核物理范文10篇

摘要在最近十年,激光技术有了长足的进展,激光的强度超过了1022W/cm2,激光的电场达到~4×1012V/cm.当这种高强度的激光照射在靶上时,可以产生许多由激光产生的核反应现象.在这篇文章中,作者回顾了这一领域的研究进展,并对在不远的未来激光产生电子､质子､中子､X射线和正电子发展的潜力进行了一些讨论.

关键词啁啾脉冲放大,粒子云,正电子发射层析术,库仑爆炸

1什么是激光核物理

最近十年中,激光技术有了显著的进展,激光强度已超过1022W/cm2,激光的电场强度达到3.8×1012V/cm,比氢原子中电子玻尔轨道上的库仑场大759倍,相当于在原子大小上相应加上约40kV的电压,在原子核大小上相应加上约0.38V的电压,在这种很强的电场作用下,所有的原子都会在极短的时间内被电离,产生从几个MeV到几百MeV的质子,几十MeV到GeV的电子和其他粒子,以及韧致辐射和中子,这些粒子可以产生核反应,打开了核物理以及非线性相对论光学研究的新领域[1—3].

在今后的十年中,激光强度可能会提高到1026—1028W/cm2,这样高强度的激光可以将粒子加速到1012—1015eV,并将成为研究粒子物理､引力物理､非线性场论､超高压物理､天体物理和宇宙线研究中的一个有力工具[1].

超高功率超短脉冲激光技术的发展,在实验室中创造了前所未有的极端物态条件,如高电场､强磁场､高能量密度､高光压和高的电子抖动能量､高的电子加速度,这种极端的物理条件,目前只有在核爆中心､恒星内部､星洞边缘才能存在,在它和物质的相互作用中,产生了高度的非线性和相对论效应,产生了崭新的物理学领域,也为多个交叉学科前沿研究领域带来了历史性的机遇和拓展的空间.

朱光亚教授为本书所作的序言对原子核物理学的产生、发展、与其他学科的交叉、及下一个世纪的展望做了极好的描述。原子核物理研究的基本问题包括：核的构成及“版图”是怎样的？核子间相互作用及其表现形式是怎样的？核的转化规律是怎样的？……随着加速器技术、探测器技术和计算机技术的发展，人们可以获得更高能量及各种种类的离子（包括放射性离子），它可用作炮弹去轰击各种不同的原子核（靶核），产生各种核反应产物，从而研究原子核物理学的各种基本问题。促使原子核物理学在更高激发能、更高角动量和更大同位旋等的自由度内不断开拓新领域。

本书基本上是围绕着这个发展主线来描述的。全书共分八章，第一章绪论，概述了80年代以来原子核物理发展的主要成就，并展望今后可能取得重大进展的前沿方向，非常值得普通读者一读。第二至第五章分别论述了核结构和亚位垒融合及核裂变理论方面的最新成就。第六至第八章分别论述了下世纪初期原子核物理研究的三个前沿领域：中高能核－核碰撞，亚核子自由度研究和放射性束物理。

核结构一直是原子核物理学研究的中心课题之一在证实原子核由质子和中子组成的假设并建立了核的壳模型和集体模型以后，出现了两个新领域——原子核的高自旋态研究和巨共振研究，揭示原子核在快速转动和具有更高激发能时的核结构特性。最近几年随着放射性核束装置投入使用，当强烈改变核内中子数和质子数平衡，推向质子滴线和中子滴线时的原子核结构特性已引起人们的极大兴趣。本书第二、三章详细介绍了这些方面的新进展和发展前景，详细介绍了高自旋态研究中发现的回弯现象。有些现象的物理内涵至今还没有搞清楚。特别地，为了便于读者理解，作者对于巨共振的一般知识和各种巨共振模式做了系统介绍，并着重介绍了新的中子晕核产生的软模式巨共振，建立在激发态上的巨共振，巨共振的各种衰变方式，原子核自旋同位旋激发，磁巨共振，高温转动核的巨共振等前沿课题。

核裂变的发现是原子核物理基础研究的产物，并已得到了广泛的应用，但是有关核裂变的许多问题尚未完全搞清楚，一直还是原子核研究的一个重要方面。本书第四、五章论述垒下重离子融合裂变反应和原子核裂变，也提到了作者在这方面的近期成果，内容丰富，有的现象用理论解释还有偏差。作者也介绍了最近少量有关中子晕（皮）核的近垒和垒下裂变反应的实验及两种相反的理论预言，并预计这方面研究将开辟重离子核反应的新方向。对通常原子核的裂变反应以及现有的核裂变的液滴模型、裂变道理论、裂变理论的壳修正、核裂变的扩散模型、用多维输运过程来研究裂变动力学以及裂变理论中的量子修正，书中都有介绍。并对形状同质异能态现象、裂变中的延迟现象等实验及其理论进行了详尽的描述。对耗散裂变从唯象描述到微观理论的发展，作者给出了一个极好的展望。对裂变过程中的时标和核的粘滞性直到裂变理论和相关的非平衡态理论的关系也有很好的描述。

从第六章开始本书着重描述下世纪原子核物理可能会取得重大进展的三个前沿领域。第六章是有关中高能和相对论性核－核碰撞的，其中重大课题有：核物质的状态方程；核物质相变，包括液气相变和夸克－胶等离子体(QGP)的产生；热核性质和多重碎裂衰变的新模式等。宇宙初期大爆炸时可能产生QGP，这是人们从未认识过的新物态。作者从介绍核态方程的一般知识开始，进而较为详细地介绍了理论研究的现状，包括玻耳兹曼－乌林－乌伦贝克(BUU)方程，量子分子动力学方法(QMD)及核－核碰撞的输运模型的蒙特卡罗模拟，然后描述中高能核－核碰撞的有关实验及其解释。最后详细地介绍了QGP产生的有关实验和实验上诊断QGP产生的方法。对QGP的研究将对原子核物理，粒子物理和天体物理产生重大影响，但到目前为止，还没有一个实验明确表明QGP的存在。人们期待着20世纪末美国相对论性重离子加速器RIHC的运行及其实验结果。除了通过观察中子星和超新星爆发可以获得部分有关高温高密核物质的信息外，中高能核－核碰撞是目前实验室中研究高温高密核物质的唯一途径，这方面将有许多新的结果出现。

自80年代放射性核束装置问世以来，人们发现了中子晕核等一系列新现象。国际核物理学界普遍认为，放射性核束物理，包括它在天体物理和其他相关学科的应用是今后一个较长时期内原子核物理学重要的前沿领域之一。本书第七章对放射性核束产生的方法和有关装置做了详细的介绍，特别介绍了我国学者提出的兰州重离子加速器冷却储存环装置和北京放射性核束装置。这是一个方兴未艾的新领域。许多发现对传统核理论模型提出了尖锐的挑战。利用放射性核束进行的核反应和传统的核反应有很多不同之处，特别是一些学者提出用这种核反应来合成超重元素，从而扩展人们已经知道的元素种类，放射性核束将大大提高人们合成新元素并研究这些新核素的性质的能力。自然界除了200多种稳定核素外，理论预言大约还有6000个以上的不稳定核素，到目前为止人们合成了其中的2000多个，放射性核束将使人们更容易去合成这些未知的核素，特别是当这些核素越来越接近于中子滴线和质子滴线时，将表现出许多新奇的性质，发现并解释这些性质将是对原子核物理学的重大挑战。

中国原子能科学研究院丁大钊、陈永寿和张焕乔三位研究员编著的《原子核物理进展》，是一本全面介绍核物理前沿的专著。该书对近10年来原子核物理的主要成就及下世纪初三个重要的发展研究领域做了系统的论述，并适当结合作者和我国其他科研工作者的研究成果。它可引导青年研究者直接达到原子核物理学的最前沿。对于从事天体物理、粒子物理、凝聚态物理等方面研究的研究人员，本书也极具参考价值。恰逢天然放射性发现100周年及王淦昌教授90华诞前夕，正是王教授的学生编……

朱光亚教授为本书所作的序言对原子核物理学的产生、发展、与其他学科的交叉、及下一个世纪的展望做了极好的描述。原子核物理研究的基本问题包括：核的构成及“版图”是怎样的？核子间相互作用及其表现形式是怎样的？核的转化规律是怎样的？……随着加速器技术、探测器技术和计算机技术的发展，人们可以获得更高能量及各种种类的离子（包括放射性离子），它可用作炮弹去轰击各种不同的原子核（靶核），产生各种核反应产物，从而研究原子核物理学的各种基本问题。促使原子核物理学在更高激发能、更高角动量和更大同位旋等的自由度内不断开拓新领域。

本书基本上是围绕着这个发展主线来描述的。全书共分八章，第一章绪论，概述了80年代以来原子核物理发展的主要成就，并展望今后可能取得重大进展的前沿方向，非常值得普通读者一读。第二至第五章分别论述了核结构和亚位垒融合及核裂变理论方面的最新成就。第六至第八章分别论述了下世纪初期原子核物理研究的三个前沿领域：中高能核－核碰撞，亚核子自由度研究和放射性束物理。

核结构一直是原子核物理学研究的中心课题之一在证实原子核由质子和中子组成的假设并建立了核的壳模型和集体模型以后，出现了两个新领域——原子核的高自旋态研究和巨共振研究，揭示原子核在快速转动和具有更高激发能时的核结构特性。最近几年随着放射性核束装置投入使用，当强烈改变核内中子数和质子数平衡，推向质子滴线和中子滴线时的原子核结构特性已引起人们的极大兴趣。本书第二、三章详细介绍了这些方面的新进展和发展前景，详细介绍了高自旋态研究中发现的回弯现象。有些现象的物理内涵至今还没有搞清楚。特别地，为了便于读者理解，作者对于巨共振的一般知识和各种巨共振模式做了系统介绍，并着重介绍了新的中子晕核产生的软模式巨共振，建立在激发态上的巨共振，巨共振的各种衰变方式，原子核自旋同位旋激发，磁巨共振，高温转动核的巨共振等前沿课题。

核裂变的发现是原子核物理基础研究的产物，并已得到了广泛的应用，但是有关核裂变的许多问题尚未完全搞清楚，一直还是原子核研究的一个重要方面。本书第四、五章论述垒下重离子融合裂变反应和原子核裂变，也提到了作者在这方面的近期成果，内容丰富，有的现象用理论解释还有偏差。作者也介绍了最近少量有关中子晕（皮）核的近垒和垒下裂变反应的实验及两种相反的理论预言，并预计这方面研究将开辟重离子核反应的新方向。对通常原子核的裂变反应以及现有的核裂变的液滴模型、裂变道理论、裂变理论的壳修正、核裂变的扩散模型、用多维输运过程来研究裂变动力学以及裂变理论中的量子修正，书中都有介绍。并对形状同质异能态现象、裂变中的延迟现象等实验及其理论进行了详尽的描述。对耗散裂变从唯象描述到微观理论的发展，作者给出了一个极好的展望。对裂变过程中的时标和核的粘滞性直到裂变理论和相关的非平衡态理论的关系也有很好的描述。

从第六章开始本书着重描述下世纪原子核物理可能会取得重大进展的三个前沿领域。第六章是有关中高能和相对论性核－核碰撞的，其中重大课题有：核物质的状态方程；核物质相变，包括液气相变和夸克－胶等离子体(QGP)的产生；热核性质和多重碎裂衰变的新模式等。宇宙初期大爆炸时可能产生QGP，这是人们从未认识过的新物态。作者从介绍核态方程的一般知识开始，进而较为详细地介绍了理论研究的现状，包括玻耳兹曼－乌林－乌伦贝克(BUU)方程，量子分子动力学方法(QMD)及核－核碰撞的输运模型的蒙特卡罗模拟，然后描述中高能核－核碰撞的有关实验及其解释。最后详细地介绍了QGP产生的有关实验和实验上诊断QGP产生的方法。对QGP的研究将对原子核物理，粒子物理和天体物理产生重大影响，但到目前为止，还没有一个实验明确表明QGP的存在。人们期待着20世纪末美国相对论性重离子加速器RIHC的运行及其实验结果。除了通过观察中子星和超新星爆发可以获得部分有关高温高密核物质的信息外，中高能核－核碰撞是目前实验室中研究高温高密核物质的唯一途径，这方面将有许多新的结果出现。

中国原子能科学研究院丁大钊、陈永寿和张焕乔三位研究员编著的《原子核物理进展》，是一本全面介绍核物理前沿的专著。该书对近10年来原子核物理的主要成就及下世纪初三个重要的发展研究领域做了系统的论述，并适当结合作者和我国其他科研工作者的研究成果。它可引导青年研究者直接达到原子核物理学的最前沿。对于从事天体物理、粒子物理、凝聚态物理等方面研究的研究人员，本书也极具参考价值。恰逢天然放射性发现100周年及王淦昌教授90华诞前夕，正是王教授的学生编……

朱光亚教授为本书所作的序言对原子核物理学的产生、发展、与其他学科的交叉、及下一个世纪的展望做了极好的描述。原子核物理研究的基本问题包括：核的构成及“版图”是怎样的？核子间相互作用及其表现形式是怎样的？核的转化规律是怎样的？……随着加速器技术、探测器技术和计算机技术的发展，人们可以获得更高能量及各种种类的离子（包括放射性离子），它可用作炮弹去轰击各种不同的原子核（靶核），产生各种核反应产物，从而研究原子核物理学的各种基本问题。促使原子核物理学在更高激发能、更高角动量和更大同位旋等的自由度内不断开拓新领域。

本书基本上是围绕着这个发展主线来描述的。全书共分八章，第一章绪论，概述了80年代以来原子核物理发展的主要成就，并展望今后可能取得重大进展的前沿方向，非常值得普通读者一读。第二至第五章分别论述了核结构和亚位垒融合及核裂变理论方面的最新成就。第六至第八章分别论述了下世纪初期原子核物理研究的三个前沿领域：中高能核－核碰撞，亚核子自由度研究和放射性束物理。

核结构一直是原子核物理学研究的中心课题之一在证实原子核由质子和中子组成的假设并建立了核的壳模型和集体模型以后，出现了两个新领域——原子核的高自旋态研究和巨共振研究，揭示原子核在快速转动和具有更高激发能时的核结构特性。最近几年随着放射性核束装置投入使用，当强烈改变核内中子数和质子数平衡，推向质子滴线和中子滴线时的原子核结构特性已引起人们的极大兴趣。本书第二、三章详细介绍了这些方面的新进展和发展前景，详细介绍了高自旋态研究中发现的回弯现象。有些现象的物理内涵至今还没有搞清楚。特别地，为了便于读者理解，作者对于巨共振的一般知识和各种巨共振模式做了系统介绍，并着重介绍了新的中子晕核产生的软模式巨共振，建立在激发态上的巨共振，巨共振的各种衰变方式，原子核自旋同位旋激发，磁巨共振，高温转动核的巨共振等前沿课题。

核裂变的发现是原子核物理基础研究的产物，并已得到了广泛的应用，但是有关核裂变的许多问题尚未完全搞清楚，一直还是原子核研究的一个重要方面。本书第四、五章论述垒下重离子融合裂变反应和原子核裂变，也提到了作者在这方面的近期成果，内容丰富，有的现象用理论解释还有偏差。作者也介绍了最近少量有关中子晕（皮）核的近垒和垒下裂变反应的实验及两种相反的理论预言，并预计这方面研究将开辟重离子核反应的新方向。对通常原子核的裂变反应以及现有的核裂变的液滴模型、裂变道理论、裂变理论的壳修正、核裂变的扩散模型、用多维输运过程来研究裂变动力学以及裂变理论中的量子修正，书中都有介绍。并对形状同质异能态现象、裂变中的延迟现象等实验及其理论进行了详尽的描述。对耗散裂变从唯象描述到微观理论的发展，作者给出了一个极好的展望。对裂变过程中的时标和核的粘滞性直到裂变理论和相关的非平衡态理论的关系也有很好的描述。

从第六章开始本书着重描述下世纪原子核物理可能会取得重大进展的三个前沿领域。第六章是有关中高能和相对论性核－核碰撞的，其中重大课题有：核物质的状态方程；核物质相变，包括液气相变和夸克－胶等离子体(QGP)的产生；热核性质和多重碎裂衰变的新模式等。宇宙初期大爆炸时可能产生QGP，这是人们从未认识过的新物态。作者从介绍核态方程的一般知识开始，进而较为详细地介绍了理论研究的现状，包括玻耳兹曼－乌林－乌伦贝克(BUU)方程，量子分子动力学方法(QMD)及核－核碰撞的输运模型的蒙特卡罗模拟，然后描述中高能核－核碰撞的有关实验及其解释。最后详细地介绍了QGP产生的有关实验和实验上诊断QGP产生的方法。对QGP的研究将对原子核物理，粒子物理和天体物理产生重大影响，但到目前为止，还没有一个实验明确表明QGP的存在。人们期待着20世纪末美国相对论性重离子加速器RIHC的运行及其实验结果。除了通过观察中子星和超新星爆发可以获得部分有关高温高密核物质的信息外，中高能核－核碰撞是目前实验室中研究高温高密核物质的唯一途径，这方面将有许多新的结果出现。

一、21世纪物理学的几个活跃领域

蒸蒸日上的凝聚态物理学

自从80年代中期发现了所谓高临界温度超导体以来，世界上对这种应用潜力很大的新材料的研究热情和乐观情绪此起彼伏，时断时续。这种新材料能在液氮温区下传导电流而没有阻抗。高临界温度超导材料的研究仍是今后凝聚态物理学中活跃的领域之一。目前，许多国家的科学工作者仍在争分夺秒，继续进行竞争，向更高温区，甚至室温温区超导材料的研究和应用努力。可以预计，这个势头今后也不会减弱，此外，高临界温度的超导材料的机械性能、韧性强度和加工成材工艺也需进一步提高和解决。科学家们预测，21世纪初，这些技术问题可以得到解决并将有广泛的应用前景，有可能会引起一场新的工业革命。超导电机、超导磁悬浮列车、超导船、超导计算机等将会面向市场，届时，世界超导材料市场可望达到2000亿美元。

由不同材料的薄膜交替组成的超晶格材料可望成为新一代的微电子、光电子材料。超晶格材料诞生于20世纪70年代末，在短短不到30年的时间内，已逐步揭示出其微观机制和物理图像。目前已利用半导体超晶格材料研制成许多新器件，它可以在原子尺度上对半导体的组分掺杂进行人工“设计”，从而可以研究一般半导体中根本不存在的物理现象，并将固态电子器件的应用推向一个新阶段。但目前对于其他类型的超晶格材料的制备尚需做进一步的努力。一些科学家预测，下一代的电子器件可能会被微结构器件替代，从而可能会带来一场电子工业的革命。微结构物理的研究还有许多新的物理现象有待于揭示。21世纪可能会硕果累累，它的前景不可低估。

近年来，两种与磁阻有关的引起人们强烈兴趣的现象就是所谓的巨磁阻和超巨磁阻现象。一般磁阻是物质的电阻率在磁场中会发生轻微的变化，而巨磁和超巨磁可以是几倍或数千倍的变化。超巨磁现象中令人吃惊的是，在很强的磁场中某些绝缘体会突变为导体，这种原因尚不清楚，就像高临界温度超导材料超导性的原因难以捉摸一样。目前，巨磁和超巨磁实现应用的主要障碍是强磁场和低温的要求，预计下世纪初在这方面会有很大的进展，并会有诱人的应用前景。

可以预计，新材料的发展是21世纪凝聚态物理学研究重要的发展方向之一。新材料的发展趋势是：复合化、功能特殊化、性能极限化和结构微观化。如，成分密度和功能不均匀的梯度材料；可随空间时间条件而变化的智能材料；变形速度快的压电材料以及精细陶瓷材料等都将成为下世纪重要的新材料。材料专家预计，21世纪新材料品种可能突破100万种。

中央电视台《新闻联播》节目中以“用生命谱写永恒之光”为题，播出了马祖光院士的感人事迹，《人民日报》发表了《光的追求》一文，一个学习马祖光院士的热潮在全国兴起。通过学习马组光院士的事迹后，深有感触，我觉得，我们应该着重学习以下几点：

一、学习马祖光爱国爱党，为国家，该争的时候还是要争

国家兴亡、匹夫有责的信念，根深蒂固地在马祖光的血脉里流淌。23岁那年，没等研究生班毕业，他即被抽调组建物理教研室；30岁那年，国家需要，受命创办核物理专业；42岁那年，还是国家需要，领衔创办激光专业……1980年，在著名的德国汉诺威大学物理研究所，他独自一人研究成功地发现了新光谱，在研究所把他的名字排在他写的论文的第三位时，他站出来说话了：“这不是我个人的事，这是中国人做出来的，荣誉应该属于中国。”在国内从不争名的马祖光不答应了。最后，所长写下证明：“发现新光谱，这完全是中国的马祖光一人独立做出来的。”，世界瞩目，美国、苏联、法、德、意等国的科学家做不出来的东西，中国人做出来了，这给中国人争了很大的光。

二、学习马祖光知难而进、不断创新的精神

马祖光对待困难的勇气，对待事业的不断创新精神也很值得我们学习。马祖光当初放下驾轻就熟的核物理专业，同他的同事们一起开辟和建立一门新的学科――激光专业，这需要很大的勇气和创新精神。在实验室条件很差，设备很简陋的情况下，他带着研究生继续做试验，研究新的激光震荡谱线，很艰苦，但是他没有半点怨言。在德国期间，作为改革开放后中国首批公派留学人员，马祖光掂量得出肩上责任的份量。他悄悄盯上了“钠双原子分子第一三重态跃迁”，这是近红外激光发展中的世界难题，是国际激光研究的一大热点。经历了很多次失败，在同行下了最后通谍――“必须改题”时，马祖光坚决不干：“放弃？请再给我10天时间！”在这最后的10天里，马祖光独自一人，连熬了5个夜，终于成功发现了各国科学家梦寐以求的“Na2新的近红外连续谱区”。辛苦的耕耘终于得到了美满的果实。

三、学习马祖光甘于清贫、为人师表的学者风范

“互联网+”时代使得MOOC（慕课）可以而且正在成为大学教育的一个组成部分。得益于同济大学已经在中国大学MOOC上线的“大学物理学”系列课程的建设和应用，以及前期“医用物理学”微课程设计项目的顺利完成，我们正在进行具有医学特色的医用物理学微课程视频资源库的开发和建设。并逐步建立医用物理学在线课程所配套的教学资源库，其中包括微课程视频录制，配套媒体资源建设以及医用物理学试题库建设等。目标是实现资源的覆盖和共享，填补和提供医学类在校生课堂外的自主学习平台，并为相关教师开展翻转课堂、SPOC等教学模式改革提供平台。

1医用物理学在线课程建设

基于同济大学自主开发的大学物理在线课程（见图1）平台，结合医用物理学的教材建设和教学特色，我们正在开展医用物理学在线课程的开发和建设。根据在线课程对教学资源的需求，需要进行一系列课程资源的配套建设，其中软件部分就包括了微课程脚本的设计，微课程视频的录制和制作，配套媒体资源库建设，以及医用物理学题库建设等。图2是医用物理学在线课程的网页界面，它是由课时列表、讨论区、资料区、评价等板块构成。其中课时列表区以微课程为主题，是课程的核心部分，也是我们建设的重点内容。微课程以章节为单元展开，每单元分为若干讲，每讲以知识点为主题展开。根据章节内容的容量，每单元可设计为十几讲到几十讲不等。例如“振动与波声波超声波”部分就有三十六讲。每讲都有与之配套的视频（课程微视频，时长约为5~10分钟）、文档（演示文稿，即配合微视频的PPT电子课件）、随堂测试（包括单选题，多选题，判断题和填空题）。每单元有配套的单元作业和单元测试，课程结束后还有课程考试。讨论区由教师答疑，课堂交流和学生讨论组成。学习者可以在这里进行师生互动和生生互动，即可以随时向教师就课程，作业和测试等内容提出问题，并得到教师的答疑解惑。同时，学习者还可以借助于该板块就学习中遇到的疑难问题展开讨论以获得同伴的帮助，支持和认可，并增加学习的趣味性和认同感。资料区则提供给学习者与课程相关的各种资料和信息，如多媒体资源，包括视频，图像图形，动画，网站等。借助教育技术和互联网的优势，向课程的深度与广度延伸，给学生提供一个立体化多维度的学习环境。评价是由课程测评和学生互评组成。课程测评是系统对学生的单元作业和单元测试进行评分，包括课程期末考试。而学生互评则是学习者之间的互相评价。这些评价按一定的权重相加，最后给出学习者一个总评成绩。

2医用物理学微课程视频资源库建设

由上述可知，开展医用物理学微课程视频资源库建设是医用物理学在线课程开发和建设的重点内容。它包括与该教学主题相关的教学设计、演示文稿、媒体素材，以及学习者在微课程学习后所进行的自我评价，如在线讨论，练习测试等辅助性教学资源，它们以一定的形式组合在一起，营造一个半结构化、主题式的资源单元应用“小环境”。2.1微课程选题和脚本设计。结合物理学，我们在微课程的设计上尽可能突出医用物理学的特点。例如在振动和波部分，选择声波作为一个微课程系列。该部分包括了6个知识点，它们是：声波和声速、声压和声强、声强级和响度级、超声波、超声波的应用和超声医学诊断。在激光部分是：激光产生的原理、激光的生物效应、激光的医学应用、医用激光器简介等。X射线部分是：X射线的产生、X射线谱、X射线的吸收、X射线与物质的相互作用、X射线的生物效应和X射线的医学应用等。原子核物理部分是：原子核的基本性质、原子核的结合能和核力、原子核的放射性、辐射剂量和辐射防护、放射性核素在医学上的应用、核磁共振的基本原理和核磁共振波谱仪等。在微课程设计过程中，除了做到突出医学特色外，每个知识点既能独立成篇，又在整体上具有系统性。在物理学的许多部分都涉及医学现象的物理原理以及物理原理在医学领域方面的应用，从这些方面入手进行选题，更能提高医学类学生学习物理学的兴趣，帮助他们加强对物理概念和规律的理解，培养和提高他们分析问题和解决问题的能力。结合我们主编的《医用物理学》教材（由清华大学出版社出版），在脚本（课件）的设计中，更加注重课件与教材之间的关联性以充分体现该教材的特色。总之，无论在教学内容的安排，课件配图或媒体的应用，还是在课件背景的设计等各个方面都围绕该设计理念展开，即做到：（1）知识点全面覆盖；（2）突显医学知识和应用；（3）内容短小精练；（4）应用媒体资源如数字化课件，动画，图形图像，演示录像等元素。4分别是X射线部分和原子核物理部分的脚本设计案例。特别强调的是为了增加微课程视频的可视度，在微课程脚本设计中，我们将尽可能加入题材多样的媒体资源，如图像、图形，演示录像，3D课件及动画等元素。希望通过视觉效果，充分体现“知识脉冲”效应对学习者的“冲”击作用，激发学习者的学习兴趣，达到在“时间碎片”中学习“知识碎片”的最佳效果。2.2微视频录制和制作。微课程视频的录制形式多种多样，可以是录像室录制、随堂录制或屏幕抓拍等。经过实践、对比和调研，目前我们采用了以PPT为主的屏幕抓拍，以及教师的随堂授课录制。另外动员学生加入到我们的课程建设中来，让学生做学习的主人。不仅调动了学生的学习积极性，而且更大程度上发挥了学生自己的创新思想和想象能力。事实上学生的作品（微视频、实验录像、计算机课件等）都能收到学生的积极响应。除了上述的主要微课程视频模式，我们对习题课视频做了不同的处理。习题课在物理教学环节中有着重要的作用，但在微课程中增加配合知识点的例题讲解，会导致时长的增加。为此，在课程设计中，我们将习题另外单独录制。形式上采用教师边做边讲解的方式，让学生深切感受到老师就在自己身边娓娓分析。根据课程需要还会单独录制演示实验等。除了微课程视频库的建设，还有配套媒体资源建设以及医用物理学试题库建设等工作也在进一步实施中。

3结语

摘要：核安全工程是2010年经教育部批准设置的战略性新兴产业相关本科专业，南华大学是目前唯一获批该专业（方向）招生的高校。文章对南华大学核安全工程专业（方向）在人才培养方案制定、培养目标、课程体系、师资队伍建设、实验室建设、实习基地建设等方面的探索与实践进行了阐述，旨在为核安全领域本科层次人才培养提供参考。

关键词：核安全工程；人才培养；高校

2010年，南华大学发挥自身几十年为我国核工业事业培养了大批专业人才的优势和特色，凭借扎实的专业建设基础，积极申报高等学校战略性新兴产业相关本科专业———核安全工程，并获得教育部批准设置。2010年即从新生中通过转专业的方式转入一个自然班开始培养工作，该专业2011年获批湖南省特色建设本科专业，2012年获批湖南省专业综合改革试点专业。2012年普通高等学校专业目录修订后，原“核安全工程”与“辐射防护与环境工程”专业调整为“辐射防护与核安全”。2013年经湖南省教育厅批准，南华大学以“核安全工程（专业方向）”继续招收本科学生，也是迄今唯一批准设置该专业的高校。本文从人才培养方案制定、培养目标、课程体系、师资队伍建设、实验室建设、实习基地建设等方面阐述南华大学核安全工程专业建设，以期为核安全领域本科层次人才培养提供借鉴与参考。

一、核安全工程专业培养方案制定的思考

随着我国环境压力日益突出，核能作为一种几乎是零排放的清洁能源，在我国的能源结构调整中将发挥越来越重要的作用。为了保证我国核电建设的安全、高效发展，国家环保部核安全局已在国内实施注册核安全工程师制度。为了适应核安全人才的强大的需求现状，南华大学于2007年率先在安全工程专业下设置了核电安全工程和铀矿冶安全工程两个专业方向，并在人才培养目标方面进行了积极探索[1]。为了制定核安全工程专业培养方案，学科建设团队首先以需求为导向，先后调研了中核福清核电站、中核三门核电站、中国原子能科学研究院、中核北方核燃料元件有限公司（二○二厂）、中核锦原铀业有限公司等十多个核工业企事业单位，获得了中核北方核燃料元件有限公司、中国核动力研究设计院、秦山核电有限公司、西安中核蓝天铀业有限公司等单位的信函回执反馈意见，并利用南华大学为中核集团开办的安全工程领域工程硕士班学生来校学习的机会，分企业类别（核电企业、研究院所、铀矿冶企业、核燃料加工企业、核废物处理企业等）召开学员座谈会，听取意见与建议。同时，组织南华大学相关专业（特别是核类专业）教师多次研讨核安全工程专业人才培养方案。最终确定以“核安全工程师应用型人才培养”为办学宗旨，主要参照国家《注册核安全工程师》、《注册安全评价师》和《安全工程专业中、高级技术资格评审条件》的知识要求，根据“基础厚、口径宽、能力强、素质高”的原则制定该专业人才培养方案，并分别于2012年和2014年进行了两次修改。

二、核安全工程专业的培养目标

摘要：目的探索基础核医学课的教学方法。方法选取2016年级临床医学专业本科生216名为研究对象，按学号随机将其分成试验组和对照组，每组108名。对照组以传统核医学教学模式进行授课，试验组以问题教学法（PBL）结合核医学物理演示实验进行授课。比较两组的教学效果。结果试验组对“有助于了解核辐射防护知识”“认为核医学工作及检查不可怕”“对核医学工作、学习深造感兴趣”教学效果问卷调查的认同人数占比高于对照组（P<0.05）。试验组的见习课和理论成绩均高于对照组（P＜0.05）。结论PBL结合核医学物理演示实验方法可提高学生的综合能力和学习成绩，值得在基础核医学课中推广应用。

关键词：核医学；问题教学法；物理演示

实验核医学是开展核技术在医学中的应用及其相关理论研究的学科，包括基础、临床、实验和分子核医学等分支学科[1]，其是核电子学、核化学和生物学等现代学科与医学相结合的产物[2]。然而，当前核医学教学中存在重视理论课程、忽视实习课程的问题，实习课程中主要集中在医学相关实习讨论，忽视核物理、仪器设备和放射性药物等基础核医学的见习课程[3]，导致学生对核医学学习和理解欠缺，且易产生辐射恐怖，从而失去兴趣。问题教学法（PBL）是以学生为主体，问题为中心，老师为导向的新型教学模式，其核心在于促使学生通过自主学习探究问题的答案，被广泛应用于高校教学当中[4-5]。本研究通过应用PBL教学法结合核医学物理演示实验方法，探讨基础核医学课的教学方法，旨在改善基础核医学课的教学效果和提高学生学习效率。

1资料与方法

1.1一般资料。选取2016年级临床医学专业本科生216名为研究对象，按学号随机将其分成试验组和对照组，每组108名。试验组平均年龄（20.51±1.43）岁；男生49名，女生59名。对照组平均年龄（20.86±2.21）岁；男生47名，女生61名。两组的一般资料无显著差异（Р>0.05）。两组均使用张永学、高再荣主编的《核医学》（第3版，科学出版社出版）。教学内容包括核医学物理基础、仪器设备、放射性药物及辐射防护等章节。见习场所为广西医科大学附属肿瘤医院核医学科，拥有SPECT/CT、PET/CT、医用回旋加速器、药物合成器及放射性药物质控等设备。在试验教学前，已经对两组学生的医学基础课程学习成绩进行分析、整理，根据学生基础课程的理论考试成绩情况进行分组分班教学，因此两组学生的学习能力基本均等。1.2方法。试验组理论课教学采用PBL教学法，具体如下：①根据教学大纲要求的知识概念熟练掌握知识点；②7~8名学生为一组，学生各自发挥自己的优势，制订问题并建立假设；③文献资料查找，寻找解决方案，提出假设；④由教师主持，组内讨论、归纳和总结方法，论证研究假设；⑤教师整合结果，进行总结、拓展及补充，点明知识重点和疑难点。见习课采用核医学物理演示实验，由教师演示和学生参与、配合完成，具体如下：①放射性药物制备与质控；②ECT药物的制备；③放射性辐射监测核医学物理实验，引出放射性核素示踪及显像原理、特点、临床应用及辐射防护。对照组理论课教学采用传统面授版书教学，见习课以教师讲解-学生参观为主的传统见习模式：见习老师带领学生进入核医学现场，对医用回旋加速器、PET/CT室、SPECT/CT室进行参观学习。1.3观察指标及评价标准。教学结束后对试验组和对照组学生各发放了108张问卷进行调研（调查问卷已进行预调查，保证其稳定性和可靠性），包括接触核医学前认知调查（核医学了解程度、核医学了解途径）、教学效果[是否有助于了解核辐射防护知识、是否认为核医学工作及检查可怕（或不可怕）、对核医学工作、学习深造是否感兴趣]。设计基础核医学课的考核测试题（内容主要以核医学物理、仪器设备、放射性药物及辐射防护等知识为主），统一进行理论考核测试（卷面100分）和见习课考核（50分）。理论考核内容包括核物理基础、仪器设备、放射性药物及辐射防护等非诊断、治疗和体外分析等；见习课程考核内容包括核医学科现场的工作场所、仪器设备、显像操作及辐射防护等。1.4统计学方法。采用SPSS23.0统计学软件进行数据处理，计数资料用n/%表示，用χ2检验，计量资料用x軃±s表示，用t检验，以P<0.05为差异具有统计学意义。

2结果

20世纪是科学技术飞速发展的时代。在这个时代，目睹了人类分裂原子、拼接基因、克隆动物、开通信息高速公路、纳米加工和探索太空。很难设想，若没有科学技术的飞速发展，没有原子能、没有计算机、没有半导体，现代生活将是什么样子。与科学技术的发展一样，物理学也经历了极其深刻的革命。可以说，物理学每时每刻都在不停的发展，其活跃的前沿领域很多，是最有生命力、成果最多的学科之一。

一、21世纪物理学的几个活跃领域

蒸蒸日上的凝聚态物理学

自从80年代中期发现了所谓高临界温度超导体以来，世界上对这种应用潜力很大的新材料的研究热情和乐观情绪此起彼伏，时断时续。这种新材料能在液氮温区下传导电流而没有阻抗。高临界温度超导材料的研究仍是今后凝聚态物理学中活跃的领域之一。目前，许多国家的科学工作者仍在争分夺秒，继续进行竞争，向更高温区，甚至室温温区超导材料的研究和应用努力。可以预计，这个势头今后也不会减弱，此外，高临界温度的超导材料的机械性能、韧性强度和加工成材工艺也需进一步提高和解决。科学家们预测，21世纪初，这些技术问题可以得到解决并将有广泛的应用前景，有可能会引起一场新的工业革命。超导电机、超导磁悬浮列车、超导船、超导计算机等将会面向市场，届时，世界超导材料市场可望达到2000亿美元。

由不同材料的薄膜交替组成的超晶格材料可望成为新一代的微电子、光电子材料。超晶格材料诞生于20世纪70年代末，在短短不到30年的时间内，已逐步揭示出其微观机制和物理图像。目前已利用半导体超晶格材料研制成许多新器件，它可以在原子尺度上对半导体的组分掺杂进行人工“设计”，从而可以研究一般半导体中根本不存在的物理现象，并将固态电子器件的应用推向一个新阶段。但目前对于其他类型的超晶格材料的制备尚需做进一步的努力。一些科学家预测，下一代的电子器件可能会被微结构器件替代，从而可能会带来一场电子工业的革命。微结构物理的研究还有许多新的物理现象有待于揭示。21世纪可能会硕果累累，它的前景不可低估。

近年来，两种与磁阻有关的引起人们强烈兴趣的现象就是所谓的巨磁阻和超巨磁阻现象。一般磁阻是物质的电阻率在磁场中会发生轻微的变化，而巨磁和超巨磁可以是几倍或数千倍的变化。超巨磁现象中令人吃惊的是，在很强的磁场中某些绝缘体会突变为导体，这种原因尚不清楚，就像高临界温度超导材料超导性的原因难以捉摸一样。目前，巨磁和超巨磁实现应用的主要障碍是强磁场和低温的要求，预计下世纪初在这方面会有很大的进展，并会有诱人的应用前景。