虛實(shí)結(jié)合的核物理綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與教學(xué)實(shí)踐

劉海林，吳奕初，楊智慧，王曉峰，段 琛，成 斌

(1.武漢大學(xué) 物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)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(shí)驗(yàn)是物理專(zhuān)業(yè)學(xué)生的重要基礎(chǔ)課，所涉及的物理知識(shí)面廣、綜合性和技術(shù)性強(qiáng)[1].核物理實(shí)驗(yàn)由于需要長(zhǎng)期保存放射源，給高校實(shí)驗(yàn)室管理帶來(lái)了極大不便；此外，學(xué)生缺乏操作放射源及射線(xiàn)裝置的經(jīng)驗(yàn)和技能，對(duì)放射源的使用與管理也帶來(lái)一定的風(fēng)險(xiǎn)和困難[2-3].根據(jù)最近北京大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)和武漢大學(xué)等41個(gè)物理國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心統(tǒng)計(jì)結(jié)果，目前開(kāi)設(shè)核物理項(xiàng)目總數(shù)為13個(gè)，開(kāi)設(shè)率最高的X射線(xiàn)標(biāo)識(shí)譜與吸收實(shí)驗(yàn)也只有1/3左右，閃爍體計(jì)數(shù)器及γ能譜測(cè)量、康普頓散射等5個(gè)實(shí)驗(yàn)開(kāi)設(shè)率約1/4，其余實(shí)驗(yàn)的開(kāi)設(shè)率不足1/10.多數(shù)開(kāi)設(shè)核物理實(shí)驗(yàn)的高校，學(xué)時(shí)較少，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單一，學(xué)生無(wú)法得到充分的訓(xùn)練.很多普通本科院校因沒(méi)有放射源和射線(xiàn)裝置使用資質(zhì)而停止開(kāi)設(shè)近代核物理實(shí)驗(yàn).另外,對(duì)于學(xué)生而言，提到核物理，學(xué)生腦海中想到的常是一些核事故、核污染等可怕畫(huà)面，普遍對(duì)核物理實(shí)驗(yàn)存在顧忌心理.因此開(kāi)發(fā)不含放射源的核物理實(shí)驗(yàn)是十分必要的.

近年來(lái)，國(guó)際上非常重視核物理虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目建設(shè)，美國(guó)、歐洲一些大學(xué)研發(fā)仿真教學(xué)軟件[4]，學(xué)生使用復(fù)雜高危核儀器設(shè)備之前先做虛擬仿真實(shí)驗(yàn)[5]，意大利CAEN公司研制出了放射源模擬器[6].國(guó)內(nèi)中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)等建設(shè)了虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中……