原子核物理學(xué)課程規(guī)定一、課程概述

原子核物理學(xué)是一門研究原子核的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、反應(yīng)及其應(yīng)用的學(xué)科。本課程旨在系統(tǒng)介紹原子核物理的基本理論、實(shí)驗(yàn)方法和前沿進(jìn)展，使學(xué)生掌握核心概念，培養(yǎng)科學(xué)思維和實(shí)踐能力。課程內(nèi)容涵蓋原子核的基本性質(zhì)、結(jié)構(gòu)模型、放射性、核反應(yīng)、核能應(yīng)用等方面。

二、課程目標(biāo)

（一）知識(shí)目標(biāo)

1.掌握原子核的基本性質(zhì)，如質(zhì)量、電荷、自旋等。

2.理解原子核結(jié)構(gòu)模型，包括液滴模型、殼層模型和集體模型。

3.熟悉放射性核素的衰變類型及規(guī)律。

4.了解核反應(yīng)的基本機(jī)制和計(jì)算方法。

5.認(rèn)識(shí)核能的應(yīng)用領(lǐng)域及安全性問題。

（二）能力目標(biāo)

1.能夠運(yùn)用核物理公式分析簡單核反應(yīng)過程。

2.掌握核譜儀的基本原理和使用方法。

3.培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和誤差分析能力。

4.提升科學(xué)文獻(xiàn)閱讀和綜述能力。

（三）素質(zhì)目標(biāo)

1.增強(qiáng)對核物理學(xué)科的興趣和探索精神。

2.培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲袘B(tài)度和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

3.樹立安全意識(shí)，了解核技術(shù)應(yīng)用的社會(huì)責(zé)任。

三、課程內(nèi)容與安排

（一）基礎(chǔ)理論部分

1.原子核的基本性質(zhì)

(1)原子核的質(zhì)量和電荷

(2)原子核的自旋和宇稱

(3)核力與核模型

2.放射性衰變

(1)衰變類型（α、β、γ衰變）

(2)衰變規(guī)律與半衰期

(3)實(shí)驗(yàn)方法（計(jì)數(shù)法、譜儀分析）

（二）核反應(yīng)與核能

1.核反應(yīng)機(jī)制

(1)裂變與聚變原理

(2)核反應(yīng)截面與動(dòng)力學(xué)

(3)實(shí)驗(yàn)測量方法（反應(yīng)堆、加速器）

2.核能應(yīng)用

(1)核電站工作原理

(2)放射性同位素應(yīng)用（醫(yī)療、工業(yè)）

(3)安全防護(hù)措施

（三）實(shí)驗(yàn)與實(shí)訓(xùn)

1.實(shí)驗(yàn)設(shè)備介紹

(1)高能粒子加速器

(2)核譜儀操作步驟

(3)數(shù)據(jù)采集與處理

2.實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目

(1)放射性樣品測量實(shí)驗(yàn)

(2)核反應(yīng)截面計(jì)算

(3)安全操作演練

四、考核方式

（一）平時(shí)成績（30%）

1.課堂參與（10%）

2.作業(yè)提交（20%）

（二）期中考試（30%）

1.筆試形式，涵蓋基礎(chǔ)理論（70%）

2.實(shí)驗(yàn)操作考核（30%）

（三）期末考試（40%）

1.綜合性筆試，包括理論、計(jì)算、應(yīng)用題

2.實(shí)驗(yàn)報(bào)告（20%）

3.課堂展示（20%）

五、參考教材與資源

1.《原子核物理學(xué)》（張三著，2020年版）

2.《核物理實(shí)驗(yàn)教程》（李四編，2019年版）

3.官方教學(xué)平臺(tái)在線資源（包括視頻課程、仿真軟件）

六、注意事項(xiàng)

1.實(shí)驗(yàn)課必須遵守實(shí)驗(yàn)室安全規(guī)范，禁止無關(guān)操作。

2.作業(yè)需按時(shí)提交，遲交將按比例扣分。

3.期末考試不得作弊，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)將按校規(guī)處理。

一、課程概述

原子核物理學(xué)是一門研究原子核的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、反應(yīng)及其應(yīng)用的交叉學(xué)科。本課程旨在系統(tǒng)介紹原子核物理的基本理論、實(shí)驗(yàn)方法和前沿進(jìn)展，使學(xué)生掌握核心概念，培養(yǎng)科學(xué)思維和實(shí)踐能力。課程內(nèi)容涵蓋原子核的基本性質(zhì)、結(jié)構(gòu)模型、放射性、核反應(yīng)、核能應(yīng)用等方面，為后續(xù)相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

二、課程目標(biāo)

（一）知識(shí)目標(biāo)

1.掌握原子核的基本性質(zhì)，如質(zhì)量、電荷、自旋、磁矩等參數(shù)，理解其物理意義及測量方法。

2.理解原子核結(jié)構(gòu)模型，包括液滴模型、殼層模型、集體模型等，并能解釋其適用范圍和局限性。

3.熟悉放射性核素的衰變類型及規(guī)律，如α衰變、β衰變、γ衰變、電子俘獲等，掌握衰變數(shù)據(jù)的表示方法。

4.了解核反應(yīng)的基本機(jī)制，包括散射、裂變、聚變等，學(xué)習(xí)核反應(yīng)截面的概念及計(jì)算方法。

5.認(rèn)識(shí)核能的應(yīng)用領(lǐng)域，如核醫(yī)學(xué)、工業(yè)探測、能源開發(fā)等，并了解相關(guān)設(shè)備的原理。

（二）能力目標(biāo)

1.能夠運(yùn)用核物理公式分析簡單核反應(yīng)過程，如Q值計(jì)算、反應(yīng)速率估算等。

2.掌握核譜儀的基本原理和使用方法，包括能譜測量、峰識(shí)別、計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)等。

3.培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和誤差分析能力，如最小二乘法擬合、不確定度傳遞等。

4.提升科學(xué)文獻(xiàn)閱讀和綜述能力，能夠獨(dú)立查找、整理和總結(jié)相關(guān)領(lǐng)域的最新進(jìn)展。

（三）素質(zhì)目標(biāo)

1.增強(qiáng)對核物理學(xué)科的興趣和探索精神，培養(yǎng)批判性思維和創(chuàng)新能力。

2.培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲袘B(tài)度和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，如實(shí)驗(yàn)分工、結(jié)果討論等。

3.樹立安全意識(shí)，了解核技術(shù)應(yīng)用的安全規(guī)范和環(huán)境保護(hù)措施。

三、課程內(nèi)容與安排

（一）基礎(chǔ)理論部分

1.原子核的基本性質(zhì)

(1)原子核的質(zhì)量和電荷：介紹原子質(zhì)量單位、質(zhì)量虧損、電荷數(shù)等概念，以及質(zhì)譜儀的測量原理。

(2)原子核的自旋和宇稱：解釋核自旋的量子化特性、磁偶極矩、電四極矩等，并說明其實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方法。

(3)核力與核模型：闡述核力的性質(zhì)（短程、強(qiáng)相互作用）、液滴模型（半經(jīng)驗(yàn)公式）、殼層模型（簡并量子態(tài)）等。

2.放射性衰變

(1)衰變類型：詳細(xì)說明α衰變（能量分配）、β衰變（中微子理論）、γ衰變（能級躍遷）、電子俘獲（內(nèi)轉(zhuǎn)換電子）等過程。

(2)衰變規(guī)律與半衰期：介紹衰變常數(shù)、放射性活度、衰變鏈、半衰期測定方法等。

(3)實(shí)驗(yàn)方法：演示計(jì)數(shù)器（蓋革-米勒計(jì)數(shù)器、閃爍計(jì)數(shù)器）的工作原理、計(jì)數(shù)率修正（死時(shí)間、效率）、譜儀分析等。

（二）核反應(yīng)與核能

1.核反應(yīng)機(jī)制

(1)裂變與聚變原理：解釋重核裂變（鏈?zhǔn)椒磻?yīng)）、輕核聚變（條件與產(chǎn)物）、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程。

(2)核反應(yīng)截面與動(dòng)力學(xué)：定義反應(yīng)截面、微截面、宏觀截面，介紹反應(yīng)率計(jì)算、時(shí)間演化等。

(3)實(shí)驗(yàn)測量方法：介紹反應(yīng)堆中子物理、加速器束流特性、活化分析、裂變室等實(shí)驗(yàn)技術(shù)。

2.核能應(yīng)用

(1)核電站工作原理：描述熱力學(xué)循環(huán)（朗肯循環(huán)）、核燃料（鈾-235、钚-239）、冷卻系統(tǒng)等。

(2)放射性同位素應(yīng)用：列舉工業(yè)（無損檢測、輻射加工）、醫(yī)療（成像、治療）、農(nóng)業(yè)（育種）等實(shí)例。

(3)安全防護(hù)措施：講解屏蔽材料（鉛、水）、輻射劑量（希沃特）、個(gè)人防護(hù)設(shè)備（鉛衣、劑量計(jì)）等。

（三）實(shí)驗(yàn)與實(shí)訓(xùn)

1.實(shí)驗(yàn)設(shè)備介紹

(1)高能粒子加速器：概述同步加速器、直線加速器、回旋加速器的結(jié)構(gòu)和工作原理。

(2)核譜儀操作步驟：演示多道分析器（MCA）的設(shè)置、數(shù)據(jù)采集、峰識(shí)別、定量分析等流程。

(3)數(shù)據(jù)采集與處理：介紹數(shù)據(jù)格式（ASCII、二進(jìn)制）、軟件（MATLAB、ROOT）的應(yīng)用、誤差處理方法。

2.實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目

(1)放射性樣品測量實(shí)驗(yàn)：設(shè)計(jì)測量方案（如氡氣濃度監(jiān)測）、儀器校準(zhǔn)、結(jié)果計(jì)算與討論。

(2)核反應(yīng)截面計(jì)算：基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（如中子散射截面），應(yīng)用幾何投影法或蒙特卡洛方法進(jìn)行估算。

(3)安全操作演練：模擬核實(shí)驗(yàn)室安全規(guī)程（如緊急停堆、泄漏處理），考核應(yīng)急響應(yīng)能力。

四、考核方式

（一）平時(shí)成績（30%）

1.課堂參與（10%）：包括提問、討論、報(bào)告等環(huán)節(jié)，鼓勵(lì)主動(dòng)分享見解。

2.作業(yè)提交（20%）：布置計(jì)算題（如衰變鏈分析）、簡答題（如核模型比較）、文獻(xiàn)綜述（如前沿技術(shù)進(jìn)展）。

（二）期中考試（30%）

1.筆試形式，涵蓋基礎(chǔ)理論（70%）：如原子核性質(zhì)計(jì)算、衰變方程推導(dǎo)；實(shí)驗(yàn)操作考核（30%）：如核譜儀參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)處理流程。

（三）期末考試（40%）

1.綜合性筆試，包括理論、計(jì)算、應(yīng)用題：如核反應(yīng)Q值分析、核電站效率計(jì)算、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)。

2.實(shí)驗(yàn)報(bào)告（20%）：要求詳細(xì)記錄實(shí)驗(yàn)過程、數(shù)據(jù)表格、誤差分析、結(jié)論討論。

3.課堂展示（20%）：小組合作完成課題匯報(bào)，如核醫(yī)學(xué)進(jìn)展、聚變能挑戰(zhàn)等。

五、參考教材與資源

1.《原子核物理學(xué)》（張三著，2020年版）：系統(tǒng)講解核結(jié)構(gòu)、放射性、反應(yīng)等基礎(chǔ)內(nèi)容。

2.《核物理實(shí)驗(yàn)教程》（李四編，2019年版）：包含實(shí)驗(yàn)原理、儀器操作、數(shù)據(jù)處理等實(shí)用知識(shí)。

3.官方教學(xué)平臺(tái)在線資源：提供視頻課程（如核反應(yīng)演示）、仿真軟件（如MCNP模擬）、電子教案等。

六、注意事項(xiàng)

1.實(shí)驗(yàn)課必須遵守實(shí)驗(yàn)室安全規(guī)范，禁止無指導(dǎo)操作，所有設(shè)備使用前需檢查狀態(tài)。

2.作業(yè)需按時(shí)提交，遲交將按比例扣分，抄襲作業(yè)將取消本次成績。

3.期末考試不得作弊，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)將按校規(guī)處理，包括取消考試資格并通報(bào)批評。

一、課程概述

原子核物理學(xué)是一門研究原子核的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、反應(yīng)及其應(yīng)用的學(xué)科。本課程旨在系統(tǒng)介紹原子核物理的基本理論、實(shí)驗(yàn)方法和前沿進(jìn)展，使學(xué)生掌握核心概念，培養(yǎng)科學(xué)思維和實(shí)踐能力。課程內(nèi)容涵蓋原子核的基本性質(zhì)、結(jié)構(gòu)模型、放射性、核反應(yīng)、核能應(yīng)用等方面。

二、課程目標(biāo)

（一）知識(shí)目標(biāo)

1.掌握原子核的基本性質(zhì)，如質(zhì)量、電荷、自旋等。

2.理解原子核結(jié)構(gòu)模型，包括液滴模型、殼層模型和集體模型。

3.熟悉放射性核素的衰變類型及規(guī)律。

4.了解核反應(yīng)的基本機(jī)制和計(jì)算方法。

5.認(rèn)識(shí)核能的應(yīng)用領(lǐng)域及安全性問題。

（二）能力目標(biāo)

1.能夠運(yùn)用核物理公式分析簡單核反應(yīng)過程。

2.掌握核譜儀的基本原理和使用方法。

3.培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和誤差分析能力。

4.提升科學(xué)文獻(xiàn)閱讀和綜述能力。

（三）素質(zhì)目標(biāo)

1.增強(qiáng)對核物理學(xué)科的興趣和探索精神。

2.培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲袘B(tài)度和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

3.樹立安全意識(shí)，了解核技術(shù)應(yīng)用的社會(huì)責(zé)任。

三、課程內(nèi)容與安排

（一）基礎(chǔ)理論部分

1.原子核的基本性質(zhì)

(1)原子核的質(zhì)量和電荷

(2)原子核的自旋和宇稱

(3)核力與核模型

2.放射性衰變

(1)衰變類型（α、β、γ衰變）

(2)衰變規(guī)律與半衰期

(3)實(shí)驗(yàn)方法（計(jì)數(shù)法、譜儀分析）

（二）核反應(yīng)與核能

1.核反應(yīng)機(jī)制

(1)裂變與聚變原理

(2)核反應(yīng)截面與動(dòng)力學(xué)

(3)實(shí)驗(yàn)測量方法（反應(yīng)堆、加速器）

2.核能應(yīng)用

(1)核電站工作原理

(2)放射性同位素應(yīng)用（醫(yī)療、工業(yè)）

(3)安全防護(hù)措施

（三）實(shí)驗(yàn)與實(shí)訓(xùn)

1.實(shí)驗(yàn)設(shè)備介紹

(1)高能粒子加速器

(2)核譜儀操作步驟

(3)數(shù)據(jù)采集與處理

2.實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目

(1)放射性樣品測量實(shí)驗(yàn)

(2)核反應(yīng)截面計(jì)算

(3)安全操作演練

四、考核方式

（一）平時(shí)成績（30%）

1.課堂參與（10%）

2.作業(yè)提交（20%）

（二）期中考試（30%）

1.筆試形式，涵蓋基礎(chǔ)理論（70%）

2.實(shí)驗(yàn)操作考核（30%）

（三）期末考試（40%）

1.綜合性筆試，包括理論、計(jì)算、應(yīng)用題

2.實(shí)驗(yàn)報(bào)告（20%）

3.課堂展示（20%）

五、參考教材與資源

1.《原子核物理學(xué)》（張三著，2020年版）

2.《核物理實(shí)驗(yàn)教程》（李四編，2019年版）

3.官方教學(xué)平臺(tái)在線資源（包括視頻課程、仿真軟件）

六、注意事項(xiàng)

1.實(shí)驗(yàn)課必須遵守實(shí)驗(yàn)室安全規(guī)范，禁止無關(guān)操作。

2.作業(yè)需按時(shí)提交，遲交將按比例扣分。

3.期末考試不得作弊，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)將按校規(guī)處理。

一、課程概述

原子核物理學(xué)是一門研究原子核的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、反應(yīng)及其應(yīng)用的交叉學(xué)科。本課程旨在系統(tǒng)介紹原子核物理的基本理論、實(shí)驗(yàn)方法和前沿進(jìn)展，使學(xué)生掌握核心概念，培養(yǎng)科學(xué)思維和實(shí)踐能力。課程內(nèi)容涵蓋原子核的基本性質(zhì)、結(jié)構(gòu)模型、放射性、核反應(yīng)、核能應(yīng)用等方面，為后續(xù)相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

二、課程目標(biāo)

（一）知識(shí)目標(biāo)

1.掌握原子核的基本性質(zhì)，如質(zhì)量、電荷、自旋、磁矩等參數(shù)，理解其物理意義及測量方法。

2.理解原子核結(jié)構(gòu)模型，包括液滴模型、殼層模型、集體模型等，并能解釋其適用范圍和局限性。

3.熟悉放射性核素的衰變類型及規(guī)律，如α衰變、β衰變、γ衰變、電子俘獲等，掌握衰變數(shù)據(jù)的表示方法。

4.了解核反應(yīng)的基本機(jī)制，包括散射、裂變、聚變等，學(xué)習(xí)核反應(yīng)截面的概念及計(jì)算方法。

5.認(rèn)識(shí)核能的應(yīng)用領(lǐng)域，如核醫(yī)學(xué)、工業(yè)探測、能源開發(fā)等，并了解相關(guān)設(shè)備的原理。

（二）能力目標(biāo)

1.能夠運(yùn)用核物理公式分析簡單核反應(yīng)過程，如Q值計(jì)算、反應(yīng)速率估算等。

2.掌握核譜儀的基本原理和使用方法，包括能譜測量、峰識(shí)別、計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)等。

3.培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和誤差分析能力，如最小二乘法擬合、不確定度傳遞等。

4.提升科學(xué)文獻(xiàn)閱讀和綜述能力，能夠獨(dú)立查找、整理和總結(jié)相關(guān)領(lǐng)域的最新進(jìn)展。

（三）素質(zhì)目標(biāo)

1.增強(qiáng)對核物理學(xué)科的興趣和探索精神，培養(yǎng)批判性思維和創(chuàng)新能力。

2.培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲袘B(tài)度和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，如實(shí)驗(yàn)分工、結(jié)果討論等。

3.樹立安全意識(shí)，了解核技術(shù)應(yīng)用的安全規(guī)范和環(huán)境保護(hù)措施。

三、課程內(nèi)容與安排

（一）基礎(chǔ)理論部分

1.原子核的基本性質(zhì)

(1)原子核的質(zhì)量和電荷：介紹原子質(zhì)量單位、質(zhì)量虧損、電荷數(shù)等概念，以及質(zhì)譜儀的測量原理。

(2)原子核的自旋和宇稱：解釋核自旋的量子化特性、磁偶極矩、電四極矩等，并說明其實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證方法。

(3)核力與核模型：闡述核力的性質(zhì)（短程、強(qiáng)相互作用）、液滴模型（半經(jīng)驗(yàn)公式）、殼層模型（簡并量子態(tài)）等。

2.放射性衰變

(1)衰變類型：詳細(xì)說明α衰變（能量分配）、β衰變（中微子理論）、γ衰變（能級躍遷）、電子俘獲（內(nèi)轉(zhuǎn)換電子）等過程。

(2)衰變規(guī)律與半衰期：介紹衰變常數(shù)、放射性活度、衰變鏈、半衰期測定方法等。

(3)實(shí)驗(yàn)方法：演示計(jì)數(shù)器（蓋革-米勒計(jì)數(shù)器、閃爍計(jì)數(shù)器）的工作原理、計(jì)數(shù)率修正（死時(shí)間、效率）、譜儀分析等。

（二）核反應(yīng)與核能

1.核反應(yīng)機(jī)制

(1)裂變與聚變原理：解釋重核裂變（鏈?zhǔn)椒磻?yīng)）、輕核聚變（條件與產(chǎn)物）、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程。

(2)核反應(yīng)截面與動(dòng)力學(xué)：定義反應(yīng)截面、微截面、宏觀截面，介紹反應(yīng)率計(jì)算、時(shí)間演化等。

(3)實(shí)驗(yàn)測量方法：介紹反應(yīng)堆中子物理、加速器束流特性、活化分析、裂變室等實(shí)驗(yàn)技術(shù)。

2.核能應(yīng)用

(1)核電站工作原理：描述熱力學(xué)循環(huán)（朗肯循環(huán)）、核燃料（鈾-235、钚-239）、冷卻系統(tǒng)等。

(2)放射性同位素應(yīng)用：列舉工業(yè)（無損檢測、輻射加工）、醫(yī)療（成像、治療）、農(nóng)業(yè)（育種）等實(shí)例。

(3)安全防護(hù)措施：講解屏蔽材料（鉛、水）、輻射劑量（希沃特）、個(gè)人防護(hù)設(shè)備（鉛衣、劑量計(jì)）等。

（三）實(shí)驗(yàn)與實(shí)訓(xùn)

1.實(shí)驗(yàn)設(shè)備介紹

(1)高能粒子加速器：概述同步加速器、直線加速器、回旋加速器的結(jié)構(gòu)和工作原理。

(2)核譜儀操作步驟：演示多道分析器（MCA）的設(shè)置、數(shù)據(jù)采集、峰識(shí)別、定量分析等流程。

(3)數(shù)據(jù)采集與處理：介紹數(shù)據(jù)格式（ASCII、二進(jìn)制）、軟件（MATLAB、ROOT）的應(yīng)用、誤差處理方法。

2.實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目

(1)放射性樣品測量實(shí)驗(yàn)：設(shè)計(jì)測量方案（如氡氣濃度監(jiān)測）、儀器校準(zhǔn)、結(jié)果計(jì)算與討論。

(2)核反應(yīng)截面計(jì)算：基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（如中子散射截面），應(yīng)