虛實結合的核物理綜合實驗系統(tǒng)的設計與教學實踐

劉海林，吳奕初，楊智慧，王曉峰，段 琛，成 斌

(1.武漢大學 物理實驗教學中心，湖北 武漢 430072；2.安徽核芯電子科技有限公司，安徽 合肥 230026)

近代物理實驗是物理專業(yè)學生的重要基礎課，所涉及的物理知識面廣、綜合性和技術性強[1].核物理實驗由于需要長期保存放射源，給高校實驗室管理帶來了極大不便；此外，學生缺乏操作放射源及射線裝置的經驗和技能，對放射源的使用與管理也帶來一定的風險和困難[2-3].根據最近北京大學、復旦大學和武漢大學等41個物理國家級實驗教學示范中心統(tǒng)計結果，目前開設核物理項目總數為13個，開設率最高的X射線標識譜與吸收實驗也只有1/3左右，閃爍體計數器及γ能譜測量、康普頓散射等5個實驗開設率約1/4，其余實驗的開設率不足1/10.多數開設核物理實驗的高校，學時較少，實驗內容單一，學生無法得到充分的訓練.很多普通本科院校因沒有放射源和射線裝置使用資質而停止開設近代核物理實驗.另外,對于學生而言，提到核物理，學生腦海中想到的常是一些核事故、核污染等可怕畫面，普遍對核物理實驗存在顧忌心理.因此開發(fā)不含放射源的核物理實驗是十分必要的.

近年來，國際上非常重視核物理虛擬仿真實驗項目建設，美國、歐洲一些大學研發(fā)仿真教學軟件[4]，學生使用復雜高危核儀器設備之前先做虛擬仿真實驗[5]，意大利CAEN公司研制出了放射源模擬器[6].國內中國科學技術大學等建設了虛擬仿真實驗中……