瞬發γ中子活化分析虛擬仿真實驗是東北師範大學建設的虛擬仿真實驗課程。
基本介紹
- 中文名：瞬發γ中子活化分析虛擬仿真實驗
- 課程負責人：景士偉
- 建設院校：東北師範大學
- 授課教師：郭景富、趙曉寧、王長華
課程性質,教學目標,
課程性質
課程背景
中子實驗是物理學相關專業本科生重要學習內容之一，瞬發y中子活化分析（Prompt Gamma Neutron ActivationAnalysis, PGNAA）虛擬仿真實驗很好規避了中子源不易獲得、使用成本高且操作複雜、有高危放射性等問題。本中子實驗教學項目豐富了傳統核物理實驗教學的內容，圍繞PGNAA技術分析元素的過程、中子發生器的工作原理及能譜測量等問題展開，為學生全面展示利用中子檢測元素的特點和規律。實驗內容主要包括中子發生器的使用，v探測器、多道能譜分析器的操作，能量刻度及中子活化分析。實驗設計上遵循由易到難、由淺到深的梯度學習模式。
本虛擬仿真實驗分為基礎實驗部分與科研實驗部分。基礎實驗將本科物理實驗中核物理統計規律、閃爍y能譜測量等實驗進行有效整合，通過使用閃爍y探測器對co、137cs源的多次測量驗證核物理統計規律，同時能夠套用多道分析器對放射源y能譜進行測量;科研實驗包括符合測量、PGNAA實驗，在學生採集瞬發y能譜的過程中能進一步強化其對多道分析器工作原理的認識，加深對y能譜採集原理的理解。鼓勵學生根據實驗原理，利用提供的實驗材料，對不同實驗情況下PGNAA系統的結構進行最佳化，從而提升學生的科研能力，實現從實驗教學到自主探究的跨越。
東北師範大學輻射技術研究所歷經50多年幾代人的努力，已發展成為國內少數幾個中子管研發基地之一，研發的可控中子源技術填補多項國內空白，套用於眾多國家科研院所與油田企業，服務於國家重大科技基礎設施建設，助力我國中子前沿技術研究和國防軍工裝備研發。本項目是可控中子源技術系列科研成果向教學轉化的典型範例，通過採用3D動畫、仿真建模、組件開發等技術重構核物理實驗環境，將當前核物理與粒子物理實驗中的測量方法和手段融入實驗，幫助理解核物理、輻射防護、核技術套用等專業知識。該虛擬仿真實驗已在《綜合物理實驗》、《近代物理實驗》和《探索物理實驗》等課程中取得了良好的教學效果，提升了實驗教學的先進性和獨特性。
教學目標
(1)通過對中子發生器離子源、存儲器、加速極參數的調節，控制中子輸出，理解中子管、中子發生器的工作原理和評價指標;(2)掌握y探測器和多道分析器的探測原理和使用方法;(3)掌握能量刻度的原理和方法，強化對核探測相關基礎理論知識體系的系統性理解和套用;(4)掌握本底的產生機理和扣除方法;(5)掌握中子活化分析技術的原理和元素識別方法;(6)解決核物理實驗、特別是中子物理實驗中中子源不易獲得、使用成本高且操作複雜、有高危放射性等問題，提高教學時效
