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).