FYSS3300 Ydinfysiikka (8 op)

Avaa opintojakson esite Sisussa
Opinnon taso:
Syventävät opinnot
Arviointiasteikko:
0-5
Suorituskieli:
englanti
Vastuuorganisaatio:
Fysiikan laitos
Opetussuunnitelmakaudet:
2020-2021, 2021-2022, 2022-2023

Kuvaus

  • Ytimen nestepisaramalli

  • Ytimen kuorimalli ja yksihiukkastilat

  • Deformoituneet ytimet

  • Värähtelevät ytimet

  • Radioaktiivisuus: alfa- ja beetahajoaminen, sähkömagneettiset siirtymät

  • Ydinreaktiot

  • Säteilyn vuorovaikutus aineen kanssa

  • Ytimen fissio ja ydinvoimalan toiminta

  • Hiukkaskiihdyttimien toimintaperiaatteet

  • Ydinastrofysiikan perusteet 

Osaamistavoitteet

Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa

  • käyttää semiempiiristä massakaavaa ja atomimassoja sidosenergioiden laskemiseen

  • Osaa yhdistää semiempiirisen massakaavan termit nukleonien väliseen vuorovaikutukseen sekä sidosenergiaan ytimissä

  • pystyy nimeämään useita mitattavissa olevia ytimien ominaisuuksia, jotka tukevat ytimen kuorimallia

  • käyttää kuorimallia ytimen perustilan pyörimismäärän ja pariteetin määrittämiseen sekä yksinkertaisten yksihiukkasviritysten ja ydinrakenteen tulkitsemiseen

  • tunnistaa ytimen värähtelyyn ja pyörimiseen liittyviä malleja

  • käyttää radioaktiivista hajoamislakia sekä soveltaa sitä radioaktiivisuuteen liittyviin käytännön ongelmiin

  • nimetä eri tyyppiset beetasiirtymät ja laskea niille log ft –arvot

  • yhdistää alfahajoamisen teoreettiset mallit mitattuun hajoamisdataan

  • laskea sähkömagneettisten siirtymien siirtymänopeuksia ja verrata niitä kokeelliseen dataan

  • laskea kohtion paksuuden, vaikutusalan ja primäärisuihkun intensiteetin perusteella tuottoja ydinfysiikan kokeille

  • kuvata ytimen fissioprosessin ytimen nestepisaramallin avulla

  • listata ydinreaktorin tärkeitä ominaisuuksia ja laskea eri parametreja toimivalle reaktorille

  • kuvata erilaisten hiukkaskiihdyttimien toimintaperiaatteen

  • kuvata lyhyesti astrofysikaalisen alkuainesynteesin eri vaiheet 

Esitietojen kuvaus

  • Suositellaan kursseja FYSA2001 Moderni fysiikka, osa A, FYSA2002 Moderni fysiikka, osa B, FYSA2031 Kvanttimekaniikka, osa A sekä FYSA2032 Kvanttimekaniikka, osa B, tai vastaavat tiedot.

  • Kurssilla käytetään ensimmäisen asteen differentiaaliyhtälöitä radioaktiivisen hajoamisen laskemiseen 

Oppimateriaalit

Luentomonisteet ja muistiinpanot, lisämateriaali (esim. tieteelliset artikkelit) 

Kirjallisuus

  • K.S. Krane, Introductory Nuclear Physics

Suoritustavat

Tapa 1

Arviointiperusteet:
Kokeet (80%) ja harjoitukset (20%)
Opetusajankohta:
Periodi 1, Periodi 2
Valitaan kaikki merkityt osat

Tapa 2

Kuvaus:
Tämä suoritustapa on tarkoitettu opiskelijoille, joille toinen suoritustapa ei erityisistä syistä ole mahdollinen (esim. opetuskieli, asuminen muualla, suositus yksilöllisistä opintojärjestelyistä). Suoritustavasta on otettava yhteyttä opettajaan ennen kurssille ilmoittautumista.
Arviointiperusteet:
Loppukoe (max 48 pistettä) ja mahdolliset harjoitustehtävät (max 12 pistettä), yhteensä 60 pistettä. Jos ei harjoitustehtäviä, niin loppukoe max 60 pistettä.
Valitaan kaikki merkityt osat
Suoritustapojen osat
x

Osallistuminen opetukseen (8 op)

Tyyppi:
Osallistuminen opetukseen
Arviointiasteikko:
0-5
Arviointiperusteet:
Kokeet (80%) ja harjoitukset (20%)
Suorituskieli:
englanti
Työskentelytavat:

Luennot, harjoitukset ja koe 

Opetus

x

Itsenäinen työskentely (8 op)

Tyyppi:
Itsenäinen työskentely
Arviointiasteikko:
0-5
Arviointiperusteet:
Loppukoe (max 48 pistettä) ja mahdolliset harjoitustehtävät (max 12 pistettä), yhteensä 60 pistettä. Jos ei harjoitustehtäviä, niin loppukoe max 60 pistettä.
Suorituskieli:
englanti
Työskentelytavat:

Itsenäinen opiskelu, mahdolliset harjoitustehtävät ja loppukoe. 

Opetus