Тяжелые ионы и синтез новых элементов: современные тенденции

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.

Курс включает в себя видеолекции, презентации, задания и тесты.

Курс рассчитан на 15 недель.

Недельная учебная нагрузка обучающегося по курсу составляет 2 часа.

Общая трудоемкость курса составляет 2 зачетные единицы.

Курс является профильным для слушателей, обучающихся по направлению подготовки 14.04.02 "Ядерные физика и технологии".

1. Взаимодействие сложных ядер. Особенности реакций с тяжелыми ионами. Классификация реакций с тяжелыми ионами (ТИ). Модели взаимодействия иона с ядром.

2. Экспериментальные методы исследования реакций с тяжелыми ионами. Особенности регистрации ионов ионизационными детекторами. Трековые детекторы в заделах поиска редких событий.

3. Современные ускорители ТИ, ускорение радиоактивных ядер. Многодетекторные спектрометры для исследования ядерных реакций.

4. Кулоновское возбуждение ядерных уровней т.и. Классическое рассмотрение. Каскадное кулоновское возбуждение.

5. Эффект реориентации. Упругое рассеяние ТИ на ядрах. Радужное рассеяние, glori – рассеянье.

6. Спиральное рассеянье. Дифракция Френеля и Фраунгофера.

7. Реакции прямого взаимодействия, передача малого числа нуклонов.

8. Ядерные реакции глубоконеупругих передач.

9. Реакции слияния ядер. Общая характеристика. Методы определения поперечного сечения слияния.

10. Закономерности поперечного сечения слияния ядер.

11. Феноменологическое описание слияния ядер.

12. Расчеты траекторий слияния. Распад составного ядра.

13. Деление ядер ТИ, основные представления.

14. Свойства осколков деления. Особенности деления ядер ТИ. Спонтанное деление трансурановых элементов.

15. Деление высоковозбужденных ядер и ядер с большим угловым моментом.

Вы узнаете:

• Основные понятия и определения физики тяжелых ионов
• Что такое пучки экзотических ядер и схемы их получения
• О методах ускорения частиц и перспективах развития ускорителей
• О возможностях использования тяжелых ионов в различных прикладных исследованиях, в области life science
• Современный взгляд на историю образования Вселенной