课程大纲

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固体材料中粒子辐照效应

课程编码:180208082703P3006H 英文名称:Particle Irradiation Effects in Solid Materials 课时:50 学分:2.50 课程属性:专业课 主讲教师:王志光等

教学目的要求
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。
通过本课程的学习,使学生能够广泛了解和掌握粒子辐照相关的基本概念和基本理论、辐照实验和计算机模拟方法以及材料辐照效应的应用,培养学生科学理性的思维方式,为未来从事核材料科学、反应堆工程、核燃料循环、先进裂变能源、材料辐照改性、电子元器件辐射加固以及离子注入材料改性等相关领域的研究打下良好的基础。

预修课程

大纲内容
第一章 引言 3学时 王志光
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 高宁
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 高宁
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 王志光
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 王志光
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 贾学军
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
第1节 损伤速率与损伤剂量 1学时 贾学军
第2节 中性粒子辐照损伤 2学时 贾学军
第3节 带电粒子辐照损伤 1.5学时 王志光
第4节 表面辐照损伤 1.5学时 王志光
第八章 固体材料辐照损伤效应
第1节 辐照缺陷的退火、聚集和肿胀 1学时 贾学军
第2节 辐照硬化、脆化和断裂 1学时 贾学军
第3节 辐照生长、蠕变和疲劳 1学时 贾学军
第4节 离子束材料改性 3学时 王志光
第九章 学生课程相关专题调研报告与讲评 3学时 王志光
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
第1节 中子源辐照 1学时 贾学军
第2节 反应堆中子辐照 1学时 贾学军
第3节 散裂中子源辐照 1学时 贾学军
第4节 高能电子辐照 1学时 王志光
第5节 离子束辐照 1学时 王志光
第6节 双束/三束/混合离子束辐照 1学时 王志光
第十一章 辐照损伤效应研究
第1节 核材料辐照损伤计算机模拟研究 3学时 高宁
第2节 核材料辐照损伤模拟实验研究 2学时 王志光
第3节 高能离子辐照效应实验研究 1学时 王志光
第4节 固体中辐照效应的应用 1学时 王志光
第5节 固体材料粒子辐照效应研究前沿 1学时 王志光

参考书
1、 粒子同固体相互作用物理学(上下册)@Ion-Solid Interactions: Fundamentals and Applications J. K. Hirvonen 1988年1月@2004年12月 科学出版社@Cambridge University Press

课程教师信息
王志光(中科院近代物理研究所)
高宁(山东大学)
贾学军(中科院物理研究所)