核医学物理研究所徐榭教授编著的教材《粒子输运数值计算方法及其应用》于2024年11月由中国科学技术大学出版社正式出版发行。这本教材是为核科学技术学院本科课程“计算中子学”专门编写的配套教材,主要面向核科学技术学院和物理学院的高年级本科生。教材内容涵盖核反应堆及其他辐射源环境中较低能量粒子(如中子、光子、电子、重带电粒子)的物理特性计算机模拟方法及其应用,是徐榭教授20余年教学经验和对培养学生实践能力思考的结晶。
教材正文共分为10个章节,系统讲解粒子输运的理论与基础知识。同时,通过3个附录指导读者掌握使用蒙特卡罗(Monte Carlo,简称MC)方法解决实际问题的能力:附录A:编写模拟光子康普顿散射的MC程序,理解随机采样方法在粒子输运模拟的应用;附录B:利用MC软件模拟辐射探测器,了解MC方法在粒子输运问题的具体应用;附录C:挑战使用MC方法模拟裂变堆全堆并进行中子学计算,提升解决实际工程问题的能力。此外,教材配套的幻灯片、教学视频等资料可通过中国科学技术大学出版社官方网站(press.ustc.edu.cn)免费下载,进一步提供了丰富的教学资源。
万元熙院士与封东来院士为教材分别撰写了序言。万元熙院士指出,目前国内外有一些经典的计算中子学领域的教材和著作,但大多数工作偏重理论和数学,缺乏现代计算机技术的内容,鉴于历史原因大部分应用场景局限于核裂变反应堆。徐榭教授的著作在系统介绍理论知识的基础上,特别强调实际软件编程能力的锻炼,为读者提供了动手编写蒙特卡罗程序的指导和软件工具。对培养核科学技术领域的新型人才是一本好教材。
封东来院士认为,中国科学技术大学向来对本科教育极为重视。核科学技术学院作为中国科大一个相对年轻的学院,在本科教育上面临如何正确处理传统核物理学科与“大工程”(包括合肥先进光源国家重大科技基础设施和中科院等离子体物理研究所全超导托卡马克核聚变实验装置)之间关系的挑战。在这种环境下,徐榭教授通过这本教材在教学内容的多元化和在培养解决核工程问题能力等方面对本科教学进行了前瞻性的探索和改革。
教材的编写历时约一年半,得到了《计算中子学》课程助教王誉鑫博士生及其他师生在资料收集、翻译和校对等方面的支持。相关科研与学科建设工作得到了国家自然科学基金、安徽省重点攻关计划、中国科学技术大学双一流学科建设等多项项目资助。同时,教材获评2022年度中国科学技术大学校级本科“十四五”规划教材项目,获得专项经费支持。
《粒子输运数值计算方法及其应用》的出版,不仅为核科学技术学院和物理学院提供了优质的教学资源,也为推动核科学技术领域的学科建设与创新提供了理论与实践支持。未来,该教材有望成为国内外核科学技术教育领域的重要参考文献。
S

