Реакции с тяжелыми ионами предоставляют уникальную возможность получить ядра вблизи границ стабильности и проникнуть в область химических элементов второй сотни. В курсе рассматриваются основы физики тяжелых ионов, а также современные тенденции в исследовании ядерных реакций. Предметом курса является одно из новых направлений ядерной физики — физика тяжелых ионов, занимающаяся исследованием ядерных реакций, переходом одних ядер в другие, синтезом новых ядер. Физика тяжелых ионов позволяет изучать коллективные ядерные процессы, характеризуемые предельно большими изменениями ядерной формы, сильным перераспределением энергии между различными степенями свободы систем. Дана классификация ядерных реакций с тяжелыми ионами и их анализ с точки зрения новых изотопов у границ ядерной стабильности. Рассматриваются возможности современных ускорителей для синтеза ядер с использованием ядерных реакций с тяжелыми ионами. На примерах показана связь исследований в области физики тяжелых ионов с прикладными исследованиями: ядерная медицина, радиационная физика твердого тела. Отдельный модуль курса посвящен вопросам истории образования Вселенной с точки зрения физики элементарных частиц, ядерной физики. Обсуждается проблема нуклеосинтеза и непосредственная связь ядерно-физических экспериментов, с астрофизическими явлениями.
Использование тяжелых ионов в прикладных исследованиях
Loading...
Do curso por National Research Nuclear University MEPhI
Физика тяжелых ионов
classificação
Descubra vídeos relacionados
No Coursera, você encontrará as melhores aulas no mundo. Estas são algumas das nossas recomendações personalizadas para você
Na lição
Физика тяжелых ионов и высокие технологии
Conheça os instrutores
Пенионжкевич Юрий ЭрастовичДоктор физико-математических наук
Кафедра экспериментальных методов ядерной физики
Тема моей сегодняшней лекции:
Физика тяжелых ионов и высокие технологии.
Тема несколько необычная,
поскольку я хотел бы показать
на нескольких наглядных примерах
связь исследований
в области физики тяжелых ионов
с прикладными исследованиями,
как принято говорить.
Хотя, в современной науке
"прикладные исследования" как такого термина не существует,
и принято говорить о life science,
так называемой науке о жизни.
Так вот, как связаны эти фундаментальные исследования
в области этого интересного, нового
направления ядерной физики, физики тяжелых ионов
с прикладными исследованиями?
И что общего в этих двух
разных направлениях исследований?
Для начала я хотел бы еще раз напомнить
то, что я рассказывал в своих предыдущих лекциях
об особенностях взаимодействия тяжелых ионов с ядрами.
Во-первых, это особенности реакций с тяжелыми ионами,
которые отличаются от всех других реакций
с электронами, протонами, нейтронами.
Во-вторых, это классификация реакций с тяжелыми ионами.
Очень много разных типов и видов реакций
в зависимости от разных параметров.
И наконец, особенности описания
процессов взаимодействия тяжелых ионов с ядрами.
Все эти проблемы, вся эта тематика
непосредственно связана с ускорительной тематикой,
с развитием ускорительной техники тяжелых ионов.
И только получение хороших, интенсивных,
с хорошим энергетическим разрешением
пучков тяжелых ионов
позволило продвинуться так далеко
в области физики тяжелых ионов,
что мы сейчас можем свободно говорить
о возможностях физики тяжелых ионов,
о возможностях пучков тяжелых ионов
для исследований в смежных областях науки и техники.
Вот коротко основные направления,
о которых я сегодня тоже вкратце упомяну.
Это использование тяжелых ионов
в различных прикладных исследованиях,
как я сказал, в области life science,
в области науки о жизни.
Во-первых, это исследование использования
тяжелых ионов для исследования
микро- и наноструктур.
Это модификация поверхности различных образцов,
в том числе и реакторных материалов.
Это производство новых видов ядерных мембран,
специализированных для, так сказать,
фильтрации самых различных веществ
вплоть до микробиологических объектов, вирусов.
Это изготовление различных наноструктур
необычной микроконфигурации — это микро-, нанопроволочки.
Радиационное материаловедение — это очень важное направление,
которое сопровождает всю науку,
связанную с радиационным повреждением материалов,
в том числе реакторных материалов.
Это разрушение материалов при длительной экспозиции в космосе.
Это различные, так сказать, направления,
связанные с нейтронными пучками,
еще раз — реакторными материалами.
Это тоже очень важные направления,
и я сегодня вкратце расскажу об этих исследованиях,
об использовании тяжелых ионов
для симуляции тех радиационных повреждений,
которые создаются в сильных полях ионизирующих излучений.
Наконец, ядерная биология, ядерная медицина.
Здесь очень много можно говорить
об использовании как специальной терапии
радиоизотопной, которая тоже использует
пучки тяжелых ионов.
Можно говорить о производстве фармпрепаратов
специально для диагностики, и других направлениях.
И наконец, ядерная астрофизика,
которая требует отдельно обсуждения.
И вот тяжелые ионы, пучки тяжелых ионов,
существующие в настоящее время,
они позволяют как бы симулировать
или в лабораторных условиях воспроизводить те условия,
которые, так сказать, существуют при взрыве сверхновых,
в галактике, при образовании нейтронных звезд,
при их распаде и т. д. и т. п.
Вот этих направлений,
связанных с использованием пучков тяжелых ионов
в прикладных исследованиях
я постараюсь сегодня коснуться.
Еще раз, что такое тяжелые ионы.
Тяжелыми ионами мы называем ионы элементов
с зарядом больше двух и массой больше четырех.
То есть элементы, тяжелее гелия.
Очень сложное взаимодействие
тяжелых ионов с ядрами
характеризуется коренной перестройкой
участвующих в реакции ядерных систем,
содержащих сотни нуклонов.
Т. е. при взаимодействии ядро-ядро
или тяжелого иона с ядром
происходит сильная перестройка
образующейся в реакции ядерной системы.
Вот кроме фундаментальных вещей,
которые получаются в результате изучения
ядерных реакций с тяжелыми ионами,
мы получаем в этих реакциях
экзотические состояния ядер.
Это ядра с большой энергией возбуждения,
с высокой температурой
до несколько миллионов градусов.
Ядра быстро вращающиеся.
Ядра сильно деформированные.
Ядра с большим соотношением нейтронов и протонов,
т. е. сильно нейтроноизбыточные
или сильно протоноизбыточные и т. д. и т. п.
Т. е. уникальные свойства ионов, вот такие,
позволяют получать и исследовать ядра,
новые ядра, образующиеся только в ядерных реакциях,
которые существенно отличаются от известных
по нуклонному составу ядер,
которые существуют в природе и являются стабильными.
Таким образом, физика тяжелых ионов —
это прежде всего физика экстремальных ядерных состояний,
физика ядерных превращений,
происходящих в экстремальных условиях.
Вот что такое физика тяжелых ионов.
Поэтому я уже говорил, что очень, так сказать,
важно получать информацию о температурах ядер,
об их угловых моментах, их нейтронном избытке.
В первую очередь это важно для получения информации
о процессах, происходящих у нас во вселенной.
Explore nosso catálogo
Registre-se gratuitamente e obtenha recomendações, atualizações e ofertas personalizadas.
O Coursera proporciona acesso universal à melhor educação do mundo fazendo parcerias com as melhores universidades e organizações para oferecer cursos on-line.
© 2019 Coursera Inc. Todos os direitos reservados.
