МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

ИНСТИТУТ ТЕПЛОВОЙ И АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ (ИТАЭ) ____________________________________________________________________ _______________________________________

Направление подготовки: 140700 Ядерная энергетика и теплофизика

Магистерская программа: Прикладная физика плазмы и управляемый термоядерный синтез

Квалификация (степень) выпускника: магистр

Форма обучения: очная

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

"Статистическая физика и квантовые явления"

Цикл:	общенаучный
Часть цикла:
№ дисциплины по учебному плану:
Часов (всего) по учебному плану:
Трудоемкость в зачетных единицах:		1 семестр
Лекции	36 часов	1 семестр
Практические занятия	18 часов	1 семестр
Лабораторные работы
Расчетные задания, рефераты
Объем самостоятельной работы по учебному плану (всего)	54 часа
Экзамены		1 семестр
Курсовые проекты (работы)

Москва - 2011

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Целью дисциплины является изучение современных приемов и методов исследования статистических и квантомеханических физических систем.

По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

· к самостоятельному обучению новым методам исследования, к изменению научного и научно-производственного профиля своей профессиональной деятельности , к изменению социокультурных и социальных условий деятельности (ОК - 2);

· самостоятельно приобретать и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности, расширять и углублять своё научное мировоззрение, в том числе с помощью информационных технологий (ОК-6);

Задачами дисциплины являются:

· ознакомить обучающихся с основными современными методами исследования статистических и квантомеханических физических систем;

· дать представления о наиболее распространенных квантомехнических и статистических закономерностях и явлениях.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Дисциплина относится к вариативной части общенаучного цикла М.1 программы подготовки магистров «Прикладная физика плазмы и управляемый термоядерный синтез» направления 140700 «Ядерная энергетика и теплофизика».

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: «Физики (общая)», «Математика», «Техническая термодинамика», «Электродинамика систем заряженных частиц».

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при изучении дисциплин «Излучательные свойства и спектроскопия низкотемпературной плазмы», «Кинетика низкотемпературной плазмы», «Физические основы водородной и других видов альтернативной энергетики ».

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен.

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Лекционные занятия могут проводиться, как в традиционной форме, так и в форме лекций с использованием компьютерных презентаций, проблемных лекций (с постановкой в начале занятия какой-либо проблемы с дальнейшим изложением различных путей ее решения.

Практические проводятся в традиционной форме.

Самостоятельная работа включает: подготовку к лекционным занятиям, контрольным работам , выполнение домашних заданий, подготовку и оформление реферата, подготовку к зачету, экзамену.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Для текущего контроля успеваемости используются контрольные работы, устный опрос, презентация реферата.

Аттестация по дисциплине – экзамен.

Оценка за освоение дисциплины, определяется как 0,3´(среднеарифметическая оценка за контрольные работы) + 0,2´оценка за реферат + 0,5´оценка на экзамене.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

7.1. Литература:

а) основная литература:

1. Савельев оптика, Атомная физика. М:Лань, 2007, 320 с.

2. Блохинцев квантовой механики, СПб:Лань, 2004, 677 с.

3. , Питаевский механика, М.:Физматгиз 2002, 808 c.

4. , Коган по квантовой механике, М.: Эдиториал УРСС, 2001, 304 с.

5. Р. Фейнман, Р. Лейтон, М. Сэндс. Фейнмановские лекции по физике. Т.8,9 М.: Едиториал УРСС, 2010, 526 с.

6. , . Электродинамика сплошных сред. М.: Физматлит, 2003, 656 с.

7. Задачи по термодинамике и статистической физике. Под ред. П. Ландсберга. М.: «Мир», 1974, 640 с.

б) дополнительная литература:

1. Ч. Киттель. Элементарная статистическая физика. М.: Изд. Ин. Лит, 1960, 278 с.

2. , . Сборник задач по теоретической физике. М.: «Высшая школа», 1984, 319 с.

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

www. *****; nrc. *****

8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций лекций и показа учебных фильмов.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО по направлению подготовки 140700 «Ядерная энергетика и теплофизика» и магистерской программы «Прикладная физика плазмы и управляемый термоядерный синтез».

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

к. т.н., доцент

"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой ОФиЯС

Любой выбор в жизни сложен, а особенно непросто выбирать вуз для получения высшего профессионального образования, ведь от этого выбора зависит многое в судьбе человека.

Одним из немногих вузов, соответствующих современному представлению о качественном профессиональном образовании высокого уровня, является Московский энергетический институт, которому в числе 29 ведущих вузов страны присвоен статус «Национальный исследовательский университет».

В МЭИ сохраняются многолетние традиции преподавания и сложившиеся научно-педагогические школы. Преподавание осуществляется ведущими учеными и практиками в своей области знаний. Финансирование государством программы развития МЭИ как национального исследовательского университета позволило за последние годы существенно обновить материально-техническую базу, задействовать в учебных и научных лабораториях оборудование ведущих мировых производителей, то, на котором предстоит работать нашим выпускникам. МЭИ – уникальный вуз, имеющий в своем распоряжении действующую ТЭЦ, на которой проводятся обучение студентов.

В МЭИ удобно учиться! Территория МЭИ локализована в старинном московском районе Лефортово, все учебные корпуса, библиотека, стадион, спортзалы и бассейн, столовые, общежития расположены в шаговой доступности друг от друга, никуда не надо ездить!

В МЭИ интересно учиться! На первом курсе существует специальная адаптационная практика, позволяющая ребятам научиться пользоваться всеми возможностями университета. Производственные практики и научно-исследовательская работа студентов организована с привлечением ведущих компаний, проектных и исследовательских институтов.

В МЭИ правильно организована студенческая жизнь, позволяющая заниматься спортом, развиваться ребятам как личностям, участвовать в общественной жизни, студенческих строительных отрядах, у МЭИ есть базы отдыха в Подмосковье и Алуште. МЭИ все время развивается как университет, в этом году планируется заметное увеличение числа бюджетных мест для приема на первый курс, стать студентом МЭИ будет проще!

Одним из базовых факультетов МЭИ (теперь институтов) является Институт тепловой и атомной энергетики. В названии института «объединено» два вида генерации, дающие в сумме около 80% электроэнергии, производимой в России. Примерно в такой же пропорции концентрируется и интерес работодателей к выпускникам, окончив ИТАЭ без работы остаться нельзя! У нас развиты партнерские отношения с ведущими предприятиями и организациями энергетической отрасли, начиная со старших курсов, у студентов есть возможность не только выполнять научно-исследовательскую работу и проходить практики на этих предприятиях, но и работать на условиях неполной занятости. Многие выпускники на момент окончания института уже трудоустроены!

В последние годы введены в действие новые Федеральные государс­твенные стандарты третьего поколения, предусматривающие под­готовку бакалавров и магистров. На ИТАЭ проводится обучение по двум направлениям - «Тепло­энергетика и теплотехника» и «Ядерная энергетика и теплофизика».

Направление «Тепло­энергетика и теплотехника» (бывший факультет ТЭФ) объединяет выпускающие кафедры:

кафедра тепловых электрических станций (ТЭС)

кафедра автоматизированных систем управления тепловыми про­цессами (АСУТП)

кафедра теоретических основ теплотехники имени М.П. Вукало­вича (ТОТ).

Направление «Ядерная энергетика и теплофизика» (бывший факультет ЭФФ):

кафедра атомных электрических станций (АЭС)

кафедра инженерной теплофизики имени В.А. Кириллина (ИТФ)

кафедра общей физики и ядерного синтеза (ОФиЯС)

кафедра низких температур (НТ).

На ИТАЭ сочетаются профили (специальности) как преимущественно производственные, так и фундаментально-научные! Каждый сможет выбрать ту единственную, подходящую именно ему! За нашим институтом закреплен самый большой фонд общежития.

На ИТАЭ сильны научные традиции и школы, которые входят в число ведущих научных школ России, поддерживаемых грантами Президента РФ. В институте выполняется большой объем научно-исследовательской работы. Аспирантура, с 2012 года обучение в которой на специальностях кафедр ИТАЭ продолжается 4 года, дает реальную возможность большому числу заинтересованных в научной работе студентов продолжить обучение, подготовить и защитить диссертации на соискание ученой степени. У нас учатся сильные и талантливые студенты, здесь есть за кем тянуться, с кем конкурировать и расти!

Приходите к нам учиться!

Информация о поступлении размещена на сайте приемной комиссии МЭИ. http://www.pkсайт

​

Бакалавриат
• 14.03.01 Ядерная энергетика и теплофизика
• 14.03.02 Ядерные физика и технологии

Специалитет
• 14.05.01 Ядерные реакторы и материалы
• 14.05.02 Атомные станции: проектирование, эксплуатация и инжиниринг
• 14.05.03 Технологии разделения изотопов и ядерное топливо

Будущее отрасли

Одним из символов нового экологического общества станет атомная энергетика, способная обеспечить стабильные цены на электричество и минимальное воздействие на окружающую среду: выброс парниковых газов и канцерогенных веществ, характерных для угольных и мазутных станций, все еще составляющих значительную долю традиционной энергетики. Атомных электростанций в мире будет больше, при этом уровень их безопасности будет существенно выше.

«Росатом» констатировал по итогам 2011 г. увеличение с 12 до 21 количества зарубежных заказов на российские атомные энергоблоки. Всего в мире до 2030 г. будет построено примерно 400–450 ГВт новых мощностей атомной энергетики.

Три фактора определяют дальнейшее развития атомной энергетики. Во-первых, исчерпаемость углеводородных ресурсов. Эксперты «British Petroleum» дали прогноз развития добычи углеводородов в XXI веке. Нефти хватит на 46 лет (в России – на 21 год), газа – на 59 лет (в России – на 76 лет). В то же время ожидается, что глобальное потребление энергоресурсов к 2030 г. увеличится на 60%.

Во-вторых, загрязненность окружающей среды диктует необходимость переключения на «щадящую» энергетику. Продолжающееся потепление оборачивается повышением уровня океана, катастрофическими ураганами и, как ни парадоксально, похолоданием в отдельные зимние месяцы из-за нарушения естественных балансов. Поэтому атомная энергетика пока остается одним из самых реальных вариантов развития человечества.

Третий аргумент – экономический. Экономическая привлекательность этого вида энергетики сохраняется благодаря быстрой окупаемости, а рекордный в сравнении с другими видами теплоцентралей коэффициент использования установленных мощностей (порядка 80%), что делает атомную энергетику самым надежным компонентом промышленного развития.

В недалеком будущем будет создан Реактор на быстрых нейтронах и освоены Технологии ториевого цикла

Профессии будущего

• Инженер по модернизации систем энергогенерации
• Метеоэнергетик
• Инженер систем рекуперации

Сейчас в вузах можно получить близкую специальность по профилям

• Проектирование и эксплуатация атомных станций
• Радиационная безопасность
• Системы контроля и управления АС

Что такое «ТЕПЛОФИЗИКА»

О специальности ТЕПЛОФИЗИКА, изучаемой в МЭИ на кафедре Инженерной теплофизики.

Чтобы разобраться, чему учат на кафедре ИНЖЕНЕРНОЙ ТЕПЛОФИЗИКИ МЭИ (ТУ), необходимо выяснить, что же такое «ТЕПЛОФИЗИКА».

Слово «теплофизика» часто расшифровывают как «область физики, исследующая и изучающая тепловые процессы».

Примеры тепловых процессов: горение топлива; нагрев/охлаждение теплоносителя и рабочих поверхностей; кипение/конденсация; излучение световой энергии нагретым телом.

Все перечисленные процессы являются основными, базовыми процессами производственных циклов ТЭС, АЭС, ТЭЦ. Их знание помогает повысить эффективность и производительность энергетического оборудования, автоматизировать и контролировать производственный цикл, предсказывать развитие экстремальных ситуаций, разрабатывать новые изоляционные/теплопередающие материалы и теплоносители с заранее заданными свойствами.

Однако знание особенностей протекания тепловых процессов необходимо и для задач самолето- и ракетостроения, космической техники и автоматики. Например, задача движения спутника в плотных слоях атмосферы или задача эффективного охлаждения быстродействующего процессора. Поэтому теплофизиков готовят также в МИФИ, МАИ, МВТУ им. Баумана. Разумеется, со своей специализацией и направленностью.

В Московском энергетическом институте готовят ТЕПЛОФИЗИКОВ, специализирующихся на решении задач ЭНЕРГЕТИКИ.

В строю энергетиков теплофизиков можно по праву приравнять к «войскам СТРАТЕГИЧЕСКОГО назначения». Их цель – работать над фундаментальными вопросами развития и совершенствования энергетической отрасли, определять её будущее на десятилетия вперед. Термоядерный реактор, водородное топливо, плазменные генераторы – все это «обычные» текущие темы исследований теплофизиков.

По этой же аналогии специалистов ИНЖЕНЕРНОЙ теплофизики можно сравнить с «мобильными войсками БЫСТРОГО реагирования». Их задача – работа над проблемами и вопросами сегодняшнего дня и ближайшего будущего, внедрение и адаптация уже имеющихся научных результатов и разработок, поддержание энергетической отрасли на современном уровне.

Совершенствуется компьютерная техника – совершенствуются расчетные программы тепловых циклов; развиваются сетевые технологии – развиваются и внедряются системы автоматизации, измерения и диагностики; появляются новые материалы (композиты, углеродные трубки, пористые покрытия) – определяются их теплофизические свойства (теплопроводность, теплоемкость, температура плавления, точки фазовых переходов), анализируются пути практического использования в энергетических установках.

Таким образом, «инженерные» теплофизики заняты ПРИКЛАДНЫМИ задачами, для решения которых необходимо фундаментальное, базовое физическо-математическое образование плюс высококлассная инженерная подготовка.

Часто специальность «ТЕПЛОФИЗИКА» называют «сложной» специальностью: напряженная, интенсивная учеба; творческая, ответственная работа. Хотя, думается, профессия архитектора или хирурга не менее сложна и ответственна.

Помните, что любые трудности в освоении специальности преодолимы, если она выбрана ОСОЗНАННО. Смотрите, спрашивайте, узнавайте, думайте: решать Вам.

Где работают теплофизики МЭИ?

Теплофизики МЭИ работают в КБ и ОКБ (опытно-конструкторское бюро), НИИ и Федеральных научных центрах, коммерческих компаниях и на государственных предприятиях.

В 70-е годы кафедра Инженерной теплофизики МЭИ выпускала в год 60-70 инженеров. Все они практически сразу же оправлялись работать на оборонный комплекс страны или разбирались атомной промышленностью. «Мирным» технологиям приходилось скромно стоять в стороне (подробнее смотри «История кафедры ИТФ» http://itf.mpei.ac.ru/history/history.htm). Изменилось время изменились условия и задачи.

Но осталось главное: специалист –ТЕПЛОФИЗИК по прежнему:
1) инженер высокой квалификации, способный решать нестандартные технические задачи, модернизировать и обновлять имеющееся оборудование, осваивать и создавать новое;
2) ученый-исследователь, разрабатывающий и внедряющий новые технологии и материалы; изучающий, оптимизирующий и контролирующий технологические процессы.

Именно поэтому теплофизики МЭИ одинаково успешно работают как в коммерческих фирмах, занятых сферой кондиционирования и климат-контроля, так и в транснациональных энергетических корпорациях, охватывающих пол мира.

УНИВЕРСАЛЬНЫХ специалистов, подобных специалистам-теплофизикам, выпускаемым кафедрой Инженерной теплофизики МЭИ, не хватает. Для современной промышленности и производства их мало, очень мало. Именно поэтому наши выпускники на рынке труда чувствуют себя УВЕРЕННО: их знания и умения востребованы, они нужны, их ценят, им доверяют.

Работы – непочатый край.
Включай компьютер, приступай.
(из студенческих песен «О главном»)

Описание

Учебная программа по специальности состоит из физико-математического блока дисциплин и блока профессиональных предметов. В рамках первого блока молодые люди изучают интегральное и дифференциальное исчисление, инженерную графику и начертательную геометрию, методы линейной алгебры и аналитической геометрии, математическую статистику и теорию вероятности. В рамках второго – прикладную физику, материаловедение, механику, экспериментальные методы исследований, технологию конструкционных материалов, электронику и электротехнику, управление и организацию производством, сертификацию и стандартизацию.

Кем работать

Бакалавры по специальности «Ядерная энергетика и теплофизика» выбирают прикладное направление работы, преподавательскую или научно-исследовательскую деятельность. В первом случае они трудоустраиваются на электростанции или в организации, которые занимаются обслуживанием энергетических установок, и претендуют на должности технолога, физика-ядерщика, инженера-теплофизика, инженера-энергетика, инженера по системам отопления, теплоэнергетика.Во втором случае, становятся учителями физики, преподавателями профильных дисциплин в различных учреждениях образования. В третьем – работают в экспериментальных лабораториях, научно-исследовательских институтах на должностях лаборанта или младшего научного сотрудника. Также они могут продолжить образование, выбрав схожее направление в магистратуре и аспирантуре, в том числе и за рубежом.