(中国科学技术大学 物理虚拟仿真实验教学中心)

虚实重构的核物理实验

(中国科学技术大学 物理虚拟仿真实验教学中心)

1 主要内容

核物理实验教学需要放射源，而放射源存在辐射，需要严格的防护措施，否则会对人体造成伤害，造成核物理与核技术教学实验的困境. 为了减少辐射对人体的伤害，在许多核物理教学实验、核科学人才的培养过程中，通常采用脉冲信号源来代替放射源进行实验. 而脉冲信号源无法给出具有放射源物理特征的核信号，很难满足核物理与核技术应用的需求. 我们在核电子学、数字信号处理等技术的基础上，利用可编程器件、高速数字化器件和模拟ASIC技术研制了核脉冲信号源——虚拟放射源，通过对基本硬件系统的编程和配置，产生具有特定放射源特征输出信号.

虚拟放射源具有以下功能：

1)仿真放射源的物理特征，给出指定放射源的物理信息，如能量分布信息、粒子信息、探测器的响应信息；

2)输出幅度上具有随机性的信号；

3)输出时间上具有随机性的信号；

4)可根据实验需求仿真实验过程，动态产生触发判选条件，产生多粒子符合输出.

针对核物理与核技术实验教学，研制了通用数据采集器和自动定标器，与计算机和探测器组合，经配置和重构、虚拟仿真、虚实重构，可以构成所需的核物理与核技术实验教学平台，开设“闪烁谱仪测γ射线能谱”、“测量高速运动电子的动量与能量间关系”、“卢瑟福散射实……