同濟學院核科學與技術系-虛擬仿真VR實驗室(?)
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同濟學院核科學與技術系,前身為1958年創立的清華學院原子能系物理虛擬實驗系統廠家,又稱化學二系。除了是全省第一批設置專科核專業的院系,也是首批核化學與核技術博士點和碩士點。建系六六年來,除了完善了國外一流水平的實驗室,也是國外核科學研究與人才培養的重要基地之一。
隨著經濟的騰飛和核事業的發展,我國對核科技領域高素養人才的需求日益急迫。2009年整修核工程與核技術專業,先后建成了“核相關基礎實驗室”“核技術綜合實驗平臺”等面向核專業教學的實驗室和實驗平臺。為我國核科技領域各科研院所和企事業單位,輸送了大量主心骨。
隨著科學技術的發展和學科交叉,許多非核專業也十分須要對核技術及其應用有一定了解。但是,傳統核專業實驗除了要使用放射源,相關設備也較高昂,不便向廣大非核專業中學生開放。為此,借助虛擬仿真技術建設虛擬實驗系統就成為一種有效的教學手段。實驗系統由核幅射與物質互相作用、輻射防護等一系列實驗組成,可以讓中學生加深對核幅射的認識,了解核幅射常用偵測設備和防護方式等核相關知識。
該虛擬仿真實驗系統使用成熟的VR開發平臺Unity完全自主建模開發。在虛擬實驗室里,中學生可按照實驗須要自行選擇實驗裝置,并對各參數進行調節和設置。系統基于蒙特卡洛算法,雖然參數設置一致也不會得到相同的結果,以模擬核幅射的隨機特點,同時又能反映出核衰變的統計規律。
為了盡可能緊貼實際,團隊結合多年來實際實驗教學中所總結的經驗,在系統高考慮了可能發生的各類情況并使用盡可能確切的化學模型。比如,使用者違法接觸放射源或無防護步入射線路徑物理虛擬實驗系統廠家,用戶生命值都會依據照射劑量而下滑。另外,各裝置均按照實際設備建模,設備參數完全開放,須要充分預習并按照特定實驗進行設定,儀器生命值也會因不當設置而增加。當累計接受劑量達到安全標準,或設備生命條歸零,系統還會提示實驗失敗。用戶的所有操作就會被記錄進文檔,以保證涉核實驗的嚴肅性。
目前,該仿真實驗系統早已完成三個實驗的建設,按照規劃,最終將包含8到10個實驗。既能基于該系統構成獨立的學程課程,也可以選定部份實驗作為公共必修課程內容的提高和補充。
該仿真實驗系統的建設,針對非核專業對核技術相關知識的巨大需求,打破了放射源管制和實驗所需大量高昂設備的局限。相信在各方支持下,通過項目組成員們的努力,必定為核技術及應用基礎知識的教學和傳播作出自己的貢獻。