Nem teljes verzió

Nem teljes verzió, csak hozzávetőleges tájékoztatásra szolgál!

A részecskefizika témakörökben csak csoportelmélet nélküli szemléletes
képek képezik az anyag részét. Az "igazi" részecskefizika egy évvel későbbi
anyag. A magfizika további része ugyancsak egy évvel később kerül előadásra Csótó Attila
egyetemi tanár előadásain. Ez az előadás alapozó tudást nyújt ezekre az előadásokra, valamint
a Korszerű vizsgálati módszerek laboratóriumi gyakorlat méréseihez.

tananyag:

történelmi kísérletek:
fizika négy aranyéve, alfa-sugárzás azonosítása, atommag felfedezése, hatáskeresztmetszet,
proton fogalmának bővülése,

mikrorészecskék felfedezése, magerő:
a neutron felfedezése, neutron feledezésének következményei, a neutron tömege, magerő első alaptulajdonságai,
izospin, nukleon gondolat kísérleti alapjai, antianyag, pozitron felfedezése, müon felfedezése,
pi-mezon felfedezése, kölcsönhatások értelmezése közvetítő részecske képben, magerő hatótávolsága,
töltéscsere a proton és neutron között, antiproton feledezése,
antineutron fénykép értelmezése, Wilson-féle ködkamra, diffúziós ködkamra, buborékkamra, fotoemulzió,
technikai újdonságok amik a felfedezések mögött állnak,

neutrínók:
béta-bomlás energiaspektruma, neutrínó gondolata, Szalay-Csikai-kísérlet, antineutrínó léte,
leptonszám megmaradás, a müon bomlása, müonneutrínók, család-leptonszámok,

kvarkok:
pion-nukleon szórások hatáskeresztmetszete, rezonanciák élettartama, magfizikai időskála,
V-részecskék felfedezése, nyugali tömeg meghatározása képek alapján, töltött V-részecske azonosítása,
kaon, lambda-részecske azonosítása, V-részecskék élettartama, ritkaság-szám, mikrorészecskék osztályozása
tömegük és spinjük alapján, mikrorészecskék csoportjainak osztályozása ritaság és az izospin z-komponense
alapján, hatszög szerkezetek magyarázata építőkő modellben, kvarkok kvantumszáai, mikrorészecskék osztályozása
kvark-felépítés alapján, lambda-0 és a kszi-0 összehasonlítása,
elektron-proton ütközésel leírása széles energiatartományban, elektron-pozitron ütközések hatáskeresztmetszete
széles energiatartományabn, nehéz kvarkok megjelenésének kísérleti alapjai, kvarkok íze, részecskecsaládok,
elemi részecskék rendszere

erős kölcsönhatás:
színtöltések kísérleti alapja, színtöltések rendszere, mikrorészecskék felépítése színes részecskékből,
gluoncsere folyamata, színmegmaradás, gluon-gluon kölcsönhatás, gluonok szinességének következményei,
kvarkbezárás, kvark-antikvark potenciál, színtérerősség-cső, kvarkok tömegének értelmezése, magerő
közvetítője, magerő és az erős kölcsönhatás kapcsolata, kvark ütközések a kozmikus sugárzásban,
jetek keletkezése gyorsítóknál, alapvető kölcsönhatások összehasonlítása, kvarkok ízének megváltozása,
W-bozonok nagy tömegének következményei

Az atommagok alaptulajdonságai

atommagok mérete:
elektronszórás, alakfaktor, sűrűségeloszlás, ekvivalens magsugár, magsugár tömegszámfüggése,
anomális Rutherford-szórás, maximális eltérülési szög, minimális bombázó energia, a max. szög és a
magsugár összefüggése, müonatomok karakterisztikus röntgensugárzása, az energiaszintek eltolódása a
tömegszám függvényében, a vas izotópjainak müonatom-röntgenspektrumai,
neutronbőr, neutronbőr magyarázata a potenciálgödör modellben
a magok térfogata és tömegszám összefüggése,

atommagok kötési energiája:
atommagok kötési energiája, egy nukleonra jutó kötési energia, ennek tömegszám függése,
magerő járulékának szemléletes értelmezése, felületi nukleonok esete,
félempírikus kötési formula, tagok magyarázata cseppmodellben, potenciálgödör-modellben,
párkölcsönhatás, anti-Hund-szabály, az egyes tagok tömegszám-függése,
a kötési energia rendszámfüggése A=áll mellett, stabil izotonok száma, kétféle béta-bomló izotópok,
izotóptérkép, mágikus számok, mágikus számok magyarázata a potenciálgödör modellben,
az első nukleon-héjak perdülete, a stabilitás völgyének egyenlete,

Radioakivitás

radioaktivitás mennyiségi leírása:
a radioaktivitás statisztikus leírása, az elbomlott atommagok eloszlása, bomlási állandó,
binomiális-, Poisson- és normális-eloszlás, átlag és szórás összefüggése,
egyszerű bomlás differenciálegyenlete, exponenciális bomlástörvény, (exponenciális bomlástörvény felfedezése),
hogyan változik az atommagok száma valójában?, felezési idő, átlagos élettartam,
aktivitás, teljes aktivitás, radioaktív sor, uránsor, soros bomlás differenciálegyenlete,
leányelemek számának leírása, bomlási sor i. elemének időfüggése, radioaktív egyensúly,
radioaktív egyensúly beállási ideje, szekuláris egyensúly, tiszta uránból mikor lesz radon?,
indukált radioaktivitás differenciálegyenlete, indukált magok számának időfüggése,
indukált radioaktivitás felfedezése, neutronaktiváció reaktorban, neutrongenerátorral, gyorsítóval,
párhuzamos bomlás, csatornaarány, atommagok gerjesztett állapotai,
paritás, atommag perdülete, miért van a leánymag gerjesztett állapotaira történő bomlásoknak különböző
valószínűsége béta-bomlásban:

radioaktív családok, párhuzamos bomlás, csatornaarány, relatív intenzitás,
ionizáló sugárzás gyengülése anyagban,

a radioaktivitás minőségi leírása:

alfa-, béta-, gamma-bomlás általában, béta-bomlás 3 szintje, báta-bomlás típusai,
hasadás, hasadványok tömegeloszlása, radioaktív sorok, természetben megtalálható radioaktív izotópok

alfa-bomlás reakciója, visszalökődés, energiaviszonyok, finomszerkezet jelensége,
finomszerkezet magyarázata, alfa-gamma koincidenciamérés technikája,
GM-cső múködése, gáztöltésű detektorok felépítése, kritikus sugár, elektronsokszorozás elemi eseménye,
elektronlavina, önfenntartó kisülés feltétele, félvezető detektor felépítése, energiafelbontóképesség
hosszúhatótávolságú alfa-bomlás jelensége, magyarázata,  alfa-bomlás mechanizmusa
az alaguteffektus, Geiger-Nuttal törvény, intenzitások magyarázata alfa-bomlásban,
természetes vonalszélesség,
 
béta-bomlás, példák, három szintje, fajtái, energiaeloszlása,

EM átmenetek atommagokban, fajtái, izomer állapotok, átfedési integrál belső konverziónál,
paritásoperátor, kvantummechanikai perdület leírása, perdületmegmaradás törvénye a spinek típusára,
elektromos és mágneses módusok, multipolaritás, a lehetséges multipolaritások
meghatározása, az egyes multipolaritások intenzitásának sorrendje, 1+->0+ átmenet, 2+->0+ átmenet,
párkeltés mikor lehetséges,

Sugárzás és anyag kölcsönhatása

töltött és semleges részecskék és az anyag kölcsönhatásának áttekintése,
Bethe-Bloch-formula, levezetésben használt közelítések, gondolatmenet, a formula, grafikusan
ábrázolni, minimális ionizáció,  skálatörvény, hatótávolság, Bragg-görbe, R energia és Z,A függése,
straggling, elektron sugárzásos energiavesztesége, kritikus energia, sugárzási hossz,
Cserenkov-sugárzás, differenciális Cserenkov-detektor,

Semleges részecskék és az anyag kölcsönhatása,
gamma-sugárzás: fotoeffektus, K,L él, energiafüggés, rendszámfüggés, úlomüveg, Ge-detektor, NaI
összehasonlítása, Compton-effektus, Copton-él, rendszámfüggés, párkeltés, küszöbenergia,
Z,E függvényében melyik folyamat a domináns, annihiláció, annihiláció detektálása

Neutrínódetektorok
Reines-Cowan-kisérlet, felépítés, alap-reakció, detektált esemény szerkezete, hatáskeresztmetszet
nagyságrendje, geoneurínók, Napneutrínók, Davis-kisérlet, neutrínó-rejtély, neutrínóoszcilláció,
Sudbury Neutrino Observatory, Kamiokande, Bajkál-tó,

Detektorok csoportosítása
Gáztöltésű detektorok, ionizációs kamra, proporcionális kamra, GM-cső működései,
feszültség-áram karakterisztika, magreakción alapuló neutrondetektor GM-csővel,
Félvezető-detektorok, felépítés, vezetési és vegyértéksáv, HPGe, Ge(Li), Si(Li), miért
kell őket hűteni,

Monoenergiájú gamma-sugárzás etektorban hagyott energiájának eloszlása, jellegzetes események,
spektrum szerkezete, spektrum értelmezése,

Szcintillációs detektorok
szcintillátor, fényhozam, fotoelektron-sokszorozó, keVee, amplitúdó-analizátor,

Vizuális detektorok,
ködkamra, buborékkamra, nyomdetektor, termolumineszcens doziméter, szikrakamra,
közös működési elv

Sugárvédelem
dózisfogalmak, dózis nagyságrendjei, dóziskorlátok, kockázat,
társadalmilag átlagos munkahelyi kockázat,