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受控约束核聚变在大学物理教学中的若干切入点的讨论
作者：徐妙华
来源：《科技信息·下旬刊》2018年第02期
摘要：在大学物理的基础知识中有部分内容与受控约束核聚变研究有密切的联系。本文指出了几处课程教学中可以引入相关内容的切入点，并对具体的切入方式进行了探讨。
关键词：受控约束核聚变：电流：磁场：磁约束：
从我国巨大的能源需求、资源的限制、环境的压力来看，发展聚变能是解决能源问题的最主要途径。在地球上实现受控核聚变，释放巨大的能量，是半个世纪来科学家努力追求的目标。经过几代科学家持续不断的努力，受控核聚变研究已经取得令人瞩目的进展。
大学物理课程作为高等院校理工科各专业的一门基础课，其目的不仅是使学生学习基本概念、基本理论和方法，为各专业课提供必要的物理基础知识，更重要的是培养理论联系实际的能力，激发探索和创新精神。在大学物理课程中，有部分基础知识与受控约束核聚变研究有一定的相关性。在教学过程中，借助这一具有重大应用前景的科研领域，为学生介绍物理基础知识在前沿领域中的重要应用，不失为激发学生学习兴趣和动力、挖掘其学习潜能的好方法。
下面笔者就从几个可行的切入点分别进行讨论。
1，绪论&受控约束聚变的前沿进展
核聚变反应是相对论发展带来的重要成果，其重要意义在于能够提供大量清洁的能源。在以“培养能源行业精英”为目标的矿业大学中，能源对于学生来说是一项极其敏感的内容。大部分学生在高中时已经接触过核聚变原理。笔者认为在绪论中介绍近代物理学进展和前沿领域时，可对聚变能源与其它形式能源的效率、清洁性、可持续性等方面进行比较。此外，还可对目前受控约束聚变的两种途径（磁约束聚变和惯性约束聚变）以及最新进展进行简单介绍。通过这些简略的介绍，使学生对于物理与技术、能源和经济之间的紧密联系有更直观深刻的体会，提高对这门基础课程的重视程度。
2，相对论动力学&核聚变原理
在《大学物理》§4-4狭义相对论动力学基础的学习中，在阐述完“质量和能量的关系”后给出例题4-3，指出当2个质子和2个中子结合生成1个氦核时，由于在反应前后存在质量亏损从而放出大量的能量。每结合产生lmol42He放出的能量相当于燃烧100吨煤所产生的热量。在介绍完这一例题后，可给学生拓展介绍目前受控约束核聚变中的典型反应：2D+3T→4He+n，由