Трудоемкость освоения дисциплины

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)