Hoppa direkt till innehållet

Information till studenter och medarbetare med anledning av covid-19 (Uppdaterad: 15 april 2021)

printicon
Kursplan:

Kärnfysik, 7,5 hp

Engelskt namn: Nuclear physics

Denna kursplan gäller: 2017-01-16 och tillsvidare

Kurskod: 5RA033

Högskolepoäng: 7,5

Utbildningsnivå: Grundnivå

Huvudområden och successiv fördjupning: Fysik: Grundnivå, kursens fördjupning kan inte klassificeras

Betygsskala: TH teknisk betygsskala

Ansvarig institution: Institutionen för fysik

Beslutad av: Teknisk-naturvetenskapliga fakultetsnämnden, 2018-04-26

Innehåll

Kursens ger grundliga teoretiska och experimentella kunskaper om atomkärnans egenskaper, radioaktiva nukliders produktion och sönderfall och ger en god grund för fortsatta studier inom kärn- och strålningsfysik och kärnenergiområdet.
Kursen omfattar följande:
Kärnmodeller, experimentella metoder för bestämning av kärnradien, dess laddnings- och materiefördelning. Kärnkrafternas räckvidd, kärnans bindningsenergi samt separationsenergier för neutroner och protoner.
Vidare omfattar kursen olika typer av sönderfall, seriesönderfall och de ekvationer som beskriver dessa. Sönderfallstyper som behandlas är beta-minus, beta-plus, alfa, elektroninfångning, konversionselektroner, gammaemission, proton och neutron emission. Beta- och alfasönderfall behandlas teoretiskt. Absorption av atomära elektroner i kärnan. Överföring av kärnans överskottsenergi till atomära elektroner. Produktion av radionuklider, bromsstrålning, karakteristiska fotoner och Auger elektroner. Kursen ger också en introduktion till icke-förstörande studier av prover genom gammaspektroskopi. Vidare diskuteras fission och energiutvinning genom fission. Olika typer av acceleratorer, relevanta för kärnstudier, studeras inom kursen. I kursen behandlas också neutroner, deras roll vid fission samt vid produktion av radionuklider.
 
I kursen ingår en obligatorisk laborationsdel.

Kursen omfattar tre moment
1. Teoridel, 2.5 hp
2. Räknedel, 2.5 hp
3. Laborationsdel, 2.5 hp

Förväntade studieresultat

Kunskap  och förståelse
Översiktligt redogöra för atomkärnans struktur
Beskriva olika typer av sönderfall och teorin bakom dessa.
Redogöra för de olika komponenterna som bidrar till kärnans bindningsenergi.
Förklara uppkomsten av karakteristiska fotoner och Auger elektroner.
Redogöra för olika typer av acceleratorer som används inom kärnfysiken.
Beskriva hur energi kan utvinnas genom fission. 
 
Färdighet och förmåga
Kunna beräkna Q-värdet för olika typer av sönderfall och ställa upp och lösa ekvationerna för seriesönderfall.
Bestämma sönderfallsdata från tabulerade värden.
Analysera och tolka gammaspektra.
Beräkna kärnparametrar, såsom kärnradien, bindingsenergi och separationsenergier.
Beräkna energin som utvinns då en kärna klyvs. 
 
Värderingsförmåga och förhållningssätt
Visa förmåga att kommunicera och samarbeta med andra deltagare vid laborationer och liknande gruppmoment.
Reflektera över experimentella och teoretiska resultat och analysera dessa med avseende på rimlighet.

Behörighetskrav

Univ: Kvantfysik 4,5 hp eller motsvarande

Undervisningens upplägg

Undervisningen bedrivs i form av föreläsningar, räkneövningar och handledda laborationer. Laborationerna är obligatoriska.

Examination

Moment 1: Teoridel 2,5 hp
Momentet examineras med skriftlig tentamina. Betyget på momentet bedöms med Underkänd (U), Godkänd (3), Icke utan beröm godkänd (4) eller Med beröm godkänd (5).

Moment 2: Räknedel 2,5 hp.
Momentet examineras med skriftlig tentamina. Betyget på momentet bedöms med Underkänd (U), Godkänd (3), Icke utan beröm godkänd (4) eller Med beröm godkänd (5).

Moment 3: Laborationsdel 2,5 hp.
Momentet examineras med skriftliga laborationsrapporter. Betyget på momentet bedöms med Underkänd (U) eller Godkänd (G).

På hela kursen ges något av betygen Underkänd (U), Godkänd (3), Icke utan beröm godkänd (4) eller Med beröm godkänd (5). För att bli godkänd på hela kursen krävs att samtliga prov och obligatoriska moment är godkända. Betyget baseras på det sammanvägda betyget som erhölls på moment 1 och 2 och sätts först när alla obligatoriska moment är godkända.


Student som erhållit godkänt resultat på ett prov får ej genomgå förnyat prov.

För studerande som inte blivit godkänd vid ordinarie provtillfälle anordnas förnyat provtillfälle i enlighet med Umeå universitets Regler för betyg och examination på grund- och avancerad nivå (FS 1.1.2-553-14). Det första omprovet erbjuds senast två månader efter ordinarie provtillfälle. Undantaget de fall då ordinarie prov äger rum i maj eller juni månad, då erbjuds istället ett första omprovstillfälle inom tre månader efter ordinarie provtillfälle. Dessutom erbjuds ytterligare minst ett omprov inom ett år från ordinarie provtillfälle.

I de fall prov inte kan upprepas enligt gällande regler för omprov ska det istället ersättas med annan uppgift. Omfattningen av och innehållet i sådan uppgift ska stå i rimlig proportion till det missade provet.

En student som utan godkänt resultat har genomgått två prov för en kurs eller en del av en kurs, har rätt att få en annan examinator utsedd, om inte särskilda skäl talar emot det (6 kap. 22 §, HF). Begäran om ny examinator ska ställas till prefekten vid institutionen för strålningsvetenskaper.

Övriga föreskrifter

I det fall att kursplan upphör att gälla eller genomgår större förändringar, garanteras studenter minst tre provtillfällen (inklusive ordinarie provtillfälle) enligt föreskrifterna i den kursplan som studenten ursprungligen varit kursregistrerad på under en tid av maximalt två år från det att tidigare kursplan upphört att gälla.

Litteratur

Giltig från: 2016 vecka 3

Krane Kenneth S.
Introductory nuclear physics
Rev. ed. of Introductory nuclear physics, 2. ed., 1955 / David Halliday : 1988 : xiii, 845 s. :
ISBN: 047180553X
Se bibliotekets söktjänst