1　课程简介
　　基于核物理原理而发展起来的核技术和核工程对人类的生存和发展起着极为重要的、甚至不可替代的作用。2008年以来，笔者在武汉大学物理科学与技术学院为物理学专业高年级学生开设了核技术与核工程这门专业选修课，目的是使高年级本科生对核工程技术有比较全面系统的了解，为毕业后从事相关工作或继续深造打下一定的基础。由于核科学和工程技术的广泛性，不可能在一门课程中面面俱到地加以介绍。在有限的课时内，为避免泛泛而谈的科普性介绍，必须对授课内容有所取舍。笔者通过自身的工作经历认识到，核反应堆和粒子加速器是当代核技术和核工程领域中最具代表性的大型科学装置，利用这些装置和在其上建立的各种核技术，既可以开展最前沿的科学研究，也可以在工业、农业、医学、国防等极为宽广的领域开展各种应用。因此，本课程以粒子加速器和核反应堆这两类代表当今核工程技术水平的大型科学装置为主线，介绍了它们的原理和技术实现。在此基础上，介绍了在这两大类科学装置上发展起来的各种核技术原理、设备和应用。鉴于本院物理专业的本科生毕业后百分之八十以上继续攻读研究生，本课程重点介绍了多种当今主流的实验技术和最新的重要成果，大力拓展学生的视野，并直接把学生带向学科前沿。
　　本课程在讲授中强调理论、技术和应用三者紧密结合，教学过程中要求学生通过文献调研和专题研究论文的撰写，对一到两种核技术有比较深入的理解和掌握。同时，结合笔者科研项目的需要，带领有兴趣且学有余力的学生开展业余科研活动。对于选修过本课程的学生，在毕业设计时帮助其进行选题和研究指导，为其以后从事核科学技术工作或在核科技领域进一步深造打下一定的基础。
　　2　课程内容设置
　　本课程的授课内容参考了多位前辈和专家的教学和科研著作，介绍了最新的国内外文献和会议报告等所报道的研究成果，也融入了笔者多年从事核技术及应用研究的一些科研成果。本课程的主要内容简列如下：
　　（1）核物理基础：原子核的基本性质、核衰变、核反应、核结构、核裂变、核聚变、中子物理、射线与物质的相互作用等。这些基础知识并不是集中在一章中介绍，而是融入到各个章节之中，在需要了解各种核技术的相关背景和物理基础时加以介绍。
　　（2）射线源：介绍中子、　X射线、€%＼射线、€%Z射线、€%[射线、电子束、质子和其他各种离子的产生原理和技术。其中，对于最新的基于大面积纳米阵列的场发射和场电离的原理、技术和在多种射线源中的应用给予了特别的关注和深入的介绍。另外，部分射线源的内容放在各章中分散介绍。
　　（3）加速器原理和技术：回旋加速器、高压倍加器、静电加速器、串列加速器、直线加速器、同步加速器的原理和技术。
　　（4）基于加速器的实验技术：基于加速器的核分析技术，包括加速器-透射电镜联机，加速器质谱，同步辐射等特色分析技术。　其中，同步辐射的原理和实验技术是重点内容，介绍了同步辐射X射线衍射、X射线吸收精细结构谱学（XAFS）、X射线反射、小角X射线散射、X射线荧光谱学、X射线成像、X射线微束加工等技术的原理、装置、实验方法及应用进展。
　　（5）核反应堆原理和类型：首先介绍了反应堆物理中的一些基本概念如核反应截面，核反应率密度，中子通量，俘获-裂变比，漫化能力，漫化比，有效增值系数等；然后重点介绍了中子循环的各个环节和实现临界的条件；讨论了核燃料的消耗速率、燃烧深度、转化比、实现增值的条件等。介绍了核反应堆的各种分类方法。通过对反应堆物理中的一些基本概念、基本过程和基本规律的学习，可以定性了解反应堆工程中的许多具体做法的内在理由，也可以对许多问题进行初步的分析。
　　（6）基于核反应堆的实验技术：中子散射原理和技术，中子活化分析技术，中子照相等。鉴于中子散射技术被公认为是与同步辐射互补的先进核分析技术，对各种中子散射技术的原理、谱仪和应用做了重点介绍。
　　（7）核电站工程技术基础：压水堆核电站，快中子反应堆核电站，核聚变和聚变堆核电站。介绍了核电站的系统构成、选址、厂房布置、主要设施、安全措施等。对于核电站关键材料在辐射、高温、高压、强腐蚀等严酷服役环境下的行为特别是辐照损伤行为以及新材料的研发亦做了必要介绍。
　　由于在本院物理专业其他的选修课程中对核探测技术和常规实验室核分析技术以及辐射防护技术已有介绍，本课程中不再讲授。本课程对核武器技术也没有作介绍。
　　3　课程教学与课程论文相结合
　　本课程的教学内容技术性和应用性都很强，为调动学生学习的积极性，培养其能力，拓宽其视野，笔者要求学生结合课堂教学内容，开展一些课程论文的调研和写作。要求学生根据给定的题目，在进行文献调研并至少阅读一篇英文文献的基础上，按照规范的格式，写出不少于3000字的综述论文。本课程教学期间，要求每个学生写出3篇课程论文。这种方法试行了多年，取得了较好的效果。
　　例如，在介绍完离子源的类型和工作原理后，结合笔者所在实验室的拥有的加速器设备条件，给学生布置的一个课程论文的题目是《潘宁离子源的原理和应用》。学生可以到实验室参观，甚至可以亲手调试离子源。通过调研，学生不仅对潘宁离子源的工作原理和类型、设计和制作技术以及国内外最新应用进展有了更深入细致的了解，而且对离子源放电的数值模拟、等离子体参数的诊断、离子源的引出特性等当前存在的问题和未来的发展方向也有所了解。实际上，当学生调研到这一步的时候，就已经接触到了该技术的最前沿。有的学生通过课程学习和文献调研，激发出浓厚的研究兴趣，提出并加入到笔者的课题组做业余科研。 又如，鉴于XAFS技术是同步辐射装置上应用最广泛的实验技术，是研究局域结构最有力的手段，物理专业的学生将来搞科研很可能能用上这种技术，笔者对其原理、实验技术、数据处理、计算方法、软件使用等做了深入的介绍。在此基础上，给学生出了一个课程论文题目是《XAFS原理和应用》，要求学生就其感兴趣的应用方向开展文献调研。通过文献调研，学生们真切感受到这种技术内在的优越性、应用的广泛性和成果的新颖性。2005级学生李铁成同学在学习本课程之后，应用XAFS方法对国际热点研究方向的硅锰稀磁半导体进行局域结构分析，获得了掺杂原子局域结构参数，为合理解释其磁性起源提供了关键数据。 (责任编辑：南粤论文中心)转贴于南粤论文中心: http://www.nylw.net(南粤论文中心__代写代发论文_毕业论文带写_广州职称论文代发_广州论文网）