6B05307 Ядерная физика в КазНУ им. аль-Фараби

Дисциплины

• Математический анализ

  Цель - формирование навыков применять математический аппарат и математические методы при анализе. Дисциплина направлена на изучение теории пределов; основных теорем о непрерывных и дифференцируемых функциях; формула Тейлора; функции нескольких переменных; теория рядов; несобственные интегралы, зависящие от параметров; кратные интегралы и интегралы по поверхности; ряды и интегралы Фурье.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 5
  

• Механика

  Цель дисциплины: чтобы представить механику как обобщение наблюдений, практического опыта и эксперимента. Будут изучены: Кинематика. Механическое движение – простейшая форма движения материи. Динамика материальной точки и твердого тела. Закон Ньютона. Гравитационная сила. Закон всемирного тяготения. Силы упругости. Закон Гука. Сила трения. Инерциальная система отсчета. Механический принцип относительности. Преобразования Галилея. Элементы специальной теории относительности. Постулаты Эйнштейна. Преобразования Лоренца.

  Год обучения - 1
  Семестр - 1
  Кредитов - 6
  

• Основы финансовой грамотности

  Цель дисциплины - сформировать у обучающихся рациональное финансовое поведение на основе понимания финансовой информации, а также способности критически оценивать и анализировать процессы, связанные с защитой их прав и интересов в качестве потребителей финансовых услуг посредством использования финансовых инструментов в том числе цифровых технологий.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Линейная алгебра и аналитическая геометрия

  Целью преподавания дисциплины является формирование у студентов знание по основам линейной алгебры, реализуемой в таких понятиях, как линейные операции, линейная зависимость и независимость, ранг, линейное пространство, линейные и билинейные преобразования. Изучаются: комплексные числа; системы линейных уравнений; метод Гаусса; операции над матрицами и их свойства; определители и их свойства; понятие о группе, кольце, поле; линейное пространство; векторная алгебра и метод координат.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Экология и безопасность жизнедеятельности человека

  Цель – сформировать ряд ключевых компетенций, базирующихся на современных концепциях природопользования, реализующих принципы гармоничной оптимизации условий взаимодействия человека с природой. Будут изучены: принципы устойчивого развития, сохранения и воспроизводства природных ресурсов для обеспечения безопасности жизнедеятельности человека, способы оценки и минимизации рисков, защиты от опасностей, мероприятия по ликвидации последствий аварий, катастроф, стихийных бедствий, охране окружающей среды и рациональному природопользованию.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Аль-Фараби и современность

  Цель дисциплины: формирование у студентов представлений о научно-философском наследии великого тюркского мыслителя Абу Насра аль-Фараби в контексте развития мировой и национальной культуры. Будут изучены особенности наследия аль-Фараби и его влияние на формирование тюркской философии, характер влияния восточной философии на Европейский Ренессанс; традиционные и современные проблемы истории национальной и мировой философии.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Методы научных исследований

  Целью является овладение основами методов научного исследования, которые проводят в области ядерной физики, ядерной медицины и смежных наук, с учетом рассмотрения различных уровней научного познания. Изучают этапы проведения научно-исследовательских работ, включая выбор направления исследования, постановку научной проблемы, проведение теоретических и экспериментальных исследований, рекомендации по оформлению результатов научной работы.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Молекулярная физика

  Цель: приобретение знаний и умений по исследованию молекулярного строения, свойств и процессов, происходящих в различных фазовых состояниях вещества. Содержание: Основы молекулярно-кинетической теории. Молекулярно-кинетический смысл температуры. Термодинамические параметры. Уравнение состояния идеального газа. Статистические распределения. Давление в жидкости и газе. Уравнение неразрывности. Уравнение Бернулли. Режимы течения жидкости. Изопроцессы. Цикл Карно. Реальные газы.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Правовые основы противодействия коррупции

  Цель дисциплины: сформировать ответственное отношение, способность демонстрировать на практике применение принципов, норм антикоррупционного законодательства в целях предупреждения коррупционных правонарушений, формирования нетерпимости к коррупционным проявлениям, антикоррупционной культуры, гражданской ответственности. Будут изучены: антикоррупционное законодательство, система и деятельность субъектов противодействия коррупции, причины и условия, способствующие коррупции, антикоррупционная политика, международный опыт борьбы с коррупцией.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Дифференциальные и интегральные уравнения

  Сформировать способность использовать основные методы решения дифференциальных и интегральных уравнений для реализации технических задач. Основные понятия дифференциальных уравнений; постановка задачи Коши; линейные уравнения n-го порядка; линейные неоднородные уравнения; линейная система; метод функции Грина; уравнения в полных дифференциалах; понятие метрических и линейных пространств; классификация интегральных уравнений; самосопряженный оператор Фредгольма; теорема Гильберта - Шмидта; интегральные уравнения с симметрическими ядрами.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Предпринимательство

  Цель: формирование практических навыков осуществления предпринимательской деятельности на основе изучения теории и практики предпринимательства. Студент будет способен: использовать возможности рынка, соответствующие их личным интересам и способностям; принять первоначальное решение о начале бизнеса; эффективно работать в рамках действующих правовых норм; определять и оценивать потенциальные рыночные возможности стартапа.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Учение Абая

  Цель дисциплины – сформировать у будущих специалистов способности к самопознанию, использованию учения Абая как основы духовности и интеллектуальности современного Казахстана, применению своих профессиональных знаний, пониманий и способностей через призму гуманизма и просвещения в целях укрепления единства страны и гражданской солидарности общества. Будут изучены: понятие об учении Абая; источники учения; составные части учения Абая; категории учения Абая; измерительные приборы учения Абая; сущность и значение учения Абая.

  Год обучения - 1
  Семестр - 2
  Кредитов - 5
  

• Теория вероятностей и математическая статистика

  Цель изучения: сформировать способность использовать основные понятия теории вероятностей и математическойстатистики в физике.Ключевые понятия теории вероятностей (события и операции над событиями; вероятности; независимые испытания; случайные величины и их числовые характеристики; законы больших чисел и предельные теоремы) в контексте соответствующей теории; типовые задачи (вычисление вероятности события; проверка событий на независимость; исследование случайной величины) используя методы теории вероятностей.

  Год обучения - 2
  Семестр - 3
  Кредитов - 5
  

• Электричество и магнетизм

  Цель дисциплины - сформировать представление об электромагнетизме как теорию, возникшей вследствие обобщения наблюдений, практического опыта и эксперимента в рамках лекционных, практических и лабораторных занятий. Дисциплина направлена на изучение полевых электростатических взаимодействиях в вакууме, законов магнитного поля, закона электромагнитной индукции, системы уравнений Максвелла, а также изучение основ теории электромагнетизма.

  Год обучения - 2
  Семестр - 3
  Кредитов - 5
  

• Основы векторного и тензорного анализа

  Цель дисциплины: выработка у студентов современного представления о безкоординатном методе задания векторов и тензоров. Будут изучены: Различные операции над векторами для решения задач, градиент скалярной функции, дивергенцию и ротор векторной функции, их физический смысл, некоторые применения оператора Гамильтона. Использовать операции над векторами для решения различных задач векторного анализа, находить градиент скалярной функции.

  Год обучения - 2
  Семестр - 3
  Кредитов - 5
  

• Оптика

  Цель дисциплины знакомство с физическими явлениями, связанными с законами распространения света и его взаимодействия с веществом. В курсе рассматриваются ключевые аспекты геометрической оптики и теории разрешающей способности оптических приборов. Подробно излагается теория интерференционных явлений: интерференция монохроматических, квазимонохроматических и протяженных источников света и теория дифракционных явлений: дифракция Френеля и Фраунгофера.

  Год обучения - 2
  Семестр - 4
  Кредитов - 6
  

• Теоретическая механика

  Цель дисциплины: изложить основные задачи и методы теоретической механики; дать студентам представление об основных задачах и методах теоретической механики. При изучении дисциплины студенты будут изучать следующие аспекты: в курсе теоретическая механика студентам объясняется основные законы механического движения рассматриваемой механической системы, обучают студентов теоретическим методам исследования явлений и их практическим применениям.

  Год обучения - 2
  Семестр - 4
  Кредитов - 6
  

• Теория электромагнитного поля

  Цель дисциплины: сформировать у студентов научное мировоззрение, современное физическое мышление в области электромагнитных явлений. В процессе освоения дисциплины студент приобретает навык самостоятельной постановки и решения задач классической электродинамики. Будут изучены: теоретические основы, основные понятия, законы и модели электродинамики; законы и модели физики; математические методы анализа электромагнитных явлений.

  Год обучения - 3
  Семестр - 5
  Кредитов - 5
  

• Атомная физика

  Цель: Изучение основных явлений и методов физики атома и формирование физического мышления, позволяющего понимать закономерности микромира. Содержание: Корпускулярные свойства электромагнитных волн. Волновые свойства микрочастиц. Дискретность атомных состояний. Квантово-механическое описание атомных систем. Многоэлектронные атомы. Атом во внешнем поле.

  Год обучения - 3
  Семестр - 5
  Кредитов - 5
  

• Электродинамика

  Цель дисциплины: сформировать у студентов современное физическое мышление, способность анализировать и критически оценивать реальность через создание физической картины в области электромагнитных явлений. В процессе освоения дисциплины студент приобретет навык самостоятельной постановки и решения задач классической электродинамики.Дисциплина направлена на изучение электростатического поле, магнитного поле, специальная теория относительности, основные уравнения и методы электродинамики, основы электродинамики движущихся сред.

  Год обучения - 3
  Семестр - 5
  Кредитов - 5
  

• Квантовая механика

  Цель дисциплины: дать студентам глубокое понимание закономерностей микромира. Студент должен получить четкое представление, о физической природе явлений, подчиняющихся квантовым законам, научиться интерпретировать квантовые процессы с материалистической позиции. Будут изучены: Истоки квантовой теории. Основные принципы квантовой механики. Математический аппарат квантовой механики. Уравнение Шредингера и его простые применения.

  Год обучения - 3
  Семестр - 5
  Кредитов - 5
  

• Компьютерное моделирование физических процессов

  Цель дисциплины: ознакомить с задачами моделирования физических процессов и явлений, первоначальном ознакомлении студентов с рядом основных вычислительных методов, применяемых при решении физических задач, способами их оптимальной реализации на компьютере, формирование практических навыков программирования основных математических алгоритмов применяемых при моделировании физических явлений.

  Год обучения - 3
  Семестр - 5
  Кредитов - 5
  

• Численные методы для решения физических задач

  Цель дисциплины: Получение знаний и практических навыков численных решений дифференциальных и интегральных уравнений из разных разделов физики. Формирование понятий об аппаратной и алгоритмической точности вычислений, обеспечивающие использование пакетов Maple, Mathematica, Matlab, и умений составлять собственные алгоритмы решений физических задач. Будут рассматриваться следующие аспекты: проблемы точности арифметических операций современных компьютеров, проблемы точности интерполяций, численных интегрирований и дифференцирований, и обращений матриц. Обсуждаются алгоритмы, повышающие точность численных расчетов.

  Год обучения - 3
  Семестр - 5
  Кредитов - 5
  

• Методы вычислительной физики

  Цель дисциплины: Получение студентами знаний и практических навыков численных решений дифференциальных и интегральных уравнений из разных разделов физики. Будут изучены: проблемы точности арифметических операций современных компьютеров, проблемы точности интерполяций, численных интегрирований и дифференцирований, и обращений матриц. Обсуждаются алгоритмы, повышающие точность численных расчетов.

  Год обучения - 3
  Семестр - 5
  Кредитов - 5
  

• Численные методы и математическое моделирование

  Цель дисциплины обучить методам и средствам графического анализа и моделирования физических процессов. Дисциплина направлена на изучение современного языка объектно-ориентированного программирования, математическое моделирование различных физических явлений и процессов и использовать для этого соответствующий математический аппарат, включая современные методы вычислительной техники.

  Год обучения - 3
  Семестр - 5
  Кредитов - 5
  

• Термодинамика и статистическая физика

  Цель: изучение основных законов термодинамики равновесных процессов, термодинамических свойств макроскопических систем, основных экспериментальных закономерностей, лежащих в основе законов термодинамики, статистических методов описания классических и квантовых макроскопических систем, связи законов термодинамики и статистических методов описания. Дисциплина направлена на изучение основных представлений статистической физики, общие методы статистической механики, статистическая теория идеальных систем.

  Год обучения - 3
  Семестр - 6
  Кредитов - 5
  

• Симметрия и теория групп

  Цель дисциплины: Освоение знаний о физических явлениях, в которых важную роль играют их симметрийные свойства; величинах, характеризующих эти явления; законах, которым они подчиняются; знакомство с основами теории групп симметрии как одной из фундаментальных математических теорий, нашедшей широкое применение в физике; Усвоить основные представления теории групп. На конкретных примерах показать эффективность метода теории групп для анализа поведения физических систем.

  Год обучения - 3
  Семестр - 6
  Кредитов - 5
  

• Теория рассеяния

  Цель дисциплины: ознакомление с основными понятиями, явлениями, проблемами теории рассеяния. При изучении дисциплины студенты будут изучать следующие аспекты: Основы квантовой теории рассеяния на основе нерелятивистского уравнения Шредингера. Сведения об основных величинах в теории рассеяния – амплитуде рассеяния и дифференциальном поперечном сечении рассеяния.

  Год обучения - 3
  Семестр - 6
  Кредитов - 5
  

• Приближенные методы квантовой механики

  Цель дисциплины: Студенту необходимо сформировать четкое представление о явлениях, подчиняющихся квантовым закономерностям в природе, направить на объяснение квантовых процессов. При изучении дисциплины студенты будут изучать следующие аспекты: Приближенные методы квантовой механики. Теория возмущения для стационарных состояний. Поправки к энергии и к волновой функции. Вековое уравнение. Метод Ритца. Метод Томаса-Ферми, самосогласованный метод Хартри-Фока и т.д.

  Год обучения - 3
  Семестр - 6
  Кредитов - 5
  

• Ядерная безопасность и технология хранения радиоактивных отходов

  Цель дисциплины: дать студентам теоретическую базу знаний и практические навыки по обеспечению радиационной безопасности на современном уровне. Будут изучены: Нормативно-правовая база радиационной безопасности населения РК. Нормы радиационной безопасности. Устройство временных хранилищ радиоактивных отходов. Правила перевозки расщепляющихся материалов и принципы нераспространения. Переработка радиоактивных отходов в интересах народного хозяйства.

  Год обучения - 3
  Семестр - 6
  Кредитов - 5
  

• Практикум по ядерной физике

  В курсе рассматриваются законы ядерной физики при решении профессиональных задач, также основные соотношения ядерной физики (расчет энергетического выхода реакций, закономерности радиоактивного распада). Дисциплина дает необходимые знания и навыки использовать модели ядер; выделить конкретное физическое содержание в прикладных задачах будущей деятельности; формулировать задачи и выполнять лабораторные работы физического практикума; анализировать полученные результаты и нахождение погрешности результатов.

  Год обучения - 3
  Семестр - 6
  Кредитов - 5
  

• Квантовая теория столкновений

  Цель дисциплины: освоение студентами современного состояния физики элементарных частиц и фундаментальных взаимодействий. При изучении дисциплины студенты будут изучать следующие аспекты: Этапы развития физики фундаментальных взаимодействий. Современное состояние экспериментальных исследований. Иерархия частиц. Классификация частиц. Физический вакуум. Рождение и уничтожение частиц. Силы и поля.

  Год обучения - 3
  Семестр - 6
  Кредитов - 5
  

• Ядерная физика

  Цель: Сформировать способность описывать и оценивать общие принципы ядерной физики, процессы, происходящие в объеме атомных ядер; ознакомление с актуальными понятиями микромира, в том числе структуры атомного ядра и элементарных частиц. Содержание: Статические свойства атомных ядер. Радиоактивность. Полупроводниковые, сцинтилляционные и трековые детекторы. Деление и синтез ядер. Ядерные реакции. Элементарные частицы.

  Год обучения - 3
  Семестр - 6
  Кредитов - 6
  

• Методы обработки ядерно-физического эксперимента

  Цель дисциплины: формирование способности квалифицированного использования теоретических знаний для статистической обработки массовых данных в соответствующей профессиональной области с использованием информационно-коммуникационных технологий. Будут изучены: основные возможности языка Python и вспомогательных библиотек для работы с большими объемами структурированных и неструктурированных данных с использованием локальных ресурсов и облачных сред.

  Год обучения - 4
  Семестр - 7
  Кредитов - 5
  

• Приборы и методы регистрации ионизирующего излучения

  Цель дисциплины: Знать принципы работы, устройство и основные параметры современных приборов: газовой ионизационной камеры, пропорционального счетчика, сцинтилляционных методов, полупроводниковых, черенковских счетчиков. Будут изучены: дозиметрические, радиометрические, спектрометрические приборы и методы регистраций альфа-, бетта- и гамма-излучений, и нейтронов. Значительное внимание уделено электронной аппаратуре, используемой для регистрации и спектроскопии излучений.

  Год обучения - 4
  Семестр - 7
  Кредитов - 5
  

• Физика конденсированного состояния

  Цель дисциплины: изучение комплекса существующих представлений в области физики конденсированного состояния, основанных на современных научных данных и в представлении теории физических явлений как обобщения наблюдений, практического опыта и эксперимента. Рассматриваемые темы: Структура и свойства веществ, находящихся в конденсированном состоянии (твердые и жидкие, кристаллические и аморфные, неживая материя и биологические объекты).

  Год обучения - 4
  Семестр - 7
  Кредитов - 5
  

• Взаимодействие излучения с веществом

  Цель дисциплины знакомить механизмами взаимодействие заряженных частиц и излучений с веществом в зависимости от области энергий, ионизационные потери, радиационная длина, фотоэффект, Комптон-эффект, аннигиляция, рождение пар. Дисциплина направлена на изучение особенности взаимодействия с веществом тяжелых заряженных частиц, электронов, нейтронов гамма-квантов в широком диапазоне энергий взаимодействия.

  Год обучения - 4
  Семестр - 7
  Кредитов - 6
  

• Детекторы ядерных излучений

  Цель дисциплины: сформировать способность описывать и оценивать общие принципы регистрации излучений, взаимодействие излучений с веществом. При изучении дисциплины студенты будут изучать следующие аспекты: основные характеристики детекторов, типы детекторов, ионизационные детекторы, Черенковский детектор, сцинтилляционные детекторы, полупроводниковые детекторы, измерение ядерных излучений; регистрация нейтронов; ядерная электроника. Спектрометрия ядерного излучения. Масс-спектрометры. Радиометрия. Промышленные радиометрические приборы. Детекторы элементарных частиц.

  Год обучения - 4
  Семестр - 7
  Кредитов - 5
  

• Физика элементарных частиц

  Цель дисциплины - дать представление о современном состоянии теории в физике элементарных частиц и их взаимодействий. В данном учебном курсе детально рассматривают эксперименты, проведенные на коллайдерах LEP и SLC, а также эксперименты, на LHC. Особое внимание уделяется проблемам физики нейтрино, в частности, экспериментам по измерению масс, в которых возможны проявления новой физики.

  Год обучения - 4
  Семестр - 7
  Кредитов - 5
  

• Прикладная ядерная физика

  Цель дисциплины: Получение знаний о широте применения радионуклидов, ядерно-физических методов определения элементного и химического состава, ускорительных технологий стерилизации и получении новых материалов. Формирование понятий и навыков оценок границ применимости методов прикладной ядерной физики. Будут изучены: методы аналитической ядерной физики, их применение в области геологии, аффинажа и национальной безопасности, методы производства и использования радионуклидов, ускорительные технологии.

  Год обучения - 4
  Семестр - 7
  Кредитов - 5
  

• Современные системы хранения, обработки и представления ядерно-физических данных

  Цель дисциплины: дать объективные знания о методах, способах и технологиям хранения, захоронения и утилизации различных типов и видов радиоактивных отходов. При изучении дисциплины студенты будут изучать следующие аспекты: основные источники и установки в промышленности, в энергетике, основные радиоэкологические понятия, законы и современными проблемы в области обеспечения радиационной безопасности населения в целях охраны его здоровья от вредного воздействия радиации; классификация отходов от добычи, переработки сырья для урановой промышленности.

  Год обучения - 4
  Семестр - 7
  Кредитов - 5
  

• Атомные реакторы и ядерная энергетика

  Цель дисциплины- знакомить с основными принципами ядерной физики построения реакторных технологий и атомной промышленности. Дисциплина направлена на изучение ядерных реакторов, ядерной энергетики и физических основ этой инженерной деятельности, выросшей из законов ядерной и нейтронной физики; практической методики расчета процессов в реакторе на основе диффузионной теории.

  Год обучения - 4
  Семестр - 7
  Кредитов - 5
  

• Ядерная электроника

  Цель дисциплины: дать знания по основным элементам и схемам электроники (цифровым и аналоговым), применяемым в ядерной физике и физике элементарных частиц. При изучении дисциплины студенты будут изучать следующие аспекты: Материалы дисциплины охватывают основные направления ядерной электроники, начиная от особенностей электрических сигналов, генерируемых разными детекторами ядерного излучения, включая специфику усиления и формирования таких сигналов.

  Год обучения - 4
  Семестр - 7
  Кредитов - 5
  

Профессии

Результаты обучения

• Способность проводить измерения радиометрическими и спектрометрическими приборами, при этом показывать навыки работы с технической документацией и оригинальной научной литературой для решения стандартных технических и технологических задач в области ядерной физики;
• Использовать базовые теоретические знания фундаментальных разделов общей и теоретической физики для решения профессиональных задач в области ядерной физики;
• Способность сформулировать и объяснить основные санитарно-эпидемиологические нормы по радиационной безопасности как для персонала, так и для населения. Экспериментально определять с помощью специализированных приборов альфа, бета и гамма фон как в помещении, так и в открытой атмосфере;
• Классифицировать и определять ядерно-физические процессы и соответствующие им теоретические модели, описывать фундаментальные и технологические процессы в ядерной энергетике и в прикладных ядерных технологиях;
• Способность к монтажу, наладке, настройке, регулировке, испытанию и сдаче в эксплуатацию стандартного оборудования и программных средств в области ядерной физики и ядерных технологий, а также способность к контролю за соблюдением технологической дисциплины и обслуживанию технологического оборудования соответствующей специфики;
• Планировать дозиметрическое обеспечение по принятым методикам технологических процедур и обеспечить соблюдения радиационной и экологической безопасности;
• Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности; навыки обработки полученных результатов научных исследований и их анализ с использованием компьютерных программ;
• Соблюдать этические принципы во всех профессиональных взаимодействиях с коллегами и обществом в целом, независимо от этнических признаков, культуры, пола, экономического статуса. Готовность к коммуникации в устной и письменной формах на иностранном языке.
• Выполнять расчеты ядерных реакций и ядерных распадов для фундаментальных процессов физики космоса, астрофизики, радиоэкологии, ядерной диагностики и терапии, радиационной генетики и прочих смежных областей;
• Рассчитывать радиационную защиту рабочих помещений «горячей» лаборатории и исследовательских центров с циклотроном, для исследований методом ПЭТ, помещений с гамма-камерами, ОФЭКТ- и ПЭТ-сканерами, в том числе и ОФЭКТ/КТ- и ПЭТ/КТ-сканерами.
• Проявить способность к междисциплинарному практическому использованию навыков, полученных во время обучения (законов атомной и ядерной физики, ядерной химии, радиационной биофизики и экологии).
• Создавать математические модели ядерно-физических явлений и процессов на базе стандартных пакетов автоматизированного проектирования и исследований;