A tantárgya célja, hogy megismertesse a hallgatókkal nukleáris energiatermelés megértéséhez szükséges alapvető magfizikai ismerteket, és reaktorfizikai hátterét, alapvető folyamatait, ezzel elősegítve a későbbi, atomenergetikához szorosan kapcsolódó tárgyak elsajátítását.
1. Az atommag alapvető (mérhető) tulajdonságai, cseppmodellje, stabilitása.
2. Radioaktivitás, bomlástörvény, a bomlási láncok tulajdonságai. Radioaktív egyensúlyok, radioaktív kormeghatározás.
3. A hatáskeresztmetszet fogalma, tulajdonságai (mikroszkopikus, makroszkopikus, kettős additivitás, kapcsolata a szabad úthosszal). Differenciális hatáskeresztmetszet, gerjesztési függvény. Speciális hatáskeresztmetszetek.
4. Magreakciók alapvető sajátosságai, megmaradó mennyiségek. Magreakciók energiaviszonyai, kinematikai leírása. Rugalmas szórás. Labor-rendszer, CM-rendszer. Reakciómechanizmusok. Potenciálszórás, direkt és összetett mag képződésével járó atommag-reakciók és sajátosságaik.
5. Maghasadás folyamata, kritériumai, hasadóképes izotópok, a hasadás energiamérlege, prompt- és későneutronok.
6. Nukleáris mérések alapjai. Ionizáló részecskék kölcsönhatása az anyaggal. Detektorok (nyomdetektorok, gáztöltésű, szcintillációs és félvezető detektorok). Gamma-spektrumok és a gamma-spektroszkópia néhány jellegzetessége. Neutrondetektorok.
The primary aim of this module is to equip students with the fundamental knowledge and conceptual understanding of nuclear physics that are essential for comprehending the physical principles underlying nuclear energy production. In addition, the course provides a solid foundation for gaining a deeper insight into nuclear processes occurring throughout the universe. The knowledge acquired during the course will also support the successful study of later modules closely related to nuclear energy applications.
1.Bulk properties of the atomic nucleus: Rutherford scattering differential cross section and consequencies.
2.Bulk properties of the atomic nucleus: Mott scattering and the Form factor. Nuclear quadrupole moment. Shape of the nucleus.
3.Independent particle shell model: nuclear meanfield potential, derivation of the shell structure.
4.Radioactive decay. Decay chains and equilibrium. Alpha, beta and gamma decay. The Gamow factor. Parity violation in beta decay. Neutrino detection.
5.Interaction of radiation with matter. Bethe-Bloch formula for charged particles. Interactions of EM-radiation with matter: Compton scattering, Photoeffect, Pair creation and annihilation. Detectors. Fundamentals of radiation protection.
6.Nuclear reactions. Reaction mechanisms: direct and compound nuclear reactions. Resonances. Special compund reactions: nuclear fission. The Hoyle state.