激光诱导击穿光谱分析技术的实验教学设计与实践
2021-07-27张莹莹张家良王晓娜
实验室研究与探索 2021年6期
张莹莹, 海 然, 张家良, 魏 来, 王晓娜
(大连理工大学物理学院三束材料改性教育部重点实验室,辽宁大连116023)
0 引 言
聚变核能是公认的可替代传统化石能源(煤炭、石油、天然气等)的一项人类伟大科技成就。由包括中国、欧盟、美国、俄罗斯等7方共同组织参与的国际热核聚变实验堆(ITER)项目,是当今世界规模最大的国际科技合作计划之一。随后,世界首台全超导托卡马克装置(EAST)由我国自主设计建造完成,该装置属于目前世界上最先进的磁约束聚变实验装置之一。与此同时,多项国家重大研究计划项目相继展开。我校作为ITER项目和EAST装置的主要参与者之一,在数值模拟和实验研究方面都做出了重要贡献[1-2]。然而,如何将国家重大研究计划和相关的科研成果转化为本科实验教学,拉近国家重大战略需求和重大科学前沿与本科生所学理论知识的距离,增强学生的爱国精神,并激发学生奉献祖国科研事业的决心和信心,是实验教学改革需要关注的问题之一[3-4]。
在托卡马克国家大实验装置中,如何在极端环境条件下进行实时、快速、精准地检测装置壁材料表面成分的细微变化,属于磁约束聚变研究的瓶颈问题。激光诱导击穿光谱技术(LIBS)[6-7],具有其他技术不可比拟的优点:使用简便、原位分析、在线检测等,同时被广泛应用于矿业探测、军事爆炸物检测、太空检测等多种环境下的诸多领域[8-10]。
在物理学教学实验中,基于国家重大研究计划项目,将有关LIBS技……
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