رشته فیزیک هسته ای چیست؟ – معرفی کامل + حقوق، درآمد و بازار کار

به طور حتم، بارها کلمه هسته اتم، پروتون، نوترون و الکترون را شنیده‌اید. هر اتم از هسته‌ و الکترون تشکیل شده است. هسته در مرکز اتم قرار دارد و از تعدادی پروتون با بار الکتریکی مثبت و تعدادی نوترون با بار الکتریکی خنثی تشکیل شده است. الکترون‌ها نیز در مدارهایی گسسته به دور هسته اتم می‌چرخند. پس از معرفی رابطه معروف اینشتین در اوایل قرن ۲۱ میلادی، $$E = m c ^ 2$$، فیزیک‌دان‌ها به این نتیجه رسیدند که جرم و انرژی هم‌ارز یکدیگر هستند و می‌توانند به یکدیگر تبدیل شوند. از این‌رو، فیزیک‌دان‌ها به مطالعه هسته اتم و خواص آن علاقه‌مند شدند و رشته فیزیک هسته‌ ای به عنوان رشته‌ای دانشگاهی به وجود آمد. این رشته کاربردهای زیادی در زندگی روزمره و صنعت دارد و از آن می‌توان برای بهبود شرایط زندگی استفاده کرد.

اگر علاقه‌مند به ادامه تحصیل در این رشته در مقطع کارشناسی‌ارشد و دکتری هستید، به احتمال زیاد سوال‌های زیادی، مانند موقعیت شغلی این رشته در ایران و خارج، درآمد و گرایش‌های آن برای شما مطرح شده است. در این مطلب از مجله فرادرس، ابتدا سعی می‌کنیم شما را با رشته فیزیک هسته ای آشنا کنیم. سپس، به تمام این سوال‌ها و سوال‌های مشابه دیگر به طور کامل پاسخ می‌دهیم. پس از خواندن این مطلب:

• با رشته فیزیک هسته ای و انواع گرایش‌های آن آشنا می‌شوید.
• به این مساله پی خواهید برد که آیا رشته فیزیک هسته ای برای شما رشته مناسبی است یا خیر.

رشته فیزیک هسته ای چیست؟

رشته فیزیک هسته‌ای، پروتون‌ها و نوترون‌ها در مرکز اتم و برهم‌کنش بین آن‌ها در فضایی به کوچکی چند فمتومتر ($$10 ^ { - 15 } \ m$$) را مطالعه می‌کند. برای آشنایی با این رشته، کمی در مورد فیزیک هسته‌ای و پدیده‌های موردبحث و مطالعه در آن صحبت می‌کنیم.

فیلم آموزش رایگان فیزیک هسته ای پیشرفته – بخش یکم در فرادرس

کلیک کنید

فیزیک هسته ای چیست؟

به طور حتم با معادله معروف اینشتین، $$E = mc ^ 2$$، آشنا هستید یا آن را در دوران تحصیل در دبیرستان و مطالعه فیزیک مشاهده کرده‌اید. اینشتین به هنگام مطالعه نسبیت خاص به این نتیجه رسید که جرم و انرژی هم‌ارز و معادل یکدیگر هستند. این بدان معنا است که جرم و انرژی می‌توانند به یکدیگر تبدیل شوند. هم‌ارزی جرم و انرژی در معادله $$E = mc ^ 2$$ برای مطالعه فیزیک هسته‌ای ضروری است. در فیزیک هسته‌ای، هسته‌های اتم مطالعه می‌شوند. فیزیک هسته‌ای یکی از شاخه‌های علم فیزیک است که در آن با دو نیرو از چهار نیروی بنیادی در کیهان آشنا می‌شویم.

• در یکی از این نیروها، عنصری در کسری از ثانیه می‌تواند به عنصر کاملا متفاوتی تبدیل شود.
• نیروی دوم به ما اجازه می‌دهد انرژی قابل‌توجهِ ذخیره شده در هر اتم را آزاد کنیم.

تا اینجا می‌دانیم رشته فیزیک هسته‌ای چیست و چه پدیده‌هایی در این رشته مطالعه می‌شوند. در ادامه، در مورد تحصیل این رشته در دانشگاه، استخدام در این رشته و حقوق آن صحبت می‌کنیم.

رشته فیزیک هسته ای مناسب چه کسانی است؟

برای تحصیل در هر رشته، دانشجو یا پژوهشگر علاوه بر داشتن پیش‌نیاز علمی لازم، باید پارامترهای رفتاری موردنیاز برای آن رشته را نیز داشته باشد. بنابراین، برای ادامه تحصیل در رشته فیزیک هسته ای، نه‌تنها باید با درس‌های پایه مانند فیزیک هسته‌ای، راکتورها، سوخت هسته‌ای و نیروگاه‌های هسته‌ای آشنا باشیم، بلکه باید از نظر رفتاری بتوانیم کار در محیط‌های کاری مرتبط را مدیریت و کنترل کنیم. بنابراین، این رشته برای کسانی مناسب است که از انعطاف رفتاری مناسبی برخوردار و برای پیشبرد پژوهش‌های علمی، برنامه‌ریزی لازم را داشته باشند.

فیلم آموزش فیزیک هسته‎ ای 2 در فرادرس

کلیک کنید

کدام دروس دوره دبیرستان در رشته فیزیک هسته ای بیشترین کاربرد دارند؟

دو پدیده آلودگی هوا و گازهای گلخانه‌ای از بزرگ‌ترین مشکل‌های انسان امروزی است. این دو پدیده به دلیل استفاده از سوخت‌های فسیلی برای تامین انرژی به وجود آمده‌اند. اما جدا از این دو مشکل، مشکل اصلی دیگری نیز به نام تامین انرژی وجود دارد. امروزه، درصد زیادی از انرژی موردنیاز جوامع بشری از سوخت‌های فسیلی تامین می‌شود. اما دو مشکل اصلی در رابطه با سوخت‌های فسیلی وجود دارند:

• منجر به آلودگی محیط زیست می‌شوند.
• رو به اتمام هستند.

بنابراین، دانشمندان از سال‌ها قبل به دنبال جایگزینی برای سوخت‌های فسیلی بوده‌اند. انرژی هسته‌ای یکی از این جایگزین‌ها است که در سال‌های اخیر توجه ویژه‌ای به آن شده است. به منظور استفاده از انرژی هسته‌ای برای تامین انرژی موردنیاز، جوامع به دنبال تربیت کردن افرادی متخصص در این حوزه هستند. از این‌رو، دانش‌آموزان از دوران دبیرستان با مقدمات و مفاهیم اولیه فیزیک هسته‌ای در درس فیزیک آشنا می‌شوند. در نتیجه، اگر دانش‌آموزی علاقه‌مند به ادامه تحصیل در فیزیک هسته‌ای باشد باید دروس فیزیک دبیرستان را به خوبی درک کرده باشد.

توجه به این نکته لازم است که داشتن دانش ریاضی یکی از ملزومات موفقیت در رشته فیزیک هسته ای است. بنابراین، دانش‌آموز علاوه بر درک مفاهیم فیزیک، باید بتواند مسائل ریاضی را به خوبی تحلیل کند و در دروسی که در زیر آمده‌اند پایه‌ای قوی داشته باشد:

• مباحث مربوط به ریاضی، جبر، حسابان مانند انتگرال، مشتق، معادلات، انواع نمودارهای ریاضی، هندسه و تمامی روابط مثلثاتی:
  • (+) آموزش ریاضی – پایه دهم | رشته های تجربی و ریاضی
  • (+) آموزش حسابان ۱ – پایه یازدهم
  • (+) آموزش حسابان ۲ – پایه دوازدهم رشته ریاضی و فیزیک
• مباحث مربوط به فیزیک مانند فیزیک اتمی و هسته‌ای، الکتریسیته، مغناطیس، مکانیک تحلیلی، اپتیک و نور و عدسی‌ها و آینه‌ها، امواج مکانیکی و صوتی:
  • (+) آموزش فیزیک پایه دهم – فیزیک ۱
  • (+) آموزش فیزیک – پایه یازدهم
  • (+) آموزش فیزیک – پایه دوازده
• آشنایی نسبتا مناسبی با زبان انگلیسی:
  • (+) آموزش زبان انگلیسی ۳ – پایه دوازدهم
  • (+) آموزش زبان انگلیسی ۲ – پایه یازدهم
  • (+) آموزش زبان انگلیسی ۱ – پایه دهم

رشته های مرتبط برای ادامه تحصیل در رشته فیزیک هسته ای چه هستند؟

اگر فردی علاقه‌مند به ادامه تحصیل در رشته فیزیک هسته ای است، باید پس از کسب رتبه مناسب در کنکور ریاضی، رشته فیزیک را به عنوان رشته دانشگاهی خود انتخاب کند و تحصیل خود را در این رشته در مقطع کارشناسی شروع کند. رشته فیزیک در مقطع کارشناسی از چهار گرایش اصلی تشکیل شده است:

• رشته فیزیک - گرایش اپتیک و لیزر
• رشته فیزیک - گرایش حالت جامد
• رشته فیزیک - گرایش هسته‌ای
• رشته فیزیک - گرایش نجوم

با توجه به دانشگاه محل تحصیل، دانشجوی رشته فیزیک می‌تواند تحصیلات مقطع کارشناسی خود را در یکی از این گرایش‌ها ادامه دهد. توجه به این نکته مهم است که در برخی دانشگاه‌ها، رشته فیزیک به صورت کاربردی ارائه می‌شود و دانشجو گرایش خود را در مقطع کارشناسی‌ارشد انتخاب می‌کند. در نتیجه، دانشجوی علاقه‌مند به رشته فیزیک هسته‌ای می‌تواند تحصیلات خود در این گرایش از رشته فیزیک را در شاخه‌های مهندسی راکتور، پرتوشناسی یا هسته‌ای در مقطع کارشناسی‌ارشد و دکتری ادامه دهد.

مهارت های رفتاری لازم برای تحصیل و کار در رشته فیزیک هسته ای

در نخستین گام و برای شروع کار در هر محیطی باید انعطاف‌پذیر باشید و بتوانید خود را برای شرایط کاری متفاوت و غیرقابل‌پیش‌بینی آماده کنید. شما در محیط کار با انسان‌های مختلفی با رفتارهای کاملا متفاوت روبرو می‌شوید. برخی از این رفتارها ممکن است به مذاق شما خوش نیایند، بنابراین باید بتوانید در کمال خونسردی و حفظ ظاهر به کار خود مشغول باشید و تمرکز خود را از دست ندهید. شما به عنوان فارغ‌التحصیل رشته فیزیک هسته ای در مقطع کارشناسی، کارشناسی‌ارشد یا دکتری در محیط‌های مختلفی مانند آزمایشگاه‌های تحقیقاتی، پژوهشگاه‌های فیزیک هسته‌ای، نیروگاه‌ها، سازمان انرژی اتمی و شرکت‌های دانش‌‌بنیان ممکن است مشغول به کار شوید. کار کردن در هر یک از این محیط‌ها، رفتار جداگانه‌ای را می‌طلبد.

در حالت کلی کنار آمدن با محیط و شرایط کاری جدید ضروری است. برای کار در هر محیطی باید با یک سری مهارت‌های رفتاری آشنا باشید. مهارت‌های رفتاری لازم برای کار در محیط‌های کاری مختلف عبارت هستند از:

• خلاقیت: خلاقیت می‌تواند یکی از مهم‌ترین عامل‌های برای موفقیت در هر کاری باشد. به عنوان فارغ‌التحصیل رشته فیزیک هسته ای باید بتوانید برای پیشبرد پروژه‌های مختلف راهکارهای لازم را ارائه دهید.
• ارتباط کلامی و رفتاری: برقراری ارتباط در محیط کار، به خصوص برای پیشبرد کارهای تیمی، بسیار ضروری است.
• توجه به جزئیات: برای موفقت در انجام هر پروژه باید آن را به بخش‌های کوچک‌تر تقسیم کرد. بنابراین، توجه به جزئیات و تقسیم پروژه به بخش‌های کوچک‌تر از اهمیت زیادی برخوردار است.

علاوه بر سه مهارت کلی ذکر شده، برای کار در رشته فیزیک هسته ای باید مهارت‌های ویژه‌ای مانند مهارت‌های زیر را نیز داشته باشید:

• مهارت‌های ریاضی قوی: فارغ‌التحصیل رشته فیزیک هسته‌ای علاوه بر داشتن دانش قوی در زمینه فیزیک و فیزیک هسته‌ای، برای حل مسائل مختلف در این زمینه باید با مباحث مختلف و پیشرفته ریاضی مانند انتگرال دوگانه و سه‌گانه، معادلات دیفرانسیل و حل آن‌ها، جبر خطی و هندسه آشنا باشد.
• مهارت تکنیکی: فارغ‌التحصیل رشته فیزیک هسته ای باید با تکنیک‌ها و ابزارهای تخصصی در این رشته مانند سانتریفیوژ و شکافت هسته‌ای آشنا باشد.
• درک عمیق مفاهیم علمی: داشتن دانش فیزیک هسته ای و آشنایی با استانداردهای علمی از موارد ضروری در رشته فیزیک هسته ای است.
• آشنایی با زبان انگلیسی: امروزه آشنایی با زبان انگلیسی یکی از ضروری‌ترین عوامل موفقیت در انجام کارهای مختلف است،‌ اما این مورد برای رشته فیزیک هسته ای، به خصوص به عنوان پژوهشگر در این رشته، بسیار حیاتی خواهد بود.
• مهارت‌های تخصصی: فارغ‌التحصیل رشته فیزیک هسته ای باید بتواند در زمینه‌های مختلف مانند چیدمان سانتریفیوژها از مهارت بالایی برخوردار باشد.
• قدرت حل مسئله: قدرت حل مسئله به هنگام طراحی و اندازه‌گیری پارامترهای مختلف بسیار کمک‌کننده است.

برای ورود به بازار کار، علاوه بر آشنایی با مهارت‌های تخصصی رشته موردنظر باید با سایر مهارت‌های فردی هم آشنایی داشته باشید. در حقیقت، این مهارت‌های فردی هستند که یک شخص را از میان رقبا متمایز می‌کنند و سبب موفقیت او در زمینه‌ها و موقعیت‌های شغلی می‌شوند. چنین مهارت‌هایی سبب تعامل بهتر فرد در سازمان و محیط‌های کاری خواهد شد و به طور معمول با نام «مهارت‌های نرم» از آن نام می‌برند. به همین دلیل، برای یادگیری مهارت‌های فردی، مشاهده مجموعه فیلم‌‌های آموزش توسعه مهارت فردی فرادرس پیشنهاد می‌شود که لینک آن در زیر آورده شده است.

• برای مشاهده مجموعه فیلم‌های آموزش توسعه مهارت فردی + اینجا کلیک کنید.

حقوق رشته فیزیک هسته ای چقدر است؟

مقدار حقوق رشته فیزیک هسته‌ای بر اساس نیاز شرکت‌ها متفاوت است اما این مقدار در کشورهای خارجی، چیزی در حدود ۵۳ هزار یورو در سال است و این مقدار قطعا در داخل کشور، رقم‌های متفاوتی خواهد داشت.

مهم‌ترین دروس دانشگاهی رشته فیزیک هسته ای چه هستند؟

رشته فیزیک در دوران کارشناسی در بیشتر دانشگاه‌های کشور بدون گرایش ارائه می‌شود. اما در برخی از دانشگاه‌های کشور، دانشجو از همان ابتدا می‌تواند رشته فیزیک هسته‌ای را به عنوان رشته دانشگاهی خود انتخاب کند. دانشجوی رشته فیزیک هسته‌ای ابتدا ۲۰ واحد دروس عمومی مانند ادبیات و معارف اسلامی را می‌گذراند. سپس باید ۳۳ واحد دروس پایه، ۳۹ واحد دروس تخصصی الزامی و ۱۸ واحد دروس تخصصی انتخابی را بگذراند. برخی از دروس پایه فیزیک و دروس تخصصی الزامی عبارت هستند از:

فیلم آموزش رایگان فیزیک هسته ای پیشرفته – بخش یکم در فرادرس

کلیک کنید

• (+) فیزیک ۱
• (+) فیزیک ۲
• (+) فیزیک ۳
• (+) ریاضی عمومی ۱
• (+)‌ریاضی عمومی ۲
• (+) مکانیک تحلیلی 1
• (+) مکانیک تحلیل 2
• (+) الکترومغناطیس 1
• (+) الکترومغناطیس 2
• (+) مکانیک کوانتومی ۱
• (+) مکانیک کوانتومی ۲
• (+) مکانیک آماری
• (+) ترمودینامیک ۱
• (+) ترمودینامیک ۲
• (+) نسبیت
• (+) ریاضی فیزیک ۱
• (+) ریاضی فیزیک ۲
• (+) ریاضی فیزیک ۳
• آزمایشگاه اپتیک

همچنین، برخی از دروس تخصصی انتخابی در رشته فیزیک هسته‌ای عبارت هستند از:

• (+) فیزیک هسته‌ای ۱ و آزمایشگاه
• (+)‌ الکترونیک ۱
• (+) الکترونیک ۲

دانشجوی رشته فیزیک هسته ای پس از گذراندن دروس پایه، تخصصی الزامی و تخصصی انتخابی، باید ۹ واحد دروس گرایش فیزیک هسته‌ای را بگذراند. او ۹ واحد گرایشی را می‌تواند از بین دروس زیر انتخاب کند:

• (+) آموزش فیزیک هسته‌ای ۲
• فیزیک راکتور ۱
• آشکارسازها و سیستم‌های اندازه گیری هسته‌ای
• رادیو ایزوتوپ و کاربردهای آن
• آزمایگاه فیزیک هسته‌ای
• فیزیک راکتور ۲
• شتاب‌دهنده‌های ذرات

دانشجو پس از فارغ‌التحصیلی در مقطع کارشناسی، می‌تواند تحصیلات خود در رشته فیزیک هسته‌ ای را در مقطع کارشناسی ارشد و دکتری ادامه دهد. دانشجو پس از پذیرفته شدن در مقطع کارشناسی ارشد در یکی از دانشگاه‌های نام‌برده، باید ۳۲ واحد شامل ۱۷ واحد دروس اجباری، ۸ واحد دروس اختیاری، یک واحد سمینار و ۶ واحد پایان‌نامه را بگذراند. به این نکته توجه داشته باشید که اگر دانشجویی از رشته‌ای غیر از فیزیک وارد رشته فیزیک هسته ای در مقطع کارشناسی ارشد شود، باید قبل از گرفتن دروس تخصصی، دو درس فیزیک هسته‌ای مقدماتی و آزمایشگاه فیزیک هسته‌ای را به عنوان دروس جبرانی بگذراند.

دانشجوی رشته فیزیک هسته ای در مقطع ارشد، ترم اول سه درس زیر را باید بگذراند:

• (+) مکانیک کوانتومی پیشرفته
• الکترودینامیک ۱
• فیزیک هسته‌ای پیشرفته ۱

پس از به پایان رساندن ترم اول، دانشجو در ترم دوم باید سه یا چهار درس زیر را بگذراند:

• (+) مکانیک آماری پیشرفته ۱
• موضوعات ویژه در زمینه فیزیک هسته‌ای
• فیزیک هسته‌ای پیشرفته ۲
• سمینار

توجه به این نکته مهم است که دانشجو از ترم دوم می‌تواند روی انتخاب موضوع پایان‌نامه خود، کار و با استادهای مختلف در این زمینه صحبت کند. همچنین، درس سمینار آمادگی بسیار خوبی برای ورود دانشجو به دنیای پژوهش است. این درس را می‌توان در ترم دوم یا سوم گذراند. پس از گذراندن دروس اجباری و اختیاری، دانشجو می‌تواند کار روی پایان‌نامه خود را به صورت رسمی آغاز کند.

فارغ التحصیل رشته فیزیک هسته ای در چه کارها و صنایعی می‌تواند شاغل شود؟

برای آن‌که بدانیم دانشجوی فیزیک هسته‌ای در چه کارهای و صنایعی می‌تواند مشغول به کار شود، ابتدا باید با مهم‌ترین کاربردهای فیزیک هسته‌ای آشنا شویم.

فیلم آموزش فیزیک – پایه دوازدهم در فرادرس

کلیک کنید

کاربردهای فیزیک هسته ای چیست؟

همان‌طور که در مطالب بالا اشاره شد، در فیزیک هسته‌ای، هسته اتم مطالعه می‌شود. با مطالعه هسته اتم، با ذرات زیراتمی و دنیای آن‌ها آشنا می‌شویم. فیزیک هسته‌ای کاربردهای متنوعی دارد که در ادامه به مهم‌ترین آن‌ها اشاره می‌کنیم.

درمان

از فیزیک هسته‌ای می‌توان برای درمان برخی بیماری‌ها استفاده کرد. به عنوان مثال، از فیزیک هسته‌ای در دوزهای پایین می‌توانیم در درمان برخی سرطان‌ها و بیماری‌های موثر بر غده تیروئید استفاده کنیم. رشد توده‌های سرطانی می‌توانند به سرعت و به صورت موثر به تشعشع واکنش نشان دهند و متوقف شوند. برای انجام این کار از پرتوی گامای منبع کبالت ۶۰ یا منبع کوچک پرتوی گاما یا بتا استفاده می‌شود.

استریل کردن

بیمارستان‌ها از تشعشع گاما برای استریل کردن تجهیزات استفاده شده در پزشکی مانند انواع لباس‌ها، دستکش‌ها و سرنگ‌ها استفاده می‌کنند. به طور معمول، از تشعشع گاما برای استریل تجهیزاتی استفاده می‌شود که ممکن است به گرما حساس باشند و دچار تغییرات شوند. ذکر این نکته مهم است که استریل کردن با این روش در دمای پایین انجام می‌شود، بنابراین تجهیزات حساس به گرما به راحتی با این روش، استریل خواهند شد. به منظور هزینه کم در این روش از پرتوی گامای منبع کبالت ۶۰ استفاده می‌شود.

تصویربرداری هسته ای

در سال‌های اخیر، پزشکان با استفاده از فناوری جدید تصویربرداری هسته‌ای می‌توانند انواع متفاوت سرطان‌ها، اختلالات عصبی و ناراحتی‌های قلبی عروقی را در مراحل اولیه آن‌ها تشخیص دهند. این روش، در مقایسه با جراحی یا بیوپسی، غیرتهاجمی است.

کنترل حشره‌ ها

علی‌رغم آن‌که بسیاری از کشاورزان از حشره‌کش‌های مختلف برای حفظ محصولات خود استفاده می‌کنند، بخش‌های کشاورزی در بسیاری از قسمت‌های جهان هنوز به دلیل نابودی محصولات خود به دست حشره‌ها شاکی هستند. یکی از روش‌های موثر برای حفظ محصولات کشاورزی از دست حشرات، عقیم کردن حشرات با استفاده از پرتوهای گاما و اشعه ایکس و برگرداندن آن‌ها به کلونی جمعیت طبیعی آن‌ها است.

رادیوایزوتوپ ها

برخی اتم‌ها خودبه‌خود تجزیه می‌شوند. از این اتم‌ها می‌توان در ابعاد مختلف در زندگی روزانه استفاده کرد. رادیوایزوتوپ‌ها اتم‌هایی هستند که ترکیب ناپایداری از پروتون‌ها و نوترون‌ها در هسته‌های خود دارند. به همین دلیل آن‌ها می‌توانند تشعشع ساطع کنند. تشعشع نوعی انرژی است که از ماده عبور می‌کند. رادیوایزوتوپ‌ها می‌توانند در طبیعت یافت یا به صورت مصنوعی و با بمباران اتم‌های دیگر با ذرات اتمی تولید شوند. از رادیوایزوتوپ‌ها می‌توان در پزشکی، صنعت، پژوهش و باستان‌شناسی استفاده کرد. به عنوان مثال، از این دسته از اتم‌ها در تشخیص و درمان بیماری‌های مختلف، اندازه‌گیری ضخامت مواد و تعیین تاریخ اشیا عتیقه استفاده می‌شود.

همجوشی هسته ای

همجوشی هسته‌ای واکنشی است که طی آن دو هسته اتم با یکدیگر ترکیب می‌شوند یا به اصطلاح به یکدیگر جوش می‌خورند و هسته بزرگ‌تری تشکیل می‌شود. جرم تمام هسته‌ها کمتر از مجموع جرم پروتون‌ها و نوترون‌های تشکیل‌دهنده آن‌ها است. حاصل‌ضرب این تفاوت جرم در $$c^ 2$$ برابر انرژی پیوندی بین هسته‌ها خواهد بود. هرچه تفاوت جرم بزرگ‌تر باشد، انرژی پیوندی بر هسته نیز بزرگ‌تر است. این بدان معنا است که دو هسته با جرم کوچک می‌توانند به یکدیگر جوش بخورند و هسته بزرگ‌تری را تشکیل دهند. این فرایند با آزاد شدن انرژی همراه است. شکافت هسته‌ای در راکتور هسته‌ای انجام می‌شود و نیاز تجهیزات بسیار پیشرفته‌ای دارد.

شکافت هسته ای

هسته اتم در فرایند شکافت هسته‌ای، همان‌طور که از نام آن مشخص است، شکافته می‌شود. این فرایند، فرایندی کنترل شده است، اما همجوشی هسته‌ای را به راحتی نمی‌توان کنترل کرد. صدها نیروگاه تولید برق در سراسر جهان به این نتیجه رسیده‌اند که فرایند شکافت هسته‌ای، حداقل برای مدتی کوتاه، قابل‌دسترس و قابل‌کنترل است. تا سال ۲۰۰۹، ۴۴۲ راکتور هسته‌ای در ۳۰ کشور مشغول به کار بودند و در حدود ۱۵ درصد برق جهان را تامین می‌کردند. فرانسه بیشتر از ۷۵ درصد برق خود را از نیروگاه هسته‌ای تامین، اما آمریکا با ۱۰۴ راکتور فعال، تنها ۲۰ درصد برق خود را از این راه تولید می‌کند. شکافت هسته‌ای نقطه مقابل همجوشی هسته‌ای است و انرژی تنها هنگامی آزاد می‌شود که هسته‌های سنگین به هسته‌های کوچک‌تر تقسیم شوند.

جهان پس از کشف شکافت هسته‌ای در سال ۱۹۳۸ میلادی پر از آشوب بود. فیزیک‌دانی به نام «فرمی» (Fermi)‌ کشف کرد که نوترون‌ها نه‌تنها سبب شکافت هسته‌ای می‌شوند، بلکه هنگام انجام این فرایند، نوترون‌های بیشتری نیز تولید خواهند شد. از فرایند شکافت هسته‌ای برای ساخت بمب اتم در جنگ جهانی دوم استفاده شد.

تا اینجا با مهم‌ترین کاربردهای فیزیک هسته‌ای آشنا شدیم. تولید برق و پزشکی دو کاربرد مهم رشته فیزیک هسته‌ای هستند. بنابراین، فارغ‌التحصیلان رشته فیزیک هسته‌ای می‌توانند پس از اتمام تحصیلات خود در بخش پزشکی یا در نیروگاه‌های هسته‌ای مشغول به کار شوند. فارغ‌التحصیلان این رشته در بخش پزشکی، در ساخت دستگاه‌های پزشکی مانند MRI برای تشخیص بیماری‌های مختلف، فعالیت می‌کنند. آن‌ها باید علاوه بر داشتن دانشی عمیق در فیزیک هسته‌ای، با عملکرد دستگاه و ساختار آن نیز آشنایی داشته باشند.

عده‌ای از فارغ‌التحصیلان رشته فیزیک هسته‌ ای نیز ترجیح می‌دهند در نیروگاه‌های هسته‌‌ای برای تولید برق، فعالیت داشته باشند. کار در این نیروگاه‌ها نیاز به دانش و دقت بسیار بالایی دارد. افراد قبل از ورود به نیروگاه هسته‌ای باید با ایمنی به هنگام کار با مواد پرتوزا آشنا شده و آزمون‌های تخصصی لازم را پشت سر گذاشته باشند.

امکان ادامه تحصیل در رشته فیزیک هسته ای در داخل ایران چگونه است؟

فارغ‌التحصیلان رشته فیزیک هسته ای در مقطع کارشناسی ارشد می‌توانند در مقطع دکتری در این رشته، در ایران یا خارج از ایران، ادامه تحصیل دهند. برای ادامه تحصیل در رشته فیزیک هسته ای در مقطع دکتری در ایران باید در آزمون دکتری رشته فیزیک که هر سال در اسفندماه برگزار می‌شود شرکت کنید. آزمون دکتری از دو بخش تشکیل شده است:

• آزمون علمی
• مصاحبه تخصصی و عمومی

آزمون علمی از دو بخش تشکیل شده است:

• دروس تخصصی
• استعداد تحصیلی و زبان انگلیسی

دروس تخصصی آزمون دکتری عبارت هستند از:

• فیزیک مدرن
• مکانیک کوانتومی پیشرفته
• الکترودینامیک

برای پذیرفته شدن در رشته فیزیک هسته‌ای، ابتدا باید در آزمون علمی دکتری موفق شوید و رتبه قابل‌قبولی به‌دست آورید. سپس، دانشگاه‌هایی که رشته فیزیک هسته ای در مقطع دکتری را ارائه می‌دهند به ترتیب علاقه انتخاب کنید. در ادامه، دانشگاه‌ها چند برابر ظرفیت اعلام شده، افراد را به مصاحبه دعوت می‌کنند. برای موفقیت در مصاحبه دکتری به چند نکته باید توجه داشته باشید:

• داشتن اعتمادبه‌نفس کافی در مصاحبه حضوری بسیار ضروری است.
• معرفی خود و کارهای پژوهشی که انجام داده‌اید را به زبان انگلیسی تمرین کنید.
• مدارک لازم برای پذیرش باید قبل از انجام مصاحبه آماده باشند و از آن‌ها یک سری کپی تهیه شده باشد.
• به هنگام مصاحبه با دقت به سوالات پرسیده شده گوش دهید و سعی کنید با تمرکز کامل به آن‌ها پاسخ دهید.
• بر پایان‌نامه کارشناسی‌ارشد خود و نتایج به‌دست آمده تسلط کامل داشته باشید.

نتایج نهایی آزمون دکتری، اواسط شهریورماه اعلام می‌شود. بنابراین، داوطلب می‌تواند پس از موفقیت در آزمون دکتری و پذیرش در دانشگاه موردنظر،‌ از مهر ماه می‌تواند تحصیل خود در مقطع دکتری را شروع کند. مقطع دکتری از هشت نیمسال تحصیلی تشکیل شده است که با توجه به پایان‌نامه دکتری، این تعداد می‌تواند تا ۱۲ نیمسال تحصیلی تمدید شود. برای موفقیت در مقطع دکتری باید چند آزمون را پشت سر بگذارید.

تا اینجا می‌دانیم رشته فیزیک هسته ای چیست و شرایط تحصیلِ این رشته در ایران چگونه است. گاهی دانشجویان محصل در این رشته تمایل دارند تحصیلات خود در این رشته را در خارج از کشور بگذرانند. در ادامه، در مورد مراحل ادامه تحصیل در خارج از کشور را به طور خلاصه صحبت می‌کنیم.

برای آشنایی بیشتر و بهتر با سایر رشته‌های دانشگاهی روی این لینک کلیک کنید.

امکان ادامه تحصیل در رشته فیزیک هسته ای در خارج از کشور به چه صورت است؟

ادامه تحصیل در رشته فیزیک هسته‌ ای در خارج از کشور با محدودیت‌هایی روبرو است. اما در حالت کلی برای ادامه تحصیل در مقطع دکتری در خارج از کشور باید مراحل زیر را طی کنید:

• شرکت در یکی از آزمون‌های بین المللی زبان، مانند TOEFL یا IELTS و کسب نمره لازم
• تقویت رزومه علمی با انتشار مقاله‌های علمی در مجله‌های بین‌المللی معتبر
• مکاتبه با استاد راهنما در دانشگاه مقصد
• ارسال مدارک لازم به دانشگاه
• دریافت نامه پذیرش از دانشگاه مقصد و انجام سایر مراحل اداری

جمع‌بندی

در این مطلب از مجله فرادرس، با رشته فیزیک هسته ای آشنا شدیم. این رشته یکی از گرایش‌های رشته فیزیک است که در سال‌های اخیر علاقه‌مندان زیادی را به خود جذب کرده است. فیزیک هسته‌ای، هسته اتم و رفتار آن را مطالعه می‌کند. دانشجو با تحصیل در این رشته با انواع کاربردهای فیزیک هسته‌ای در پزشکی و نیروگاه‌های هسته‌ای برای تولید برق آشنا خواهد شد. در این مطلب، پس از آشنایی اولیه با رشته فیزیک هسته ای، با گرایش‌های مختلف این رشته و چگونگی ادامه تحصیل در آن در ایران یا خارج از ایران صحبت کردیم.