《核電子學與核儀器概論》課程教學大綱

《核電子學與核儀器概論》教學大綱一、課程基本信息課程名稱核電子學與核儀器概論IntroductionofNuclearElectronicsandNuclearInstrumentation課程編碼SCC521421030開課院部理學院課程團隊核物理方法與技術(shù)方向教學團隊學分3.0課內(nèi)學時52講授40實驗12上機0實踐0課外學時0適用專業(yè)應(yīng)用物理學授課語言中文先修課程電工電子學、電工電子學實驗、核物理實驗方法課程簡介（限選）《核電子學與核儀器概論》是應(yīng)用物理學專業(yè)限選課，本課程的任務(wù)是學生在學習電工電子技術(shù)，核物理實驗方法等課程的基礎(chǔ)上，了解常用核輻射檢測儀器基本結(jié)構(gòu)及工作原理，掌握核輻射檢測系統(tǒng)核心電路的結(jié)構(gòu)及工作原理；掌握核輻射檢測系統(tǒng)的構(gòu)建及使用方法。本課程的學習，不但能夠使學生掌握基本理論知識，還能夠培養(yǎng)學生實踐創(chuàng)新能力，為從事核科學與技術(shù)領(lǐng)域的研究奠定基礎(chǔ)。通過本課程的學習，要求學生了解核電子學系統(tǒng)中的信號與噪聲的特點，掌握核輻射檢測儀器的整體結(jié)構(gòu)，掌握前置放大器分類及特點，掌握放大器功能及各組成部分工作原理，掌握脈沖幅度分析技術(shù)，掌握時間分析技術(shù)，掌握核譜數(shù)據(jù)獲取與處理技術(shù)，了解核輻射檢測儀器的基礎(chǔ)設(shè)計思想。NuclearelectronicsandnuclearinstrumentisoneofelectivecoursesforstudentsmajoredinAppliedPhysics.Themissionofthiscourseistolearnthebasicstructureandworkingprincipleofthecommonlyusednuclearradiationdetectioninstrumentbasedonthestudyof“Electricalengineeringandelectronics”and“Experimentalmethodsinnuclearphysics”courses,andmasterthestructureandworkingprincipleofcorecircuitofnuclearradiationdetectionsystem,theconstructionandusageofradiationdetectionsystem.Throughthecourse,studentscanmasterthebasictheoreticalknowledge,cultivatestudents’practicalinnovationability,andlaythefoundationfortheresearchinthefieldofnuclearscienceandtechnology.Afterlearningthiscourse,Studentsshouldbeunderstandingthecharacteristicsofthesignalandnoiseinthenuclearelectronicssystem,masteringtheoverallstructureofnuclearradiationdetectionsystem,masteringtheclassificationandcharacteristicsofpreamplifier,masteringthefunctionandtheworkingprincipleofeachpartofamplifier,masteringthepulseamplitudeanalysistechnology,timinganalysistechnology,masteringthenuclearspectrumdataacquisitionandprocessingtechnology,understandingthebasicdesignideaofnuclearradiationdetectionequipment.負責人大綱執(zhí)筆人審核人二、課程目標序號代號課程目標OBE畢業(yè)要求指標點任務(wù)自選1M1目標1：掌握核電子技術(shù)的基礎(chǔ)理論、基本知識和基本技術(shù)是3.13.12M2目標2：培養(yǎng)核電子學實驗相關(guān)技能是3.33.3三、課程內(nèi)容序號章節(jié)號標題課程內(nèi)容/重難點支撐課程目標課內(nèi)學時教學方式課外學時課外環(huán)節(jié)1第1章緒論本章重點難點：核電子學的研究內(nèi)容。/////21.1核電子學的特點核電子學的研究內(nèi)容和發(fā)展歷史M11講授//31.2核電子學的應(yīng)用介紹核電子與核儀器的具體應(yīng)用M11講授1應(yīng)用實例學習4第2章核電子學系統(tǒng)中的信號與噪聲本章的重點難點：核輻射探測器分類，噪聲分類及噪聲源，時域、頻域分析方法，核電子學測試系統(tǒng)的組成。/////52.1核輻射探測器及其輸出信號核輻射探測器的分類和輸出信號；核輻射探測器的基本性能；核輻射探測器的輸出電路；核輻射探測器的輸出信號的數(shù)學模擬。M12講授2作業(yè)62.2核電子學中的噪聲噪聲對核測量的影響；噪聲的分類和噪聲源。M11講授//72.3核電子學中的信號與噪聲分析基礎(chǔ)時域和頻域分析方法；核電子學中常見的基本電路分析；核隨機信號通過線性網(wǎng)絡(luò)的性質(zhì)。M13講授2作業(yè)82.4核電子學測量系統(tǒng)概述核電子學測試系統(tǒng)的基本組成；核電子學常用的信號處理系統(tǒng)；核電子學信號處理單元插件標準化。M11講授1應(yīng)用實例學習9第3章前置放大器本章的重點難點：前置放大器的分類，電壓、電荷和電流前置放大器的特點，電荷靈敏前置放大器的噪聲分析和抑制措施。/////103.1前置放大器作用與分類前置放大器的作用；前置放大器的分類。M11講授//113.2電荷靈敏前置放大器電荷靈敏前置放大器的主要特性；電荷靈敏前置放大器的基本電路；電荷靈敏前置放大器的噪聲分析和抵制措施。M12講授3作業(yè)+應(yīng)用實例學習123.3電壓靈敏前置放大器和電流靈敏前置放大器電壓靈敏前置放大器的特點和電路；電流靈敏前置放大器的特點和電路。M11講授//13第4章放大器本章的重點難點：濾波成形原理及方法；最佳濾波器。/////144.1放大器的作用結(jié)構(gòu)放大器在核測量系統(tǒng)中的作用；放大器的結(jié)構(gòu)框圖；放大器的基本參量；其它類型的一些放大器M11講授//154.2譜儀放大器的放大節(jié)放大器的結(jié)構(gòu)；基于分立元件的放大器；基于集成運放的放大器。M12講授2作業(yè)164.3譜儀放大器中的濾波成形濾波成形電路的作用；最佳濾波器；濾波成形電路的信息畸變；無源濾波成形電路；有源濾波成形電路。M12講授2作業(yè)174.4通用譜儀放大器基線恢復(fù)器；通用譜儀放大器介紹。M12講授//184.5高能量分辨率高計數(shù)率的譜儀放大器堆積拒絕方法；堆積拒絕電路；死時間校正和允許最高計數(shù)率。M12講授3作業(yè)+應(yīng)用實例學習19第5章脈沖幅度分析本章的重點難點：甄別器的工作原理及電路，單道的工作原理及電路，線性放電型ADC、逐次比較型ADC和閃電型ADC的工作原理。/////205.1脈沖幅度甄別器脈沖幅度甄別器的工作原理；甄別器電路實例。/2講授//215.2單道脈沖幅度甄別器單道工作原理；單道的電路實例；單道技術(shù)指標。M12講授//225.3幅度-數(shù)字變換線性門和模擬展寬器；線性放電型ADC；逐次比較型ADC；閃電型ADC；模數(shù)變換器的主要技術(shù)恨不能及其測量。M14講授3作業(yè)+應(yīng)用實例學習23第6章時間分析本章的重點難點：定時方法，符合方法和電路，時間-幅度變換方法及電路、時間-數(shù)字變換方法及電路。/////246.1定時方法前沿定時；過零定時；恒比定時；幅度和上升時間補償定時；四種定時方法比較；最佳定時濾波器與定時濾波放大器。M12講授2作業(yè)256.2符合符合方法；符合電路；快信號的傳輸和納秒延時器。M11講授//266.3時間量變換方法時間-幅度變換；時間-數(shù)字變換；上升時間-幅度變換。M13講授3作業(yè)+應(yīng)用實例學習27第7章數(shù)據(jù)獲取和處理本章的重點難點：定標器和計數(shù)率計的原理與電路結(jié)構(gòu)；多道原理和結(jié)構(gòu)/////287.1核脈沖計數(shù)定標器；計數(shù)率計。M12講授//297.2核能譜數(shù)據(jù)獲取和處理多道分析器的基本原理和功能；計算機多道分析器的幾種典型結(jié)構(gòu)；能譜顯示M12講授3作業(yè)+應(yīng)用實例學習30第8章實驗課內(nèi)實驗/12///31實驗1譜儀放大器實驗熟悉線性放大器的工作原理；掌握線性放大器的各性能指標的測量方法M24實驗4報告32實驗2單道脈沖幅度分析器實驗熟悉單道脈沖幅度分析器的工作原理；掌握單道脈沖幅度分析器的甄別閾及道寬線的測量方法M24實驗4報告33實驗3符合測量實驗通過調(diào)整符合系統(tǒng)參量，選定工作波形及時間關(guān)系；測量符合裝置的分辨時間；測量60Co的絕對活度。M24實驗4報告34實驗4輻射強度測量實驗熟悉定標器、計數(shù)計的工作原理；掌握定標器的定時、定計數(shù)測量方式使用方法；采用精密脈沖發(fā)生器輸出進行強度測量。M24實驗4報告四、考核方式序號考核環(huán)節(jié)操作細節(jié)總評占比1平時作業(yè)1.每周布置2~3道題目，平均每次課1道題以上。2.成績采用百分制，根據(jù)作業(yè)完成準確性、是否按時上交、是否獨立完成評分。3.考核學生對核電子學基本知識的掌握能力，學生綜合運用所學知識分析問題、解決問題的能力題型主要有分析題和計算題。10%2實驗1.本課程12個學時實驗，共3次實驗。2.成績采用百分制，根據(jù)實驗情況評分。3.考核學生對電磁檢測技術(shù)掌握程度和電磁檢測實踐操作。20%3大作業(yè)1.本課程要求學生完成一個采用非電理測試系統(tǒng)設(shè)計的論文。2.根據(jù)論文完成的情況評分。10%4考勤隨機點名、刷卡點名等5%5課堂表現(xiàn)隨機檢查學生上課精神狀態(tài)、回答問題情況5%6期末考試1.開卷（半開卷）考試，成績采用百分制，卷面成績總分100分。2.主要考核學生對核電子學基本知識的掌握能力，學生綜合運用所學知識分析問題、解決問題的能力，題型主要有簡答題、計算題和設(shè)計題等。50%五、評分細則序號課程目標考核環(huán)節(jié)大致占比評分等級1M1平時作業(yè)15%A-按時提交作業(yè)，對核電子學相關(guān)知識點理解無誤；B-按時提交作業(yè)，對上述知識點理解存在少量錯誤；C-按時提交作業(yè)，對上述知識點理解存在一定量錯誤；D-不按時提交作業(yè)，或?qū)ι鲜鲋R點理解存在大量錯誤。2M2實驗100%A-實驗有創(chuàng)新。B-實驗內(nèi)容比較完整，報告規(guī)范。C-實驗內(nèi)容尚可，報告規(guī)范。D-實驗內(nèi)容一般，報告欠規(guī)范。3M1大作業(yè)15%A-按時提交課程論文，選題先進，論文格式符合規(guī)范，調(diào)研充分；B-按時提交課程論文，選題較為先進，論文格式基本符合規(guī)范，調(diào)研比較充分；C-論文格式存在問題，調(diào)研不充分等；D-存在抄襲等現(xiàn)象4/考勤50%A-全勤；B-缺勤1次；C-缺勤2次；D-缺勤3次及以上。5/課堂表現(xiàn)50%A-積極參與課堂互動；B-偶爾參與課堂互動；C-不參與課堂互動；D-破壞課堂教學秩序。6M1期末考試70%（見試卷評分標準）評分等級說明：[A,B,C,D]=[90-100,75-89,60-74,0-59];六、教材與參考資料序號教