课程思政融入近代物理实验课程的教学案例——以康普顿散射实验为例

康普顿散射实验属于近代物理实验中核物理实验教学模块的典型经典诺贝尔奖物理实验项目,通过了解康普顿效应的发现过程,深刻理解康普顿散射实验原理,培养学生不断探索未知、追求真理的科学精神和科学品质;通过介绍吴有训对康普顿散射作出的杰出贡献及学成归国后的先进事迹,培养学生的家国情怀和严谨治学的科学态度;通过经典与现代核仪器设备及测量方法对比探究,掌握现代γ能谱的测量原理及技术,培养学生敢于质疑、勇于探索、善于创新的科学精神;通过虚实融合的实验教学,多种方法验证康普顿散射的γ光子能量及微分截面与散射角的关系,培养学生的科学思维方法、科学素质和科学实验综合能力.

LIPS-300离子推力器加速栅电压的优化设计

在不改变推力器几何结构的前提下,为了获得LIPS-300离子推力器的最佳加速栅电压,采用半经验分析和数值仿真计算相结合的方法分析了加速栅电压分别为-180V、-190V、-200V、-210V和-220V时LIPS-300离子推力器栅极组件引出束流过程中束流离子从非平衡态到平衡态的演化过程,通过数值模拟计算得到了推力器运行过程中交换电荷离子轰击溅射到加速栅壁面的产额,利用寿命预测的半经验计算方法对5种情况下LIPS-300离子推力器的栅极寿命进行估计,分析了关键失效模式,通过对比获得了LIPS-300离子推力器的最佳加速栅电压。计算结果显示,在现有几何结构下加速栅电压的变化不会影响栅极组件的引出性能;加速栅下游更易受到交换电荷离子的轰击溅射;加速栅电压从-180V变化至-220V过程中,影响栅极寿命的关键失效模式为电子反流失效;对比5种情况下发生电子反流和结构失效时对应的栅极寿命可以发现,LIPS-300离子推力器加速栅电压最佳值应为-220V,此时对应的栅极寿命为16 170.4h。

重离子耗散反应产物激发函数研究的新进展

评述了近两年多来在重离子耗散反应激发函数研究中新的实验结果与理论进展 .重点介绍2 7Al+2 7Al耗散反应产物的长程角度关联以及 19F+93Nb耗散反应中截面及其涨落测量的不可重复性 .

低能重离子耗散反应产物的激发函数研究

述评低能重离子耗散碰撞激发函数中截面涨落现象的主要实验结果 :截面及其涨落的不可平滑性、不可重复性以及大角度之间的长程能量关联 ;述评与实验结果相应的理论研究进展 :用双核系统的衰变。

在快堆中布置慢化靶件嬗变亚锕元素的优化研究

提出在快中子反应堆中布置慢化靶件嬗变压水堆的核电厂卸料元件中的亚锕元素优化方案。快堆满功率动行３ 年后可消灭（Ｉｎｃｉｎｅｒａｔｅ）亚锕元素９３９ ｋｇ（约装载量的６７％ ），其中裂变了４８９ ｋｇ（约装载量的３５％ ）。其消灭量和消灭率均为国际上普遍提出的均匀布置方案的２～３ 倍。

重离子耗散碰撞激发函数的涨落

综述了重离子耗散碰撞激发函数中截面涨落现象的实验与理论研究的现状．

激发函数中的长程角度关联与量子态叠加

在较大的连续角区范围内测量了27Al+27Al耗散反应产物的激发函数,入射束流的能量从114MeV到127MeV,能量步长200keV.分析激发函数的角度关联,角度相干宽度超过40°,各个角度之间反应产物的互关联系数在0.6以上.用宏观条件下的量子态叠加讨论了这种长程角度关联.

色散光学模型参数的评价与应用

仔细评价并介绍了几个可在核数据工作中直接应用的中重核色散光学模型参数．

利用(d,pγ)核反应p-γ符合技术进行深度分布分析初探

（ｄ，ｐ）核反应广泛地应用于轻元素无损分析中，特别是深度分布分析．但当样品中存在着多种轻元素或者在厚样品的情况下，对应于各种核素甚至同一核素不同能级的带电粒子峰将会相互重叠和干扰，以至于不能进行可靠的分析．作者利用（ｄ，ｐγ）核反应ｐ－γ符合技术，通过测量与伴随γ射线相符合的带电粒子谱（质子谱），进行深度分布分析．结果表明，此符合技术能极大地降低本底，排除干扰。

热核多重碎裂与液-气相变的新进展

回顾了热核研究的基本理论方法和液－气相变的研究历史，对近年有关研究的进展作了评述，指出了将来进一步研究的主要方向．

核温度的动力学计算

介绍了测量热力学微正则系综中哈密顿动力学系统温度的一种新的动力学途径，即在各态历经性的假设下，温度可作为函数（Ｈ／‖Ｈ‖２）在能量面上的时间平均算出．这一方法不仅给出了确定温度的一种有效的计算途径，而且也提供了动力学系统理论和哈密顿系统的统计力学之间的内在联系．

用双屏栅电离室测量快中子（n，α）反应的双微分截面

用双屏栅电离室和多参数数据获取系统建立了一套测量（ｎ，ｐ）、（ｎ，α）快中子诱发带电粒子反应双微分截面的装置。在北京大学４．５ＭＶ静电加速器上测量了４ＭｅＶ和５ＭｅＶ中子的４０Ｃａ（ｎ，α）３７Ａｒ反应的能谱和角分布以及５ＭｅＶ中子的微分截面。实验结果表明整个系统工作正常．用于研究（ｎ，ｐ）、（ｎ，α）反应是合适的。

聚丙烯腈基碳纤维及其原丝中的微孔尺寸分布

利用二维小角X射线散射技术（SAXS）研究了聚丙烯腈基碳纤维及其原丝的微孔结构。结合逐级切线法、对数正态分布及麦克斯韦分布函数对2类实验样品内部微孔的尺寸分布进行了分析。结果表明，2类样品中的孔结构具有显著差别，原丝微孔在4～8nm范围内分布比较集中，碳纤维中微孔的分布区域则移向1．3～1．8nm。散射数据显示出明显的分形特征，碳纤维与其原丝的孔分形维数分别为1．33和1．55，表明原丝中具有较大的孔隙缺陷。相对于原丝，碳纤维微孔尺寸分布走向均匀和集中，前者则表现出比后者更宽的尺寸分布。就拟合方法而言，逐级切线法的解析手段容易引入误差，低角区的纤维表面散射和高角区的噪音容易对其结果造成影响。正态分布得到了比较窄的尺寸分布，但对于低尺寸区域孔隙的拟合不理想。麦氏分布在一定程度上弥补了以上不足，能够较好地拟合两类纤维样品中微孔的分布状况。

重离子碰撞中的同位旋效应

根据近年来利用同位旋相关输运理论在中能重离子碰撞同位旋效应研究方面的成果 ,并结合国际上在该问题上的进展 ,综合介绍和分析了中能重离子碰撞中的多重碎裂、原子核阻止和前平衡发射中子 -质子比的同位旋效应及其随入射道条件 :入射能量、碰撞参数、碰撞系统的质量 ,特别是随中子 -质子比的演化过程 .讨论了利用以上物理观测量在提取同位旋非对称核物质状态方程知识方面的可能性 ,并对其发展进行了展望 .

串列加速器上扰动角关联探针核产生截面测量

在中国原子能科学研究院HI 13串列加速器上通过6 3 Cu(p ,2n) 6 2 Zn、Cd(p ,xn) 111In和186 W (d ,p) 187W核反应产生6 2 Zn/ 6 2 Cu、187W / 187Re和111In/ 111Cd扰动角关联探针核 ,测量了生成这些探针核的核反应截面。

用不同散射角模拟研究石蜡厚度响应初探

为改进检测油垢厚度方法,本文用石蜡模拟油垢,用γ射线垂直照射距源为25cm处的石蜡样品.在与石蜡样品25cm的距离处,以不同的散射角和同一探测立体角接收散射光子数.发现散射γ光子计数与被测石蜡厚度之间存在不同的线性关系.本实验测得最佳线性相关系数平方值为0.9859,平均测量精度为2.14mm.

低流速过冷沸腾截面平均空泡率实验研究

以高温高压单探头光学探针为主要测量手段,进行了中压低流速过冷沸腾工况空泡率实验研究,截面平均空泡率根据探针测量得出的局部空泡率在流道截面上积分计算得出。实验数据与实验前提出的空泡率计算模型进行了比较,表明该模型在低流速过冷沸腾工况可获得满意的预测结果。实验结果与Saha模型以及Levy模型的比较表明:对于低流速数据,Saha模型预测结果明显偏高,Levy模型优于Saha模型,但预测结果仍略偏高。

1.7 AGeV ^(84)Kr诱发乳胶核反应慢粒子产生

对1.7 AGeV 84Kr诱发乳胶核反应慢粒子产生进行研究。实验结果表明,黑径迹粒子、灰径迹粒子和重电离粒子平均多重数随碰撞中心度及靶核大小的增加而增加;灰径迹粒子和重电离粒子平均多重数随黑径迹粒子数的增加而增加;重电离粒子平均多重数随灰径迹粒子数的增加而增加,而黑径迹粒子平均多重数随灰径迹粒子数的增加表现出先增加后趋于饱和的趋势;灰径迹粒子平均多重数随重电离粒子数的增加而增加,而黑径迹粒子平均多重数随重电离粒子数的增加表现出先增加后趋于饱和。以上结果均可利用核碰撞几何模型来解释。

低能次级束核反应实验中的几个问题

确立了一种用于研究低能次级放射性束逆运动学核反应的实验方案。采取次级束的严格准直、反应产物的两维位置灵敏全立体角探测、抗脉冲堆积和混合触发电子学线路等一系列措施，成功地实现了低流强条件下反应角分布的测量。

^(176)Hf(n,2n)^(175)Hf和^(185)Re(n,2n)^(184)Re^(m,g)反应截面研究

用中国原子能科学研究院HI－13串列加速器、高压倍加器和北京大学4．5MV静电加速器分别获得能量为10～12、14和18MeV的中子，测量了(176)Hf（n，2n）和(185)Re（n，2n）的反应截面，并与现有的实验数据作了比较，初步搞清了分歧的主要原因和激发函数的走向。用中国核数据中心UNF理论程序和系统学程序计算了激发函数曲线形状并与国际数据库ENDF／B－6、JEF－2、JENDL－3、ADL－3和ENDL／A的推荐值在绝对值和曲线走向方面进行了比较，并给出推荐曲线。