аналитической химии | Применение естественных и искусственных радионуклидов в аналитической химии. Метод изотопного разбавления. Активационный анализ. Использование метода радиоактивных индикаторов для определения констант. Применение радиоактивных индикаторов для исследования форм состояния и идентфикации радонуклидов. использованием |
| Р5 | Элементы радиоэкологии | |
| Р5.Т1 | Источники ионизирующих излучений | Естественные источники ионизирующих излучений. Естественный радиационный фон. Естественные радионуклиды в земной коре, природных водах и атмосферном воздухе и в живых организмах. Радиоактивность человека. Техногенное рассеяние естественных радионуклидов. Искусственные источники ионизирующих излучений. Радиоактивное загрязнение в результате испытания ядерного оружия. Ядерный топливный цикл. Анализ крупнейших аварий, сопровождавшихся выбросом радионуклидов в окружающую среду. Ионизирующие излучения в медицине. Суммарное воздействие на человека естественных и искусственных источников ионизирующих излучений. |
| Р5.Т2 | Биологические эффекты взаимодействия излучения с веществом | Механизмы биологического действия излучения. Эффекты облучения: детерминированные и стохастические. Лучевая болезнь человека. Биологическое действие радионуклидов, попавших внутрь организма. Стохастические эффекты. Изменения в соматических клетках, приводящие к возникновению рака. Генетические мутации. |
| Р5.Т3 | Основные принципы нормирования и нормы радиационной безопасности | Принцип нормирования, принцип обоснованности, принцип оптимизации. Нормы радиационной безопасности.. Оценка эффектов воздействия «малых» доз ионизирующего излучения. Пороговая и беспороговая концепции. Концепция приемлемого риска. Концепция нормирования безопасности. Оптимизация затрат на снижение техногенного риска. Оценка радиационного риска. |
| Р5.Т4 | Миграция радионуклидов в биосфере и моделирование | Распространение в атмосфере. Процессы переноса в атмосфере. Поведение аэрозолей. Наземные пути миграции. Процессы, определяющие миграцию радионуклидов. Выпадение, поглощение, удержание. Миграция в почвах. Поглощение и распределение в растениях. Перенос радионуклидов в тело животных и включение их в метаболизм. Полуприродные и природные экосистемы. Перенос радионуклидов в гидросфере. Процессы, определяющие поведение радионуклидов в водных средах и их характеристики. Влияние биогеохимических процессов и форм состояния. Модели миграции. Основные проблемы моделирования процессов миграции радионуклидов в окружающей среде. Дозиметрические модели радиационного воздействия на человека. Возможности оценки дозовых нагрузок на популяцию и прогнозирования последствий действия ионизирующих излучений. Камерные модели. |
3. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ УЧЕБНОГО ВРЕМЕНИ
(очная форма обучения)
