Füüsikaosakond | Teadus- ja õppetöö | Aineprogrammid

Ioniseeriva kiirguse vastastikmõju ainega (FKMF.02.014)

Ingliskeelne nimetus:Interaction of ionizing radiation with matter
Õppeaste:magistriõpe, doktoriõpe
Kohustuslik õppekavades: 
Valikaine õppekavades:füüsika 
Kohustuslikud eeldusained: 
Soovitatavad eeldusained: 
Vastutav(ad) õppejõud:FI laborijuhataja Arvo Kikas
Instituut:FKMF
Osalejate piirarv:-
Kontrolli vorm:eksam (suuline)
Aine maht:2 AP
Loenguid:26h
Harjutustunde/seminare:6h
Praktilisi töid:-
Iseseisvat tööd:32h
Kontrolltöid:-
Referaate:2
Aineveeb:-

Aine sisu lühikirjeldus

Kursus käsitleb elementaarprotsesse ioniseerivate kiirguste vastastikmõjul aatomite, molekulide ja tahkistega. Paralleelselt käsitletakse materjaliuuringute meetodeid, mis põhinevad kiirguse vastastikmõjul ainega. Vaadeldakse aine füüsikaliste, keemiliste ja bioloogiliste omaduste muutumist kiiritamise tagajärjel. Antakse ülevaade sünkrotronkiirgusest ning tema kasutusaladest.

Auditoorse töö ajakava

Loengud:

  1. Sissejuhatus

    1.1. Ioniseeriva kiirguse mõiste, liigid. Elektronalasüsteem ja tuumaalasüsteem, adiabaatiline lähendus, Franck-Condoni faktor

  2. Protsessid elektronalasüsteemis

    2.1. Röntgenkiirguse neeldumine ja hajumine: fotoionisatsioon, ergastamine, Comptoni hajumine, paaride teke.

    2.2. Ioniseerimine laetud osakestega: elektron-elektronhajumine, vaba tee pikkus.

    2.3. Neeldumisspektroskoopia ja fotoelektronspektroskoopia (FES), nende kasutamine aatomite, molekulide ja tahkiste uurimisel: keemiline nihe, pinnatundlikus; FES alaliigid -röntgen- ja ultraviolettergastusega FES, alg- ja lõppseisundi FES, nurklahutusega FES.

    2.4. Röntgenergastuste lagunemine: Auger efekt, röntgenfluorestsents, röntgenkiirguse resonantne mitteelastne hajumine.

    2.5. Auger spektroskoopia ja röntgenspektroskoopia: ergastamine elektronidega ja footonitega, resonantsergastus, pinnatundlikkus.

    2.6. Madalaenergeetiliste ergastuste relaksatsioon tahkistes, elektron-foononhajumine.

    2.7. Sekundaarelektronide emissioon tahkistest: kolmeastmeline mudel, laengukandjate difusioon.

  3. Protsessid tuumaalamsüsteemis

    3.1. Osakeste põrked tuumadega, tuumasüsteemi häirituste tekitamine elektronüleminekute poolt. Defektid kristallides.

    3.2. Kiirguste mõju aine füüsikalistele, keemilistele ja biologilistele omadustele.

  4. Sünkrotronkiirgus ja selle kasutusalad

    4.1. Kiirendid kui röntgen- ja gamma kiirguse allikad. Sünkrotronkiirguse omadused.

    4.2. Aparatuur sünkrotronkiirguse kasutamiseks (monokromaatorid, elektronspektromeetrid).

    4.3. Sünkrotronkiirguse rakendusi bioloogias (proteiinide kristallograafia), tehnikas (röntgenlitograafia), meditsiinis (koronaarne angiograafia).

Kirjandus

  1. M.Elango, Elementary Inelastic Radiation-Induced Processes, American Institute of Physics, New York 1991, (vene k.: M. A. Elango, Elementarnye neuprugie radiatsionnye protsessy, Moskva, Nauka,1988).
  2. G.Margaritondo, Introduction to Synchrotron Radiation, Oxford University Press, New York, Oxford, 1988.

Täiendav kirjandus:

  1. S.Svanberg, Atomic and Molecular Spectroscopy, Spinger Series on Atoms+Plasmas, Springer, 1991, peatükk 5.
  2. J.Stöhr, NEXAFS Spectroscopy, Springer 1992, peatükk 2.
  3. D.Attwood, Soft X-Rays and Extreme Ultraviolet Radiation, Principles and Applications, Cambridge University Press, 1999, peatükk 5.
  4. Practical Surface Analysis by Auger and X-Ray Photoelectron Spectroscopy, Edited by D. Briggs and M. P. Seah, John Wiley & Sons, 1983 (vene keeles 1987), peatükk 3.

Jooksva kontrolli osakaal eksamihindes, eksamile pääsemise tingimused

Võlgnevuste likvideerimise võimalused

www@physic.ut.ee