Институт ядерной физики и технологий

Каталог дисциплин по выбору обучающихся в магистратуре

Python для анализа данных и научной визуализации

В курсе, нацеленном прежде всего на выработку у студентов практических знаний и навыков, будут рассмотрены различные аспекты программирования на языке Python, работа с командной строкой Linux, использование интерактивной оболочки IPython и среды Jupyter Notebook. Студенты научатся использовать библиотеки SymPy, NumPy, SciPy, Pandas и визуализировать результаты исследований с помощью matplotlib, Seaborn и Bokeh. Курс также познакомит слушателей с современными методами подготовки документов с использованием Markdown, LaTeX, MathJax и Pandoc. Для проведения занятий в компьютерных классах будут применяться специальная среда MEPhILinux и образовательный портал «Подспорье», обеспечивающий размещение учебно-методических материалов в удобных для доступа с мобильных устройств форматах, публикацию обязательных индивидуальных домашних заданий и механизм доставки результатов их выполнение преподавателю, а также учёт текущих достижений каждого из студентов с помощью постоянно актуализируемого рейтинга.

Занятия проводятся в компьютерном классе

Введение в обработку данных с помощью пакета ROOT

Количество данных, набираемых в современных экспериментах физики высоких энергий, ядерной физики и астрофизики, стало настолько большим, что потребовало разработки программного обеспечения для обработки, математического и физического анализа, хранения и представления информации. Де-факто таким пакетом является ROOT, разработанный в ЦЕРН. В рамках курса разбираются методы представления данных в виде гистограмм, графов и функций. Изучаются методы определения параметров распределений при помощи пакетов минимизации параметров, способы хранения данных в физике ядра и частиц, в том числе больших данных (big data).

The course covers the ways of data and analysis results visualization via histograms, graphs, and functions, as well as typical approaches to store and process large-scale (>petabyte) data sets using the ROOT package developed by CERN.

Занятия проводятся в компьютерном классе

Детекторы излучений в ядерно-физических экспериментах

Осень

Курс посвящен изучению основ методов регистрации элементарных частиц и принципов работы детекторов излучений и их элементов; рассматриваются устройства всех основных типов детекторов элементарных частиц, дозиметров, калориметров, трековых детекторов и др. Курс предназначен для широкого круга слушателей, интересующихся вопросами проектирования и эксплуатации реакторов, физикой элементарных частиц и дозиметрией,

Занятия проводятся с использованием мультимедийного оборудования

Инженерные расчеты ядерных энергетических установок

Целью дисциплины является подготовка студентов к решению инженерных задач связанных проектированием современных и перспективных ядерных энергетических установок. Изучается ряд вопросов, составляющих базу для анализа и теплофизического расчета ЯЭУ.
Среди задач курса:
- Изучение принятых технологий и перспектив развития различных типов реакторов.
- Ознакомление с основными тепловыми и гидравлическими процессами, протекающими в ЯЭУ.
- Ознакомление с системами безопасности современных и перспективных ЯЭУ.
- Формирование способности у студентов применять полученные знания к решению практических задач,
связанных с проектированием ЯЭУ.

Занятия проводятся с использованием мультимедийного оборудования

Конструкционные материалы

Осень

Курс содержит описания конструкционных и функциональных материалов, применяемых в ядерных реакторахи термоядерных установках. Подробно рассмотрены структурно-фазовые состояния материалов, свойства и применение. Описаны в том числе влияние облучения и коррозионной среды на свойства и структурно-фазовое состояние материалов.

Занятия проводятся с использованием мультимедийного оборудования

Материаловедческие проблемы экологии

Осень

Данная дисциплина относится к циклу лекций, обеспечивающих обучение студентов для магистрской программы по направлению 14.04.02 «Ядерные физика и технологии» ─ очная форма обучения. Излагаемые в настоящей дисциплине сведения необходимы для более глубокого понимания студентами зависимости экологических проблем от видов и состава материалов, применяемых в атомных энергетических реакторах. Настоящая дисциплина содержит учебный материал, необходимый для лучшего усвоения ряда специальных дисциплин, таких как «Специальные вопросы радиационного материаловедения», «Топливные материалы ЯЭУ», «Конструкционные материалы ЯЭУ» и «Специальные вопросы материаловедения ТЯР».

Занятия проводятся с использованием мультимедийного оборудования

Материалы термоядерных реакторов

Данная дисциплина относится к циклу лекций, обеспечивающих обучение сту-дентов для магистерской программы по направлению 14.04.02 «Ядерные физика и технологии» – очная форма обучения. Излагаемые в настоящей дисциплине сведения необходимы для более глубокого понимания студентами зависимости экологических проблем от видов и состава материалов, применяемых в атомных энергетических реакторах. Дисциплина содержит учебный материал, необходимый для лучшего усвоения ряда специальных дисциплин, таких как «Специальные вопросы радиационного материаловедения», «Физика плазмы», и «Материаловедения ТЯР». Целями освоения учебной дисциплины «Специальные вопросы материаловедения ТЯР» являются последовательное изучение студентам данной специальности: истории развития термоядерного синтеза, физических основы физики плазмы, основ термоядерного синтеза, видов и типов конструкций установок управляемого термоядерного синтеза, материаловедческих проблемы создания термоядерных реакторов, выбора материалов первой стенки.

Занятия проводятся с использованием мультимедийного оборудования

Машинное обучение

В этом курсе изложены основы анализа данных с применением методов машинного обучения. Рассматриваются линейные модели, деревья решений и нейронные сети. Основной акцент сделан на обучение с учителем, но уделено внимание алгоритмам обучения без учителя и обучения с подкреплением. Рабочий язык Python. Курс будет полезен студентам, которые планируют участвовать в анализе данных физических экспериментов.

Занятия проводятся в компьютерном классе

Научные основы ядерной энергетики

Осень

Курс "Научные основы ядерной энергетики" предназначен для тех, кто в бакалавриате не изучал базовые дисциплины по направлению 14.04.02 "Ядерная физика и технологии": "Ядерную физику", "Теорию переноса излучений", "Физику ядерных реакторов" и др.
Этот курс вводный и не требует специальных знаний кроме математики и общей физики.
Целью курса «Научные основы ядерной энергетики» является ознакомление студентов и передача им знаний в области соблюдения и обеспечения безопасности по всей цепочке топливной технологии, а также для совершенствования методов безопасного и рационального использования ядерного топлива на атомных электрических станциях.

Занятия проводятся с использованием мультимедийного оборудования

Нейтронная физика

Целями освоения учебной дисциплины (модуля) “Нейтронная физика” являются: подготовка специалистов, имеющих знания об основных характеристиках нейтронного излучения, процессов взаимодействия нейтронов с веществом, источников, детекторов и методов регистрации нейтронного излучения., методах использования нейтронов для решении прикладных задач, основах построения энергетических реакторов на тепловых и быстрых нейтронов, перспективах развития ядерной энергетики.
В данном курсе охватывается широкий диапазон фундаментальных и прикладных направлений, в которых используется нейтронное излучение, начиная от физики элементарных частиц и заканчивая использованием нейтронов в современной ядерной энергетике. Курс лекций “Нейтронная физика” предназначен для студентов старших курсов МИФИ. Предполагается, что слушатели знакомы с общей физикой, основами квантовой механики, традиционными дисциплинами высшей математики, компьютерными технологиями и другими предметами, которые преподаются студентам МИФИ за первые три года.

Объектно-ориентированное программирование на языке Python

Осень

В курсе будут рассмотрены различные аспекты программирования на языке Python, включая методы объeктно-ориентированного программирования, применение техники тестирования, теории индуктивных функций и регулярных выражений. Курс включает в себя работу с командной строкой Linux и системой управления версиями Git. В процессе изучения дисциплины предполагается реализовывать подход к обучению, нацеленный прежде всего на выработку у студентов практических знаний и навыков. Для проведения занятий в компьютерных классах будут применяться специальная среда MEPhILinux и образовательный портал «Подспорье», обеспечивающий размещение учебно-методических материалов в удобных для доступа с мобильных устройств форматах, публикацию обязательных индивидуальных домашних заданий и механизм доставки результатов их выполнение преподавателю, а также учёт текущих достижений каждого из студентов с помощью постоянно актуализируемого рейтинга.

Занятия проводятся в компьютерном классе

Операционная система Linux

Операционная система Linux в последние годы приобретает все большее распространение во всем мире. Помимо традиционного для семейства UNIX применения в различных серверных системах, Linux все чаще используется и на обычных персональных компьютерах, особенно широко - в областях научных исследований, требующих проведения сложных и долгих расчетов. Данный курс предназначен для начинающих пользователей, которым не требуются специальные знания по установке и настройке Linux, а необходимо быстро научиться пользоваться системой. Основное внимание уделено базовым командам и программам: работе с файлами и каталогами, настройке рабочего окружения пользователя, использованию текстовых редакторов, компиляции программ, работе в сети.
Курс предназначен для студентов различных факультетов, изучающих Linux в рамах учебной программы, а также для аспирантов и сотрудников, желающих самостоятельно освоить работу в системе Linux.

Занятия проводятся в компьютерном классе

Основы САПР для ядерно-физических установок

Осень

Курс посвящен основам проектирования элементов ядерно-физических установок с помощью современных САПР. Он включает изучение базовых и продвинутых инструментов, предоставляемых системами автоматизированного проектирования, такими как контроль прочностных характеристик и аэро-гидродинамики разрабатываемого изделия, основ Единой системы конструкторской документации и правил современного проектирования.

Занятия проводятся в компьютерном классе

Происхождение Вселенной

Осень

В курсе лекций даётся современное представление о главных этапах развития Вселенной с момента её образования и до наших дней. Рассматриваются основные космологические модели, которые позволяют описать рождение и последующую эволюцию Вселенной, её наблюдаемые характеристики и свойства. История Вселенной дополнена обзором основных методов её исследования, изучения различных астрофизических объектов. Обсуждаются теории строения и эволюции звёзд и галактик, образования крупномасштабной структуры, приходя к выводу о существовании загадочных тёмной материи и энергии. Даются общие сведения об их свойствах, проявлениях и указывается на возможные пути экспериментального поиска. Рассматривается влияние тёмных сущностей на эволюцию Вселенной, затрагиваются вопросы её существования до Большого взрыва и в далёком будущем. Обсуждается развитие космологии в рамках теории струн, а также альтернативные гипотезы. Курс предназначен для всех, кому интересна астрономия, астрофизика и космология - от студентов до специалистов.

Занятия проводятся с использованием мультимедийного оборудования

Радиационная безопасность

Осень

Предлагаемая дисциплина является обзорным курсом по вопросам ознакомления с воздействием ионизирующего излучения (ИИ) на человека и окружающую среду и обеспечения радиационной безопасности на всех этапах использования ИИ, особенно в ядерной отрасли промышленности.
В начале курса студентов познакомят с физическими процессами взаимодействия различных видов ИИ с веществом и с необходимыми характеристиками полей излучения. На основе введенных понятий рассмотрят основные дозиметрические величины и базовые единицы их измерения. Далее перейдут к изложению основ биологического действия ИИ. На основе этого материала будут рассмотрены компоненты естественного радиационного фона и изложены вопросы нормирования радиационной безопасности (НРБ-99). Определенное внимание будет уделено обеспечению радиационной безопасности в медицине. Более подробно будут рассмотрены вопросы радиационного воздействия ИИ на персонал и население на основных этапах ЯТЦ.

Занятия проводятся с использованием мультимедийного оборудования

Система компьютерной верстки LaTeX

Курс направлен на освоение системы компьютерной вёрстки LaTeX, являющейся основным мировым стандартом представления научных данных. В рамках курса освещаются все важные детали работы с LaTeX, необходимые для написания статей или научных отчётов. Большое внимание уделяется оформлению математических выражений.

Занятия проводятся в компьютерном классе

Современная гамма-спектрометрия

Изучаются характеристики и свойства гамма-излучения, процессы взаимодействия его с веществом, естественные и искусственные источники гамма-излучения, методы регистрации гамма-излучения в широком диапазоне энергий, различные гамма-спектрометрические приборы, определяются основные задачи современной гамма-спектроскопии, математические методы обработки спектрометрической информации, наиболее актуальные приложения гамма-спектрометрии для решения фундаментальных и прикладных задач в том числе и применение в ядерной медицине.

Занятия проводятся с использованием мультимедийного оборудования

Современная теория гравитации

Цикл лекций по теории относительности, в которых подробно рассматриваются относительность пространства-времени (специальная теория относительности, СТО) и классическая теория гравитации (общая теория относительности, ОТО). В первой части курса излагаются основные законы и принципы, приведшие к пониманию относительности движения и его влияния на законы механики. Приводится экспериментальное подтверждение и рассматриваются некоторые основные физические эффекты СТО. Во второй части курса подробно обсуждаются понятия, содержание и главные следствия ОТО. Вводится необходимый математический аппарат, с помощью которого получаются основные уравнения теории гравитации. Приводится решение уравнений гравитационного поля в различных случаях: обсуждается образование гравитационных волн, эффект гравитационного красного смещения, свойства чёрных дыр и кротовых нор, а также связь ОТО и космологии. В заключении обсуждается развитие теории гравитации, переход от классического случая к многомерной и квантовой интерпретациям.

Занятия проводятся с использованием мультимедийного оборудования

Специализированные пакеты численного моделирования и анализа

The increasing requirements for the strength and reliability of modern constructions with the simultaneous increasing of complexity of their geometric features require calculations to optimize of their deformation process, as well as of various thermal-physical processes. Various numerical methods are widely used for this purpose, among which the most extensively used is the finite element method (FEM). The FEM is applied for the stress-strain state analysis, thermal analysis, for solving problems of hydraulic gas dynamics and electrodynamics, as well as for interdisciplinary problems. The main objective of this course is to get knowledge about FEM and the practical skills with ANSYS software. Students will understand the idea of the FEM theory, types of finite elements, creating techniques of geometric and FE models, ways of the materials properties definition, of the application of mechanical loads and temperature fields, as well as they get practice of strength and thermal analysis for various construction

Занятия проводятся в компьютерном классе

Теория автоматического управления

Осень

В результате изучения дисциплины студенты осваивают основные методы анализа и проектирования автоматических систем, получают навыки составления математических моделей объектов регулирования и систем, решают типовые задачи по исследованию устойчивости, качества и точности систем автоматического управления, а также учатся синтезировать системы с заданными характеристиками.
Дисциплина интегрирует в себе множество разделов высшей математики, физики, а также средств компьютерного моделирования. Подходы и инструменты, изучаемые в этой дисциплине, оказываются очень полезными студентам для решения реальных практических задач в их дальнейшей деятельности.

Занятия проводятся в компьютерном классе

Технические аспекты обеспечения режима ядерного нераспространения

Дисциплина знакомит с основами учета, контроля и защиты ядерных материалов, используемыми на различных предприятиях ядерного топливного цикла. Цель: дать студентам представление об опасности ядерных материалов с точки зрения обеспечения нераспространения ядерного оружия, об основных методах и современном состоянии систем учета, контроля и защиты ядерных материалов.

Занятия проводятся в компьютерном классе

Увлекательная ядерная физика

В рамках курса в популярной и занимательной форме рассматриваются наиболее интересные вопросы ядерной физики и физики элементарных частиц, рассказывается о старых и самых последних достижениях этих наук, а также о ещё не решённых проблемах. Обсуждаются различные проявления ядерной физики в окружающем мире и её взаимосвязь с другими областями знаний. Большое внимание уделяется применению ядерно-физических методов в энергетике, промышленности, космонавтике, медицине, химии, геологии, археологии, криминалистике и др. Важную роль ядерная физика играет в фундаментальной науке: рассматриваются её применения в астрофизике и космологии, изучении физики Солнца и солнечно-земных связей. В лекциях в виде краткого конспекта даются основные положения ядерной физики и физики элементарных частиц для лучшего понимания предмета. Предлагая курс слушателям, автор основывался на интересном опыте знакомства с книгой К.Н. Мухина "Занимательная ядерная физика".
Курс предназначен для широкого круга слушателей.

Занятия проводятся с использованием мультимедийного оборудования

Физика защиты

Осень

Изучение характеристик полей и источников ионизирующих излучений; ознакомление с основными подходами к нормированию и установлению предельно-допустимых уровней излучений, нормами радиационной безопасности; анализ физических основ формирования полей фотонов в различных средах; освоение приближенных инженерных методов расчетов защиты от фотонного излучения.
Приобретение знаний по xарактеристикам источников нейтронов, альфа и бета-излучения, установкам для изучения радиационной защиты на реакторах; освоение приближенных инженерных методов расчетов защиты от нейтронов, альфа и бета-излучения, тормозного излучения; рассмотрение концепций альбедо и квазиальбедо излучения; изучение методов расчетов прохождения излученний через неоднородности в защите.

Занятия проводятся с использованием мультимедийного оборудования

Цифровые системы автоматического управления

В данном курсе рассматриваются вопросы построения цифровых систем управления и регулирования на базе программно-технического комплекса от нижнего иерархического уровня АСУТП до верхнего иерархического уровня АСУТП. Также в курсе рассматриваются вопросы реализации и настройки типовых законов регулирования применяемых для реализации управления сложными и опасными объектами управления и производствами.

Занятия проводятся с использованием мультимедийного оборудования

Численные методы в физике

Курс посвящён знакомству с основными численными методами, используемыми в физических задачах, и способам их реализации. В рамках курса рассматривают наиболее часто встречающиеся задачи: интерполяция, численные дифференцирование и интегрирование, решение систем уравнений, поиск экстремума. Особое внимание уделяется численному решению дифференциальных уравнений (задача Коши и краевая задача). Отдельно разбираются основные методы решения уравнений в частных производных.

Занятия проводятся в компьютерном классе

Численные методы теории переноса ионизирующих излучений

Осень

Курс состоит из введения в физику взаимодействия ионизирующего излучения с веществом и основных сведений из теории переноса излучения. В основной части курса изучается применение метода Монте-Карло к задачам радиационной физики. Обсуждается сравнительные характеристики метода Монте-Карло и сеточных численных методов. Курс состоит из лекций и практических занятий в виде решения задач и лабораторного практикума на компьютере. Для освоения курса необходимо владение дифференциальным и интегральным исчислением, а также знакомство с основами теории вероятности, ядерной и атомной физики.

Занятия проводятся с использованием мультимедийного оборудования

Ядерный топливный цикл

Курс нацелен на изучение базовых принципов технологий и основных элементов оборудования, используемых на предприятиях ядерного топливного цикла.

Занятия проводятся с использованием мультимедийного оборудования

Язык программирования Fortran

Целями курса являются: освоение компьютерных информационных технологий и знакомство с современными языками программирования. Основное внимание уделено освоению языка программирования Fortran. Курс призван обеспечить необходимую общую подготовку студентов, желающих специализироваться в области моделирования и обработки данных в физических экспериментах.

Занятия проводятся в компьютерном классе

Язык программирования Python

В этом курсе излагается введение в язык Пайтон для студентов-физиков. В ходе курса рассматривается базовый синтаксис и структура языка, подход к написанию краткого и лаконичного кода. Часть курса посвящена объектно-ориентированному программированию и работе с графикой. В качестве примеров будут рассмотрены реальные задачи, с которыми сталкиваются при анализе данных на современных физических экспериментах.

Занятия проводятся в компьютерном классе