Темы курсовых работ второго курса
Тематический план
Список тем курсовых работ студентов второго курса
на кафедре фундаментальных взаимодействий 2022/2023 учебный год
Научное направление: СТРУКТУРНАЯ НЕЙТРОНОГРАФИЯ.
1. Излучения, применяемые для структурных исследований. (Реферат)
(Основные свойства, способы получения и детектирования и сравнительные характеристики излучений– рентгеновских лучей, нейтронов и электронов, используемых в структурных исследованиях; ведущие научные центры, базирующиеся на источниках нейтронов (ОИЯИ, Дубна, Россия; ILL, Grenoble, EU; ISIS, Oxfordshire, UK) и источниках синхротронного излучения (ESRF, Grenoble, EU)и проводящие исследования, в области физики конденсированного состояния, сравнительная оценка яркости синхротронного источника, плотности потока нейтронов на импульсном и стационарном реакторе.)
(Куратор: к.ф.-м.н., м.н.с. Шуленина А.В.)
Литература:
1. Ч. Киттель “Введение в физику твёрдого тела” М.: Наука, 1978.
Глава 1: Описание структуры кристаллов (стр. 15-20).
Глава 2: Использование излучений трех типов (стр. 59-65).
2. А.М.Балагуров “Дифракция нейтронов для решения структурных и материаловедческих задач” Учебное пособие, Физфак МГУ им. М.В.Ломоносова, 2017. (https://msu-dubna.ru/neutron/course/view.php?id=64)
3. А.В. Белушкин. Введение в методику рассеяния нейтронов, М.: МГУ, 2000. Лекция
4. И.И.Гуревич, Л.В.Тарасов “Физика нейтронов низких энергий” М., Наука, 1965 (раздел первый).
5. Г.В. Фетисов. Синхротронное излучение. Методы исследования структуры веществ. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2007. Глава 2 и 3.
6. В.Л. Аксенов. Пульсирующий ядерный реактор ИБР-2. Наука в России, изд. РАН, 2011, № 1, с. 20-24.
7. VIII Школа по нейтронной физики. Сборник лекций. Дубна. 1999. (стр.31-46, 177-222).
8. Сайт ЛНФ ОИЯИ http://flnp.jinr.ru/
9. Сайт ФНИЦ "Кристаллография и фотоника" РАН: http://www.crys.ras.ru
10. Сайт Курчатовского комплекса синхротронно-нейтронных исследований: http://www.kcsni.nrcki.ru
11. http://www.ill.eu/instruments-support/instruments-groups/groups/dif/
12. http://www.isis.stfc.ac.uk/science/science.html
13. http://www.esrf.eu http://nuclphys.sinp.msu.ru/experiment/neutr_gen/index.html
2. Структурные исследования с помощью дифракции нейтронов.
(Основные принципы нейтронного дифракционного исследования структуры кристаллических тел; обратная решетка как дифракционная картина от кристаллической решетки; геометрический анализ дифракции нейтронов на кристалле; условия возникновения дифракционных отражений от кристаллической решетки; формула Вульфа-Брэгга.)
(Куратор: д.ф.-м.н., проф. Балагуров А.М.)
Литература:
1. Ч. Киттель, Введение в физику твёрдого тела, 1978, Глава 2.
2. Н. Ашкрофт, Н. Мермин, Физика твердого тела, Том 1, 1979, Глава 5.
3. В. Л. Аксëнов, А. М. Балагуров. Дифракция нейтронов на импульсных источниках. 2016, УФН, т. 186 №3, 293–320.
4. А.В. Белушкин. Введение в методику рассеяния нейтронов, М.: МГУ, 2000. Лекция 7.
5. А.М.Балагуров “Дифракция нейтронов для решения структурных и материаловедческих задач” Учебное пособие, Физфак МГУ им. М.В.Ломоносова, 2017. (https://msu-dubna.ru/neutron/course/view.php?id=64)
6. В.Л. Аксенов, А.М. Балагуров. Времяпролётная нейтронная дифрактометрия, 1996, УФН, т. 166, № 9, с. 955: Введение.
7. В.Л. Аксенов. Пульсирующий ядерный реактор ИБР-2. Наука в России, изд. РАН, 2011, № 1, с. 20-24.
8. Сайт ЛНФ ОИЯИ http://flnp.jinr.ru/
9. http://www.esrf.eu http://nuclphys.sinp.msu.ru/experiment/neutr_gen/index.html
Научное направление: СОВРЕМЕННЫЕ ИСТОЧНИКИ НЕЙТРОНОВ
3.Реакторные источников нейтронов для исследований на выведенных пучках. (Реферат).
(Реакторы как источники нейтронов; особенности работы реакторов-источников непрерывного действия и пульсирующих; особенности и характеристики действующего импульсного источника ОИЯИ ИБР-2; особенности и характеристики проектируемого нейтронного супербустера НЕПТУН)
(Куратор: д.ф.-м.н., доц. Киселев М.А.)
Литература:
1. В.И.Владимиров. Физика ядерных реакторов. Глава 1. М. КД «ЛИБРОКОМ», 2009.
2. В.Л. Аксенов. ПУЛЬСИРУЮЩИЙ ЯДЕРНЫЙ РЕАКТОР* К 40-летию Объединенного института ядерных исследований. Природа. 1996, № 2. С.3
3. В.Л. Аксенов. Пульсирующий ядерный реактор ИБР-2. Наука в России, изд. РАН, 2011, № 1, с. 20-24.
4. V. L. Aksenov∗ A 15-YEAR FORWARD LOOK AT NEUTRON FACILITIES IN JINR A report to the Programme Advisory Committee for Condensed Matter Physics of JINR, January 19, E3-2017-12 2017(Сайт ЛНФ ОИЯИ http://flnp.jinr.ru/)
5. HIGHLY INTENSE PULSED NEUTRON SOURCE “NEPTUN” (IBR-3) (red. Aksenov V., Komyshev G., Shabalin E., Rzyanin M.) ( Joint Institute for Nuclear Research , Dubna, Russia) Lopatkin A. , Tretyakov I. (Dollezhal Research and Development Institute of Power Engineering, Moscow) Paper presented to the Workshop 6-7 Dec.2018, Dubna(Сайт ЛНФ ОИЯИ http://flnp.jinr.ru/)
6. А.В.Виноградов и др. Высокопоточный импульсный источник нейтронов для пучковых исследований, управляемый ускорителем протонов. ОИЯИ Р13-2018_40. (Сайт ЛНФ ОИЯИ http://flnp.jinr.ru/)
7. http://www.esrf.eu http://nuclphys.sinp.msu.ru/experiment/neutr_gen/index.html
Научное направление: НЕЙТРОННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МАГНИТНЫХ СТРУКТУР И МАГНИТНЫХ ЯВЛЕНИЙ
4. Малоугловое рассеяние нейтронов в исследованиях магнитных жидкостей (Реферат).
(Основные особенности рассеяния нейтронов на магнитных структурах, особенности метода малоуглового рассеяния, магнитные жидкости и основные параметры характеризующие их свойства и измеряемые.)
(Куратор: д.ф.-м.н., проф. Авдеев М.В.)
Литература:
- И.И.Гуревич, Л.В.Тарасов “Физика нейтронов низких энергий” М., Наука, 1965 (Главы 1.1,1.2,1.6,3.7,5.1,5.2).
- Ю.З.Нозик, Р.П.Озеров, К.Хеннинг. Структурная нейтронография. Том 1. М. Атомиздат, 1979. (Глава 10)
- В.Л. Аксенов, Т.В. Тропин. Лекции по теории конденсированного состояния.М. Физ.фак. МГУ, 2020. (Главы 11,15)
- М.В.Авдеев, В.Л.Аксенов. Малоугловое рассеяние нейтронов в структурных исследованиях магнитных жидкостей. УФН, т.180, №10, 2010.
Научное направление: НЕЙТРОННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В МОЛЕКУЛЯРНОЙ БИОЛОГИИ И ФАРМАКОЛОГИИ
5.Малоугловое рассеяние нейтронов и синхротронного излучения в исследованиях соевых фосфолипидов и нанолекарств на их основе (Реферат).
(Соевые фосфолипиды и нанолекарства на их основе, возможности малоуглового рассеяния нейтронов и СИ для исследования везикулярных систем, применение водных растворов для контрастирования фосфолипидных везикул.)
(Куратор: д.ф.-м.н., доц. Киселев М.А.)
Литература:
- И.И.Гуревич, Л.В.Тарасов “Физика нейтронов низких энергий” М., Наука, 1965 (Главы 1.1,1.2).
- Ю.З.Нозик, Р.П.Озеров, К.Хеннинг. Структурная нейтронография. Том 1. М. Атомиздат, 1979. (Глава 10)
- М.А.Киселев. Методы исследования липидных наноструктур на нейтронных и синхротронных источниках. Физ.фак. МГУ, 2020.
Научное направление: ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ НУКЛОНОВ И ЯДЕР С ЯДРАМИ
6.Особенности рассеяния альфа-частиц на ядрах при низких и средних энергиях. (Реферат).
(Классическая модель Резерфорда, дифракция Френеля, дифракция Фраунгофера и радужное рассеяние в квантовом рассмотрении, оптическая модель как инструмент анализа ядро-ядерного рассеяния в потенциальном подходе.)
(Куратор: д.ф.-м.н., проф. Гончаров С.А.)
Литература:
- И.М.Капитонов. Введение в физику ядра и частиц. М. Физматлит, 2010. (Глава 1.)
- Р.Ньютон. Теория рассеяния волн и частиц. М.”Мир”, 1969. (Глава 5.)
- Satchler G.R. Direct Nuclear Reactions. Clarendon Press, Oxford, 1983. (Главы 2,4.)
- А.Г. Ситенко, Теория ядерных реакций. М., Энергоатомиздат,1983. (Глава 4.)
- Ситенко А.Г. // Диффракционное рассеяние нуклонов ядрами и структура ядер. ЭЧАЯ, 1973, т.4, в.2, стр.546-584
- Dem'yanova A.S., Ogloblin A.A., Ershov S.N., Gareev F.A., Kurmanov R.S., Svinareva E.F., Goncharov S.A., Adodin V.V., Burtebaev N., Bang J., Vaagen J.S. // Rainbows in Nuclear Reactions and the Optical Potential. Phys. Scr., 1990, v.T32, pp.89-106
- Ogloblin A.A., Goncharov S.A., Glukhov Yu.A., Dem'yanova A.S., Rozhkov M.V., Rudakov V.P., Trzaska W.H. // Nuclear Rainbow in Scattering and Reactions and Nucleus-Nucleus Interaction at Small Distances. ЯФ, 2003, т.66, стр.1523-1533
Список тем курсовых работ студентов второго курса 2020/2021 учебный год
Научное направление 1: СОВРЕМЕННЫЕ ИСТОЧНИКИ НЕЙТРОНОВ
(Кураторы: Аксенов В.Л., Киселев М.А.)
1. Принципы работы источников нейтронов для исследований на выведенных пучках (реферат).
2. Сравнительный анализ высокопоточных источников нейтронов в мире. (реферат+задача: «Провести сравнение плотности потока нейтронов от реактора ИБР-2 проектируемого нейтронного супербустера НЕПТУН»).
3. Методы получения нейтронов низких энергий (теория замедления нейтронов, вещества для замедлителей, геометрия замедлителей) (реферат).
4. Термализация и диффузия нейтронов. (реферат+задача: «Рассчитать наиболее вероятную скорость тепловых нейтронов при температуре 30°С»).
5. Назначение основного и дополнительного подвижного отражателя при модуляции реактивности импульсного реактора периодического действия на быстрых нейтронах (реферат).
6. Выбор частоты следования импульсов мощности для реактора ИБР-2 (реферат+задача: «Рассчитать уширение импульса тепловых нейтронов реактора ИБР-2 на пролетной базе 10, 20 и 30 метров.»).
7. Особенности работы реактора в подкритическом режиме ((реферат+задача: «Рассчитать умножение нейтронов от внешнего источника при подкритичности реактора 0.01, 0.02 и 0.1»).
Научное направление 2: СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ И МАГНЕТИЗМ В НИЗКОРАЗМЕРНЫХ СТРУКТУРАХ
(Куратор: Аксенов В.Л.)
1. Когерентность и эффекты близости в сверхпроводниках. (реферат+задача: «Критическая температура свинца равна 7.18 К. Определить соотношение глубин проникновения магнитного поля l при Т = 7.10 К и при Т = 4.2 К»).
2. Проблема криптоферромагнетизма в сверхпроводник/ферромагнетик квазидвумерных наноструктурах (реферат).
3. Нейтронная оптика поляризованных нейтронов (реферат).
Научное направление 3: МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ И ФАРМАКОЛОГИЯ
(Куратор: Киселев М.А.)
1. Соевые фосфолипиды и нанолекарства на их основе (реферат)
2. Возможности малоуглового рассеяния нейтронов для исследования везикулярных систем (реферат).
3. Применение водных растворов дисахаридов для контрастирования фосфолипидных везикул в исследованиях их структуры методом малоуглового рассеяния на синхротронных источниках (реферат).
4. Структура фосфолипидной везикулы состоящей из ДМФХ (димиристоилфосфатидилхолин) (реферат+задача: «Рассчитать количество молекул ДМФХ в везикуле с внутренним радиусом 10 нм при температуре 10°С и 30°С»).
Научное направление 4: Структурная нейтронография.
(Куратор: Балагуров А.М.)
1. Дифракция как процесс когерентного сложения волн, рассеянных на упорядоченных в пространстве рассеивающих центрах (реферат).
2. Влияние теплового движения атомов на дифракционную картину (реферат).
3. Реальная структура кристаллов: мозаичность, дислокации, дефекты, микродеформации (реферат).
Научное направление 5: Взаимодействие нейтронов с ядрами.
(Кураторы: Швецов В.Н., Гончаров С.А.)
1. Математическое и физическое моделирование альбедного излучения нейтронов и гамма-квантов от поверхности небесных тел (реферат+задача: «Предложить схему спектрометра нейтронов и гамма-квантов для работы на борту орбитального космического аппарата.»
2. Оптическая модель рассеяния нейтронов на ядрах (реферат+задача: «Подобрать параметры модели и рассчитать сечения рассеяния нейтронов с энергией 14 МэВ на ядре 208Рв с помощью программы SPI-GENOA.»)
Список тем курсовых работ студентов второго курса 2017/2018 учебный год
1. Нейтронография в исследовании конденсированных сред.
Цель работы: Ознакомление с основными свойствами нейтронов, их использованием в научных исследованиях принципами нейтронографии (темы: открытие нейтрона; свойства нейтрона как частицы и волны; области использования нейтронов, в связи с их свойствами). Получить представление о крупнейших в Европе международных исследовательских центрах, базирующихся на источниках нейтронов – ОИЯИ (Дубна, Россия), Институт Лауэ-Ланжевена (Гренобль, ЕС), ISIS (Оксфордшир, Великобритания). Ознакомиться со способами получения нейтронов на этих источниках и исследованиями, проводимыми в Центрах в области физики конденсированного состояния.
Задачи: 1. Оценить энергию (Эв), скорость (м/сек) и температуру (K) нейтронов, используемых в структурных исследованиях (длина волны λ≈1 Ǻ).
2. Сравнить характеристики нейтронного пучка ИБР-2 (Дубна, Россия) с характеристиками нейтронных пучков других источников нейтронов.
Литература: [1] H. Schopper (Ed.), Low Energy Neutron Physics. Low Energy Neutrons and their Interaction with Nuclei and Matter, Part 1, Springer, 2000: 1 – Introduction, 2 – The neutron as an elementary particle, 6 – Neutron scattering lengths.
[2] В.Л. Аксенов, А.М. Балагуров. Времяпролётная нейтронная дифрактометрия, 1996, УФН, т. 166, № 9, с. 955: Введение.
[3] В. Л. Аксëнов, А. М. Балагуров. Дифракция нейтронов на импульсных источниках. 2016, УФН, т. 186 №3, с. 293–320.
[4] В.Л. Аксенов. Пульсирующий ядерный реактор ИБР-2. Наука в России, изд. РАН, 2011, № 1, с. 20-24.
[5] Большая Советская Энциклопедия, статьи: Нейтрон, Ядерный реактор.
[6] Сайт ЛНФ ОИЯИ http://flnp.jinr.ru/
[7] http://www.ill.eu/instruments-support/instruments-groups/groups/dif/
[8] http://www.isis.stfc.ac.uk/science/science.html
[10] http://nuclphys.sinp.msu.ru/experiment/neutr_gen/index.html
2. Исследование конденсированных сред на реакторе ИБР-2.
Цель работы: Ознакомление с основными свойствами нейтронов, их использованием в энергетике, технике и научных исследованиях (темы: открытие нейтрона; свойства нейтрона как частицы и волны; области использования нейтронов, в связи с их свойствами). Ознакомление с принципом работы исследовательского импульсного реактора ИБР-2. Обзор экспериментальных станций на реакторе ИБР- 2М, предназначенных для исследований конденсированных сред.
Задача: 1. Оценить энергию (Эв), скорость (м/сек) и температуру (K) нейтронов, используемых в структурных исследованиях (длина волны λ≈1 Ǻ).
2. Сравнить характеристики нейтронного пучка ИБР-2 с характеристиками нейтронных пучков других источников нейтронов (стационарных и импульсных).
Литература: [1] H. Schopper (Ed.), Low Energy Neutron Physics. Low Energy Neutrons and their Interaction with Nuclei and Matter, Part 1, Springer, 2000: 1 – Introduction, 2 – The neutron as an elementary particle, 6 – Neutron scattering lengths.
[2] В.Л. Аксенов, А.М. Балагуров. Времяпролётная нейтронная дифрактометрия, 1996, УФН, т. 166, № 9, с. 955: Введение.
[3] В. Л. Аксëнов, А. М. Балагуров. Дифракция нейтронов на импульсных источниках. 2016, УФН, т. 186 №3, с.293–320.
[4] В.Л. Аксенов. Пульсирующий ядерный реактор ИБР-2. Наука в России, изд. РАН, 2011, № 1, с.20-24.
[5] G. Shirane, S.M. Shapiro, J.M. Tranquada, Neutron Scattering with a Triple-Axis Spectrometer, Cambridge University Press, 2004, Neutron sources (pp. 4-11).
[6] Большая Советская Энциклопедия, статьи: Нейтрон, Ядерный реактор.
[7] Сайт ЛНФ ОИЯИ http://flnp.jinr.ru/
[8] http://nuclphys.sinp.msu.ru/experiment/neutr_gen/index.html
3. Структурные исследования с помощью нейтронов, электронов и рентгеновских лучей.
Цель работы: Ознакомление с основными свойствами, способами получения и детектирования излучений, используемых в структурных исследованиях – рентгеновских лучей, нейтронов и электронов (темы: природа излучений; особенности взаимодействия с атомами; источники и способы получения; основные параметры и соотношения).
Задача: Оценить энергию (Эв) рентгеновских лучей, нейтронов и электронов, используемых в структурных исследованиях (длина волны λ≈1 Ǻ).
Литература: [1] Ч. Киттель, Введение в физику твёрдого тела, М.: Наука, 1978: Глава 1: Описание структуры кристаллов (стр. 15-20). Глава 2 (стр. 59-65): Использование излучений трех типов.
[2] V.K. Pecharsky, P.Y. Zavalij, Fundamentals of Powder Diffraction and Structural Characterization of Materials, Springer, 2009: Chapter 6: Properties, sources, and detection of radiation.
[3] В.Л. Аксёнов, А.М. Балагуров. Времяпролётная нейтронная дифрактометрия. 1996, УФН, т. 166, № 9, с. 955: 1 – Введение, 2 – Современные источники нейтронов.
[4] В. Л. Аксëнов, А. М. Балагуров. Дифракция нейтронов на импульсных источниках. 2016, УФН, т. 186 №3, с. 293–320.
[5] Большая Советская Энциклопедия, статьи: Дифракция частиц, Нейтрон, Рентгеновские лучи, Электронный микроскоп.
[6] Сайт ЛНФ ОИЯИ: http://flnp.jinr.ru/
[7] Сайт ФНИЦ "Кристаллография и фотоника" РАН: http://www.crys.ras.ru
[8] VIII Школа по нейтронной физики. Сборник лекций. Дубна. 1999. (стр.31-46, 177-222).
4. Исследования с помощью дифракции нейтронов. Основные принципы.
Цель работы: Ознакомление с основными принципами дифракционного исследования структуры кристаллических тел (темы: кристаллическая структура и кристаллическая решетка; дифракция рентгеновских лучей, нейтронов и электронов – общее и различие; обратная решетка как дифракционная картина от кристаллической решетки). Приобретение навыков применения абстрактного математического аппарата к решению конкретной дифракционной задачи.
Задача: Определить условия возникновения дифракционных отражений от кристаллической решетки.
Литература: [1] Ч. Киттель, Введение в физику твёрдого тела, 1978, Глава 2.
[2] Н. Ашкрофт, Н. Мермин, Физика твердого тела, Том 1, 1979, Глава 5.
[3] R.J. Roe, Methods of X-ray and Neutron Scattering in Polymer Science, OUP, 2000, Appendix C (параграфы C1, C2).
[4] В.Л. Аксёнов, А.М. Балагуров. Времяпролётная нейтронная дифрактометрия, 1996, УФН, т. 166, № 9, с. 955: Введение.
[5] В. Л. Аксëнов, А. М. Балагуров. Дифракция нейтронов на импульсных источниках. 2016, УФН, т. 186 №3, 293–320.
[5].А.В. Белушкин. Введение в методику рассеяния нейтронов, М.: МГУ, 2000. Лекция 7.
[6] Сайт ФНИЦ "Кристаллография и фотоника" РАН: http://www.crys.ras.ru
5. Нейтронные и синхротронные источники для исследования конденсированных сред.
Цель работы: Ознакомление с основными свойствами, способами получения и детектирования излучений, используемых в структурных исследованиях – нейтронов и рентгеновских лучей (темы: природа излучений; особенности взаимодействия с атомами; источники и способы получения; основные параметры и соотношения). Получить представление о международных исследовательских центрах, базирующихся на источниках нейтронов (ОИЯИ, Дубна, Россия; ILL, Grenoble, EU; ISIS, Oxfordshire, UK) и источниках синхротронного излучения (ESRF, Grenoble, EU). Ознакомиться с исследованиями, проводимыми в этих центрах в области физики конденсированного состояния.
Задача: Провести сравнение яркости синхротронного источника, плотности потока нейтронов на импульсном и стационарном реакторе.
Литература: [1] В.Л. Аксенов. Пульсирующий ядерный реактор ИБР-2. Наука в России,
изд. РАН, 2011, № 1, с.20-24.
[2] Г.В. Фетисов. Синхротронное излучение. Методы исследования структуры веществ. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2007. Глава 2 и 3.
[3] Сайт ЛНФ ОИЯИ: http://flnp.jinr.ru/
[4] Сайт Курчатовского комплекса синхротронно-нейтронных исследований: http://www.kcsni.nrcki.ru
[5] http://www.ill.eu/instruments-support/instruments-groups/groups/dif/
[6] http://www.isis.stfc.ac.uk/science/science.html
6. Классическая обратная задача рассеяния.
Цель работы: Ознакомление с основными положениями и формулировкой обратной задачи в классической теории рассеяния на примере одного из методов ее приближенного решения – метода Келлера, приобретение навыков использования необходимого математического аппарата.
Задача: Решения обратной задачи рассеяния для кулоновского потенциала.
Литература: [1] Р.Ньютон “Теория рассеяния волн и частиц” М.”Мир”, 1969 (Гл.5)
[2] Keller J.B. et al., Phys.Rev., 102(1956)557
[3] Л.Д. Ландау, Е.М.Лифшиц, т.1 Механика,М. Наука. 1973 (Гл.4)
[4] И.И. Ольховский, Курс теоретической механики для физиков, М.: Наука – 1970 (Гл.3).