Strålningsväxelverkan, 7,5 hp

Innehåll

Kursen inleds med en beskrivning av kinematiken i fotoners växelverkan med materia. Processernas tvärsnitt och deras beroende av fotonenergin, mediets atomnummer och densitet beskrivs i detalj. Vidare ges en beskrivning av laddade partiklars växelverkningsprocesser, Bethe-Blocks mass-bromsförmåga, energiförluster i form av bromsstrålning samt tvärsnittens parameterberoende. Kursen behandlar även neutroners växelverkan samt röntgenrörets principiella funktionssätt. En introduktion till Monte-Carlo-tekniken tillämpad på joniserande strålnings växelverkan ingår.
I kursen ingår även 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:
 Redogöra för växelverkansprocesserna Fotoelektrisk effekt, Comptonspridning, Koherent spridning, Thomsonspridning samt Parbildning.
Redogöra för hur de atomära tvärsnitten för ovanstående fotonväxelverkningarna beror av materialets atomnummer och densitet samt av fotonenergin.
Redogöra för sambandet mellan tvärsnitt och sannolikhet för en händelse
Redogöra för de makroskopiska tvärsnitten attenuerings-, energiöverförings- och energiabsorptionskoefficienterna samt deras inbördes relation Redogöra för tunga- och lätta laddade partiklars växelverkansprocesser.
Redogöra för atomnumrets inverkan på laddade partiklars växelverkan.
Redogöra för de olika parametrarna i uttrycket för stopping power.
Redogöra för produktion av bromsstrålning.
Redogöra för röntgenspektrumets utseende och översiktligt beskriva ett röntgenrörs funktion.
Redogöra översiktligt för Monte-Carlo tekniken och dess användning av slumptal och tvärsnitt.
Redogöra för spektroskopiska mätningar.
Redogöra för skillnaden mellan "narrow beam" och "broad beam" geometrier
 
Färdighet och förmåga
Kunna beräkna attenuerings- energiöverförings- och energiabsorptionkoefficienter för molekyler utifrån atomära data.
Kunna beräkna stopping power för molekyler utifrån atomära data.
Kunna beräkna CSDA räckvidden för laddade partiklar.
Kunna skatta energin hos laddade partiklar vid olika djup i olika material.
Kunna använda Monte-Carlo metoden för enklare, men analytisk ej lösbara, problemställningar.
Kunna skissa ett röntgenspektrum utifrån angivet accelerationspotential och anodmaterial
 
Valideringsförmåga och förhållningssätt
 Visa förmåga att kommunicera och samarbeta med andra deltagare vid laborationer och andra liknande gruppmoment.
Reflektera över experimentella, Monte-Carlo och teoretiska resultat och analysera dessa med avseende på rimlighet.

Behörighetskrav

Univ: Minst 90 hp inklusive kurserna Atom och kärnfysik (5RA000, 7,5 hp) eller Kärnfysik (5RA031) och Kvantfysik (5FY118, 4.5 hp) eller Kvantfysik B (5FY048, 7,5 hp), eller motsvarande. Engelsk A/5 och svenska för grundläggande behörighet för högskolestudier om utbildningen ges på svenska.

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 utgör en sammanfattande bedömning av resultaten vid examinationens olika delar 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.