МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

ИНСТИТУТ ТЕПЛОВОЙ И АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ (ИТАЭ)
___________________________________________________________________________________________________________

Направление подготовки: 140700 Ядерная энергетика и теплофизика

Магистерская программа: Прикладная физика плазмы и управляемый термоядерный синтез

Квалификация (степень) выпускника: магистр

Форма обучения: очная

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

"ЯДЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ"

Цикл:

профессиональный

Часть цикла:

по выбору

№ дисциплины по учебному плану:

М.2.9.1

Часов (всего) по учебному плану:

108

Трудоемкость в зачетных единицах:

3

2 семестр

Лекции

36 часов

2 семестр

Практические занятия

18 часов

2 семестр

Лабораторные работы

Расчетные задания, рефераты

Объем самостоятельной работы по учебному плану (всего)

54 часа

Экзамены

Курсовые проекты (работы)

Москва - 2011

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Целью дисциплины является изучение основ дозиметрии, действия излучений на живые организмы, физики зашиты от излучений.

По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

· проявлять инициативу, в том числе в ситуациях риска, брать на себя всю полноту ответственности за свои решения в рамках профессиональной компетенции, разрешать проблемные ситуации (ОК-5);

· вести библиографическую работу с привлечением современных информационных технологий, анализировать, синтезировать и критически резюмировать информацию (ОК-7);

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

· использовать углубленные теоретические и практические знания, которые находятся на передовом рубеже науки и техники в области профессиональной деятельности (ПК-2);

· разрабатывать практические рекомендации по использованию результатов научных исследований (ПК-20);

· владеть расчетно-теоретическими и экспериментальными методами исследования дозовых характеристик.

Задачами дисциплины являются

· познакомить обучающихся с природой ионизирующих излучений, их взаимодействием с веществом и действием на живые организмы, защитой от излучений;

· дать информацию о ядерных авариях, имевших место и о последствиях испытаний ядерного оружия, современных нормах радиационной безопасности;

· научить принимать и обосновывать решения при возникновении радиационно-опасных ситуаций.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Дисциплина относится к дисциплинам по выбору профессионального цикла М.2 программы подготовки магистров «Прикладная физика плазмы и управляемый термоядерный синтез» направления 140700 «Ядерная энергетика и теплофизика».

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: «Общая физика», «Ядерная и нейтронная физика».

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении программы магистерской подготовки «Прикладная физика плазмы и управляемый термоядерный синтез».

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

Знать:

· механизмы действия излучений на живые организмы и дозовые пределы;

· нормативные значения, способы расчета и измерения доз излучения;

· методы защиты от излучений;

· действия при радиационных авариях.

Уметь:

· самостоятельно оценивать степень радиационной опасности;

· использовать методики расчета доз излучения;

· осуществлять поиск и анализировать научно-техническую информацию и выбирать необходимые материалы;

· выбирать оптимальные способы защиты от излучений;

· анализировать информацию о радиационных авариях.

Владеть:

· навыками дискуссии по профессиональной тематике;

· терминологией в области дозиметрии и радиационной физики;

· навыками поиска информации для оценки доз излучения;

· информацией о наиболее значимых радионуклидах и их источниках;

· навыками применения полученной информации при оценке радиационной опасности.

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1 Структура дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единицы, 108 часов.

№

п/п

Раздел дисциплины.

Форма промежуточной аттестации
(по семестрам)

Всего часов на раздел

Семестр

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и
трудоемкость (в часах)

Формы текущего контроля успеваемости

(по разделам)

лк

пр

лаб

Сам.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

Природа ионизирующих излучений. Их взаимодействие с веществом. Единицы измерения активности и доз.

6

2

4

2

6

Тест

2

Биологическое действие ионизирующих излучений. Дозовые и производные пределы. Природный и техногенный фон.

12

2

8

4

12

Тест

3

Защита от излучений. Методы расчета.

12

2

8

4

12

Тест

4

Аварии на объектах атомного комплекса. Радиационные последствия испытаний ядерного оружия

12

2

8

4

12

Тест

5

Методы измерения доз излучения

6

2

4

2

6

Тест

6

Нормы радиационной безопасности. Радиофобия и реальность

6

2

4

2

6

Зачет

2

2

--

--

--

2

Презентация защита реферата

Итого:

108

36

18

54

4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения

4.2.1. Лекции

1. Природа ионизирующих излучений. Их взаимодействие с веществом.
Единицы активности и доз.

История открытия радиоактивности. Природа ионизирующих излучений, их основные источники и проникающая способность. Единицы измерения активности. Закон радиоактивного распада. Природные радиоактивные ряды. Спонтанное деление. Взаимодействие излучения с веществом. Сечение взаимодействия. Взаимодействие гамма-излучения. Фотоэффект, эффект Комптона, образование электрон-позитронных пар. Взаимодействие нейтронов с веществом. Сечения взаимодействия в тепловой и быстрой области энергий. Взаимодействие заряженных частиц с веществом. Ионизационные и радиационные потери энергии. Эффект Вавилова - Черенкова. Дозы ионизирующих излучений. Экспозиционная, поглощенная и эквивалентная дозы. Единицы измерения. Локальное и общее облучение. Эффективная эквивалентная доза.

2. Биологическое действие ионизирующих излучений Дозовые и производные пределы. Природный и техногенный фон.

Механизмы действия излучения на живые организмы. Биологическое действие внешнего и внутреннего облучения. Соматические и генетические последствия облучения. Клинические последствия острого облучения Лучевая терапия. Период полувыведения. Пределы годового поступления радионуклидов в организм. Предельно допустимые концентрации радионуклидов в воде и воздухе. Предельно допустимые содержания радионуклидов в теле человека. Природный радиационный фон и его составляющие. Роль радона. Техногенные добавки к фону. Порог действия радиации. Беспороговая гипотеза. Риск. Принцип оптимизации.

3. Защита от излучений. Методы расчета.

Радионуклиды как гамма-излучатели. Керма и гамма-постоянные. Коэффициент передачи энергии и ослабления для узкого пучка. Поле излучения источников различной геометрической формы. Закон ослабления фотонного излучения в геометрии широкого пучка. Факторы накопления. Методы расчета защиты от фотонного излучения. Метод расчета по слоям половинного ослабления. Универсальные таблицы для расчета защит. Альбедо фотонного излучения. Уравнение переноса. Методы решения. Характеристики источников нейтронов. Закономерности формирования пространственно-энергетического распределения нейтронов в основных материалах. Альбедо нейтронов. Метод длин релаксации для расчетов зашиты от нейтронов. Концепция сечения выведения. Дозовый состав нейтронного излучения в различных средах. Коэффициенты накопления подпороговых нейтронов. Защита от альфа и бета излучений. Защита от тормозного излучения.

4.Аварии на объектах атомного комплекса. Радиационные последствия
испытаний ядерного оружия.

Кыштымская авария в1957г. Авария на английском реакторе в Виндскайл. Авария на АЭС Three mile Island. Авария на Чернобыльской АЭС. Причины. Радиационные последствия. Авария на АЭС ФУКУСИМА-1. Международная шкала INES. Радиационные последствия испытаний ядерного оружия.

5.Методы измерений доз ионизирующих излучений

Приборы радиационного контроля. Ионизационная камера. Фотографический и химический методы. Сцинтилляционный метод. Полупроводниковые детекторы. Трековые детекторы. Активационный метод. Спектрометрия фотонного и нейтронного излучений. Спектрометр излучений человека. Микродозиметрия.

6. Нормы радиационной безопасности. Радиофобия и реальность.

НРБ-99/2009. Пределы доз. Планируемое повышенное облучение персонала при ликвидации аварий. Радиофобия и реальность.

4.2.2. Практические занятия

Дозиметрические величины и единицы их измерения. Основные радиационные характеристики источников излучения.

Расчет доз облучения. Оценка степени радиационной опасности.

Радиоуглеродный метод. Нейтронный активационный анализ.

Защита от гамма и нейтронного излучения..

Защита от альфа и бета излучений.

Зависимость фактора накопления гамма излучения от взаимного расположения источника, зашиты и детектора.

Прохождение гамма излучения через неоднородности в защите.

Оценка радиационной защиты реактора.

Фильм об аварии на Чернобыльской АЭС.

4.3. Лабораторные работы

Лабораторные работы учебным планом не предусмотрены.

4.4. Расчетные задания

Расчетные задания учебным планом не предусмотрены.

4.5. Курсовые проекты и курсовые работы

Курсовой проект учебным планом не предусмотрен.

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Лекционные занятия проводятся в форме лекций с использованием презентаций и видео роликов.

Практические занятия включают просмотр фильмов об аварии на Чернобыльской АЭС.

Самостоятельная работа включает подготовку к тестам, выполнение домашних заданий, подготовку к зачету.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Для текущего контроля успеваемости используются различные виды тестов, устный опрос.

Аттестация по дисциплине – зачет.

Оценка за освоение дисциплины, определяется как 0,4´среднеарифметическая оценка за тесты + 0,6´оценка на зачете.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

7.1. Литература:

а) основная литература:

1. , , . Физические основы защиты от излучения. Т. 1,2 учебник для вузов - М. Энергоатомиздат 1989.

2. . Курс дозиметрии. 4-е изд. М. Энергоатомиздат,1988.

3. , . Сборник задач по дозиметррии и защите от ионизирующих излучений. 3-е изд. М. Атомиздат 1980.

б) дополнительная

1. , , . Ядерная энергетика, человек и окружающая среда. (Под ред. акад. ). Москва, Энергоиздат, 1981, с. 286.

2. . Радиоактивные выпадения после ядерных взрывов и аварий. Санкт-Петербург, "Прогресс-Погода", 1996 г.

3. Ю. В.Сивинцев. Насколько опасно облучение (Радиация и человек). Москва, ИздАТ, 1991, с. 112.

4. . Радиационная экология. Москва. Изд-во МНЭПУ, 2000, с.134.

5. , , . Ответственность за ядерный ущерб. Ядерное право России. Москва, ИздАТ, 1993, с. 112.

6. Ядерный след. Малкин. Москва, ИздАТ, 1992, с. 256.

7. Чернобыль Пять трудных лет. ИздАТ 1992, с. 383.

8. , Экологическая безопасность ядерно-энергетического комплекса России. ИздАТ 2010, с. 494

Технические и профессиональные справочники, обеспечивающие практическую деятельность по дисциплине

1. Справочник по радиационной безопасности. Энергоатомиздат, 1999.

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций лекций и показа учебных фильмов.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО по направлению подготовки 140700 «Ядерная энергетика и теплофизика» и магистерской программы «Прикладная физика плазмы и управляемый термоядерный синтез».

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

д. т.н. .

"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой ОФиЯС

д. т.н., профессор