固体材料中粒子辐照效应
课程编码：082700M02008H
英文名称：Particle Irradiation Effects in Solid Materials
课时：48
学分：3.00
课程属性：一级学科普及课
主讲教师：王志光等
教学目的要求
本课程定位：本课程是中子科学与技术专业研究生的专业普及课，也可作为从事核材料科学、反应堆工程、核燃料循环、先进裂变能源、散裂靶物理研究、材料辐照改性、电子元器件辐射加固以及离子注入材料辐照损伤研究的研究生的选修课。
目的与要求：通过本课程的学习，使研究生掌握辐照效应的基本概念和基本理论，对固体材料辐照实验和计算机模拟方法以及材料辐照效应应用有所了解，为进一步学习理解固体材料在辐照中的行为和解决工程中实际问题打下基础。
预修课程
《材料科学基础》、《固体物理》、《数学物理计算方法》
大纲内容
第一章 引言 3学时
第1节 固体材料中粒子辐照效应
第2节 固体材料辐照效应研究的领域和任务
第二章 固体中原子及原子间的势 3学时
第1节 原子模型与原子势
第2节 原子间的相互作用势
第三章 固体材料中运动粒子的慢化—核阻止 3学时
第1节 经典的碰撞理论
第2节 核阻止截面
第四章 固体材料中运动粒子的慢化—电子阻止 3学时
第1节 简单理论
第2节 Bethe-Bloch 公式
第3节 自由电子气中的电子阻止
第4节 离子的电荷态及电荷屏蔽
第5节 Ziegler 的电子阻止本领
第五章 多次散射与粒子能量、射程及其分布 3学时
第1节 多次散射的统计规律性
第2节 能量歧离的Bohr 模型
第3节 能量损失的分布
第4节 入射粒子在固体材料内的射程
第5节 射程及其分布与歧离
第6节 射程分布计算的 Monte-Carlo 方法
第六章 固体材料中辐照缺陷的产生 3学时
第1节 级联碰撞
第2节 非线性级联碰撞
第3节 初级离位原子在级联中产生的离位原子数
第4节 辐照损伤峰
第七章 固体材料中辐照损伤 6学时
第1节 损伤速率与损伤剂量
第2节 中性粒子辐照损伤
第3节 带电粒子辐照损伤
第4节 表面辐照损伤
第八章 固体材料辐照损伤效应 6学时
第1节 辐照缺陷的退火、聚集和肿胀
第2节 辐照硬化、脆化和断裂
第3节 辐照生长、蠕变和疲劳
第4节 离子束材料改性
第九章 实践 3学时
第1节 学生课程相关专题调研报告与讲评
第十章 固体材料辐照技术 6学时
第1节 中子源辐照
第2节 反应堆中子辐照
第3节 散裂中子源辐照
第4节 高能电子辐照
第5节 离子束辐照
第6节 双束/三束/混合离子束辐照
第十一章 辐照损伤效应研究 6学时
第1节 核材料辐照损伤计算机模拟研究
第2节 核材料辐照损伤模拟实验研究
第3节 高能离子辐照效应实验研究
第4节 固体中辐照效应的应用
第十二章 期末考试 3学时
第1节 期末考试
参考书
1、
Ion-Solid Interactions: Fundamentals and Applications
M. Nastasi
1996
Cambridge University Press
课程教师信息
王志光，研究员，近代物理研究所。
贾学军，研究员，物理研究所。
高宁，研究员，近代物理研究所