托卡馬克電漿物理虛擬仿真實驗是浙江大學建設的虛擬仿真實驗課程。
基本介紹
- 中文名：托卡馬克電漿物理虛擬仿真實驗
- 課程負責人：王業伍
- 建設院校：浙江大學
- 授課教師：肖湧、肖婷、鄭遠、仇志勇
課程性質,教學目標,
課程性質
課程背景
核能是未來利用清潔能源的重要模式之一，其中聚變能更是目前國際原子能發展的焦點，與傳統的核裂變相比，其實驗裝置沒有核泄漏的危險，且反應產物沒有放射性污染，其燃料氘可從海水中提取，儲量豐富。因此被認為是最終解決人類社會發展能源需求的潛在方案之一。目前國際領先的磁約束裝置是托卡馬克，是一種利用磁約束實現受控核聚變的環形容器；正在建造中的國際熱核聚變反應堆項目（ITER）亦採用托卡馬克位型，這是迄今最大的國際合作項目，由中國、歐盟、印度、韓國、日本、俄羅斯、美國七方合作參加，將建成世界獨一無二的托卡馬克大科學裝置。
教學目標
（1）知識目標
①學生能夠辨識托卡馬克電漿裝置主要構成部分與功能。
②學生能夠認知並闡明磁約束超高溫電漿脈衝放電穩定運行和能量增益條件。
③學生能夠從帶電粒子在複雜磁場位形的運動軌跡規律中理解電漿“約束”的條件與調控方案。
（2）能力目標
①學生能夠通過調節帶電粒子參數探究電漿磁流體力學平衡的物理原理，探索各參數依賴關係，培養自主設計分析電漿平衡剖面特點的能力。
②學生能夠根據湯姆遜散射診斷測量電漿原理，對電漿電流、磁場、密度以及壓強在真空室內三維空間分布，自主使用診斷方法進行互動式測量相關參數分布輪廓。
③學生能夠結合觀察磁約束電漿中湍流現象，認識電磁振盪模式的產生與相互作用，分析湍流非線性自主行為引起的反常輸運損失，加深對磁約束水平的認識能力。
（3）綜合素養
①學生在我國自主製造世界領先的非圓截面全超導托卡馬克核聚變實驗裝置EAST虛擬場景中暢遊實驗，有利於樹立中國自主創新的自信心，激發學生對祖國科技進步發展的認同感，培育大國重器的科學工匠精神。
②學生通過平衡態仿真、單粒子軌跡到湍流觀測五層遞進模組的實驗學習，掌握電漿物理過程的核心調控方案與檢測方法，培養前沿重大科研問題的探索精神、批判精神和勇於挑戰精神。
