【素材标题】

王淦昌：以身许国 拓荒聚变

【适用课程】

聚变工程导论

【对应知识点】

聚变工程发展历程、惯性约束聚变原理、激光聚变基础

【先进事迹】

王淦昌（1907—1998），“两弹一星” 元勋，我国核物理与惯性约束聚变奠基人。1961年，他主动放弃国际前沿的粒子物理研究，隐姓埋名17年投身核武器研制，化名“王京”扎根戈壁高原。在成功突破原子弹、氢弹关键技术后，他敏锐预判聚变能源是国家未来战略方向，1964年独立提出激光打靶实现核聚变的原创设想，与苏联科学家同期提出该理论，成为世界激光惯性约束聚变创始人之一。

在零下 30℃的西北科研基地，他带领团队搭建我国首台箍缩核聚变装置，通过数万次放电实验观测等离子体约束特性；90岁高龄仍坚持每周到实验室指导聚变研究，推动 “神光” 系列激光聚变装置从无到有、从弱到强，为我国“人造太阳”工程奠定核心理论与实验根基。他一生践行 “愿以身许国” 的誓言，将个人学术理想融入国家核科技自立自强事业，用毕生坚守点亮聚变能源的希望之光。

【思政映射】

本素材紧扣聚变工程自主创新内核，彰显王淦昌胸怀祖国、服务人民的爱国精神，敢为人先、攻坚克难的创新精神，淡泊名利、潜心研究的奉献精神。引导聚变工程专业学生立足前沿领域，将专业学习与国家能源战略、科技自立自强紧密结合，传承“干惊天动地事、做隐姓埋名人”的两弹一星精神，筑牢核工程学子的家国担当与学术信仰。

【教学建议】

结合激光惯性约束聚变原理，对比王淦昌原创设想与当代聚变技术，突出自主创新的核心价值；

组织1分钟小组讨论：聚变工程学子如何践行科技报国使命。

【配图】

【事迹来源】

[1] 王淦昌，利用大能量大功率的光激射器产生中子的建议 [J]. 中国激光，1987,14 (11):641.（1964 年原创提出激光惯性约束聚变思想的核心文献）

[2] 中国科学院, 王淦昌：促成激光与核物理 “联姻”[EB/OL]. 中科院档案馆，链接（视频长度2’41”，可在教学中使用）：

https://www.acas.ac.cn/byyxc/spzb/daldxzgkj/202301/t20230109_7174744.html

[3] 人民网-中国共产党新闻. “愿以身许国” 的核物理学家王淦昌 [N].，2017. 链接：http://dangshi.people.com.cn/n1/2017/0824/c85037-29491479.html

[4] 陈崇斌, 中国激光惯性约束奠基人 —— 王淦昌[J]. 现代物理知识，2006 (04).

【素材标题】

邓稼先：核理铸剑 奠基反应堆

【适用课程】

反应堆物理

【对应知识点】

中子输运理论、核裂变链式反应、反应堆临界安全

【先进事迹】

邓稼先（1924—1986），我国反应堆物理与核武器理论设计奠基人。1958年，他受命牵头原子弹理论设计，面对苏联撕毁协议、撤走全部专家，西方严密封锁核物理核心数据的绝境，带领团队从零攻坚反应堆物理关键难题。

他以《原子核反应堆理论纲要》《中子输运理论》为基础教材，组建平均年龄仅 23 岁的理论团队白手起家。无先进计算设备，就用算盘、计算尺、手摇计算机推演海量中子物理数据，草稿纸堆满整间屋子；为验证链式反应临界参数，他扎根戈壁反复试验，果断否定苏联专家错误参数，成功突破核裂变自持链式反应的理论瓶颈。他主导的中子输运、临界安全研究，不仅支撑我国第一颗原子弹成功爆炸，更为民用核反应堆物理设计提供核心理论依据，用 28 年隐姓埋名，诠释 “许身国威壮河山” 的赤子担当。

【思政映射】

本素材紧扣反应堆物理核心知识点，彰显邓稼先自力更生、发愤图强的奋斗精神，严谨求实、精益求精的科学精神，为国铸盾、无私奉献的家国精神。引导学生理解反应堆物理不仅是专业知识，更是国家核安全的根基，激励学生坚守学术初心，将专业能力转化为服务核工业发展、保障国家能源安全的硬核实力。

【教学建议】

讲授中子输运、链式反应章节前，用故事导入，提问 “无参考数据如何突破核物理难题”；

结合临界安全知识点，对比当年计算条件与现代仿真工具，突出科研精神传承；

延伸讲解反应堆物理在核电、核动力领域的应用，强化专业使命感。

【配图】

【事迹来源】

[1] 中国科学院. 邓稼先：如果有来生，我还选择中国 [EB/OL]. 链接：

https://www.cas.cn/xzfc/202109/t20210929_4807592.shtml

[2] 中华人民共和国国防部. “两弹元勋”邓稼先：许身国威壮河山 [EB/OL]. 链接：https://www.mod.gov.cn/gfbw/gfjy_index/xjdx/16357565.html

[3] 央视网. 上下求索家国情 | 邓稼先：如果有来生 我还选择中国 [EB/OL]. 链接：https://news.cctv.com/2022/06/03/ARTIFDcwpPLREN2bQJC3fGuP220603.shtml

【素材标题】

程开甲：核试安澜 严守安全底线

【适用课程】

核反应堆安全

【对应知识点】

核设施安全屏障、辐射安全防护、核事故预防与控制

【先进事迹】

程开甲（1918—2018），“两弹一星” 元勋，我国核试验科学体系与核安全准则创建者，被誉为 “核司令”。他主持我国全部核试验任务，始终把安全可控作为核科研的生命线，构建核试验辐射防护、临界安全、爆炸安全三重屏障体系。

空投核试验中，他精准测算安全边界，向周恩来总理立下 “安全完全可靠” 的军令状；地下核试验时，他坚持进入高辐射、高温度的爆心坑道实地勘察，首创地下核试验安全封堵技术，彻底杜绝辐射泄漏风险。他将核试验安全理论延伸至民用核反应堆领域，提出 “安全第一、精准管控、全程设防” 的核安全理念，制定我国核设施安全核心准则，为核电厂安全设计、事故预防、辐射防护提供坚实理论支撑。他一生坚守 “科学无禁区，核安全有红线”，用严谨治学守护核科技的安全底线。

【思政映射】

本素材紧扣核反应堆安全核心素养，彰显程开甲敬畏科学、严守底线的严谨精神，以身涉险、坚守一线的担当精神，系统设防、全程管控的工程精神。引导学生树立 “核安全是核工业生命线” 的职业信仰，培养严谨细致、精益求精的工程素养，未来以高度责任心守护核设施安全、公众安全与环境安全。

【教学建议】

讲授核安全屏障、辐射防护章节时，结合程开甲核试验安全案例讲解；

对比核试验安全与反应堆安全的共通原则，强化安全意识；

引导学生讨论：核安全工程师的职业责任与使命。

【配图】

【事迹来源】

[1] 国家核安全局. 程开甲：中国“核司令” 人民科学家 [EB/OL]. 链接：https://nnsa.mee.gov.cn/ztzl/haqshmhsh/hyfsaqkp/kptw/202406/t20240624_1076957.html

[2] 中华人民共和国科学技术部. 程开甲 [EB/OL]. 链接：

https://www.most.gov.cn/ztzl/gjkxjsjldh/jldh2013/2013zgj/201401/t20140107_111225.html

[3] 中华人民共和国国防部. “两弹一星”元勋程开甲：为共和国铸盾 [EB/OL]. 链接：https://www.mod.gov.cn/education/2018-11/27/content_4830458_2.htm

[4] 中国科学家博物馆. 程开甲：隐匿铸核盾 [EB/OL]. 链接：

https://www.mmcs.org.cn/kxjfc/kxjfc/ckj/bd2897/art/2023/art_1f175e95a8f74e40831015bdb4a0057e.html

[5] 可下载参考材料：程开甲_文汇报材料.pdf（已置于“3.核反应堆安全”文件夹）。原链接：https://dzb.whb.cn/images/2018-11/22/12/121122.pdf

【素材标题】

周光召：数算破局 筑牢核安模型

【适用课程】

反应堆安全分析的数值模型

【对应知识点】

反应堆安全数值模拟、核反应过程数值计算、瞬态安全分析

【先进事迹】

周光召（1929—2024），我国核工程数值计算与安全模拟奠基人。1961年，他放弃国际知名的高能物理研究，毅然回国投身核武器理论攻关，专攻核反应过程数值计算与安全分析模型。

面对西方技术封锁，无成熟数值算法与计算工具，他创新推导核反应数值模型，用简陋计算设备完成高精度安全模拟计算；我国首颗原子弹试验前，针对 “过早点火”安全隐患，他带领团队连续奋战一天一夜，精准测算试验失败率小于千分之一，为试验安全提供核心数据支撑。他建立的核反应数值计算方法、瞬态过程模拟模型，直接应用于反应堆安全分析，解决临界事故、事故瞬态的数值仿真难题，推动我国核工程数值模拟从无到有、从跟跑到并跑，用精准计算筑牢核安全的数字防线。

【思政映射】

本素材紧扣数值模型核心知识点，彰显周光召自主创新、算法突围的攻坚精神，精准计算、万无一失的科学精神，为国担当、舍弃小我的奉献精神。引导学生认识数值模型是反应堆安全分析的核心工具，激励学生深耕数值计算、仿真模拟，以精准专业能力保障核反应堆安全，助力核科技自主可控。

【教学建议】

讲授安全数值模拟、核反应计算章节时，用周光召数值攻关故事导入；

对比当年手动计算与现代数值仿真软件，突出算法创新与科研精神传承；

布置小任务：结合元勋事迹，简述数值模型对核安全的意义。

【配图】

【事迹来源】

[1] 中国科学院“科学与中国”. 周光召先生与中国核武器科技事业 [EB/OL]. 链接：

https://scicn.casad.cas.cn/wz/202408/t20240819_5029021.html

[2] 中国科学院. 周光召：大协作和科学精神是成功的关键 [EB/OL]. 链接：

https://www.cas.cn/zt/hyzt/ysdh21st/ysfc/202406/t20240621_5022397.shtml

[3] 中国科学院与“两弹一星”纪念馆. 周光召 [EB/OL]. 链接：

https://glory.ucas.ac.cn/index.php?Itemid=149&catid=21&id=244%3A2015-11-30-01-18-59&option=com_content&view=article

[4] 央视网. “两弹一星功勋奖章”获得者周光召逝世 享年95岁 [EB/OL]. 链接：https://people.cctv.com/2024/08/18/ARTIjM0HDrblihioxyE9Z1rD240818.shtml

[5] 可下载参考材料：周光召_回忆文章.pdf。原链接：

https://www.cpsjournals.cn/data/article/wl/preview/pdf/10.7693/wl20241009.pdf

【素材标题】

杨嘉墀：少说多做 铸就自主测控

【适用课程】

核反应堆控制与仪表

【对应知识点】

反应堆仪表测量链路、自动控制与反馈、控制棒与执行机构、信号校准、冗余与可靠性设计

【先进事迹】

杨嘉墀（1919—2006），“两弹一星”功勋奖章获得者，我国自动化与控制技术、自动检测学和空间测控技术的重要开拓者。1947年赴美国哈佛大学深造后，他发明“快速自动记录吸收光谱仪”，被称为“杨氏仪器”；1956年回国时，他变卖家产购置示波器、振荡器、真空管、电压表等国内急需设备，带着一家人和一批仪器踏上归途。面对移民局询问，他明确回答“是自愿的”，因为他认定“我要回中国工作，那里是我的家”。

回国后，杨嘉墀长期在测量、控制和自动化一线攻关，从牵头研制火箭发动机测量仪表，到为原子弹爆炸试验提供关键测控技术，再到主持返回式卫星姿态控制系统方案论证，他始终把“测得准、控得住、回得来”作为工程底线。1975年返回式卫星任务中，姿态控制系统关系到卫星能否按计划返回，他坚持上天前充分开展地面仿真试验，把传感、反馈、执行和故障预案逐项压实。面对荣誉，他只说“事是大家干的”，并留下“争名当争国家名，计利当计人民利”的信念。对反应堆控制与仪表课程而言，这种把每一个信号、每一次校准、每一道联锁都视作国家安全责任的工程精神，正是核工程控制系统的专业底色。

【思政映射】

本素材紧扣核反应堆控制与仪表的主线，彰显杨嘉墀胸怀祖国、冲破阻力归国的爱国精神，少说多做、严慎细实的工程精神，以及以国家需要牵引科研方向的担当精神。引导学生认识反应堆仪控系统不是普通仪表堆砌，而是核安全链条中的神经系统；一次测量漂移、一次联锁失效、一个未验证的控制逻辑，都可能影响核设施安全边界。

【教学建议】

讲授反应堆仪表测量链路时，以杨嘉墀携带示波器、电压表等设备归国的故事导入，说明仪器能力与国家工程能力的关系；

讲授反馈控制与联锁保护时，对比返回式卫星姿态控制和反应堆控制棒/保护系统，突出“先测准、再控稳、再保护”的工程逻辑；

设置课堂讨论：核反应堆仪控工程师如何把“争名当争国家名，计利当计人民利”转化为日常校准、验证和审查习惯。

【配图】

【事迹来源】

[1] 中国科学院. 杨嘉墀：将生命化为银河中的一颗星 [EB/OL]. 链接：

https://www.cas.cn/xzfc/202207/t20220727_4843157.shtml

[2] 西安交通大学新闻网. 杨嘉墀：隐姓埋名铸国器 初心如磐映九天 [EB/OL]. 链接：https://news.xjtu.edu.cn/info/1033/230133.htm

[3] 中国自动化学会. 杨嘉墀先生介绍 [EB/OL]. 链接：

https://www.caa.org.cn/Content/106.html

[4] 共产党员网/新华网. “两弹一星”元勋：杨嘉墀 [EB/OL]. 链接：

https://www.12371.cn/2013/08/12/ARTI1376299346218285.shtml

[5] 可下载参考材料：杨嘉墀_空间智能控制专题.pdf（已置于“5.核反应堆控制与仪表”文件夹）。原链接：

https://tcct.amss.ac.cn/sc-journal/2019/201902/20190205.pdf

【素材标题】

陈芳允：一脉冲一信号 托举国之测控

【适用课程】

核电子系统与设备

【对应知识点】

核电子脉冲信号处理、多道脉冲分析、电子测量设备、遥测遥控系统、电磁兼容与系统集成

【先进事迹】

陈芳允（1916—2000），“两弹一星”功勋奖章获得者，我国无线电电子学、卫星测量与控制技术奠基人之一。青年时期，父亲反复叮嘱他“将来不要想做大官，而要做大事”，这句话成为他一生科技报国的底色。1948年回国后，他先后投身电子学研究所筹建、原子能技术配套和航天测控攻关。1957年，他对世界第一颗人造卫星开展无线电多普勒频率测量并计算轨道参数；1958年转向脉冲技术研究，研制出毫微秒脉冲取样示波器。

在原子弹试验论证阶段，核爆瞬间的关键信号必须被准确捕获、鉴别和分析。1963年，陈芳允参加论证并提出我国脉冲鉴别器试制方案，合作研制出原子弹爆炸测试用多道脉冲分析器，使短促、微弱、复杂的电子信号能够转化为支撑判断的试验数据。随后，他担任我国第一颗人造地球卫星测量总体技术负责人，主持完成“东方红一号”测量方案，实现“抓得住、测得准、报得及时”；又提出微波统一测控系统，把跟踪、测轨、遥测、遥控集成为统一系统，并解决“远望一号”多设备电磁干扰难题。晚年他提出“双星定位”构想，为北斗奠基。他写下“人生路必曲，仍须立我志，竭诚为国兴，努力不为私”，也为核电子系统与设备课程提供了最直接的价值坐标：让每一个脉冲信号都真实可靠，让每一套电子设备都服务国家安全。

【思政映射】

本素材紧扣核电子系统中探测、成形、鉴别、计数/谱分析、数据传输等技术要点，彰显陈芳允以电子技术支撑国家重大工程的使命意识，敢于从零开辟新领域的创新精神，以及把个人才智融入核试验、航天测控和北斗导航的家国情怀。引导学生认识核电子设备的精度、抗干扰能力和可靠性直接关系到核工程数据可信度，培养学生严谨求实、系统集成、服务国家战略的专业品格。

【教学建议】

讲授脉冲成形、鉴别和多道分析时，以陈芳允研制原子弹爆炸测试用多道脉冲分析器为案例，引导学生理解“瞬态信号不可重来”的数据责任；

讲授电子测量系统抗干扰设计时，引入“远望一号”电磁兼容难题，讨论频率分配、屏蔽接地和系统级协同；

结合遥测遥控与数据采集章节，可让学生绘制“探测器+前置放大+脉冲处理+采集分析+远程传输”的核电子系统框图，并标出可能的误差和失效点。

【配图】

【事迹来源】

[1] 中国科学院空天信息创新研究院/新华社. 陈芳允：竭诚为国兴，努力不为私 [EB/OL]. 链接：https://aircas.cas.cn/dtxw/cmsm/202211/t20221104_6544879.html

[2] 中国数字科技馆. 乘风破浪的“北斗人” [EB/OL]. 链接：

https://www.cdstm.cn/frontier/hkht/art/2021/art_d77bc646e5f24e149bed6856dfb78e1c.html

[3] 中国科学院国家空间科学中心. 陈芳允：《卫星上天，我们测控》 [EB/OL]. 链接：

https://nssc.cas.cn/ztzl2015/zgkjkxzl2015/jnwj/201609/t20160906_4659276.html

[4] 央视网. 《北斗》第二集：陈芳允打破传统科学设想 创造性提出“双星定位” [EB/OL]. （视频长度1’56”，可在教学中使用）链接：

https://tv.cctv.com/2020/10/06/VIDE0XxFzLKazuIsGiJCDifi201006.shtml

[5] 可下载参考材料：北斗导航卫星系统发展与创新.pdf：第2节 北斗试验导航系统部分。原链接：

https://www.sciengine.com/parse/pdf/1000-0224/A7ED94220C314A7B91D3DBC502C461BB.pdf?attname=The+Development+and+Innovation+of+the+BeiDou+Navigation+Satellite+System.pdf

【素材标题】

李德平：以剂量为尺 守护核事业安全底线

【适用课程】

辐射防护与剂量学

【对应知识点】

辐射剂量与剂量率、职业照射防护、辐射监测与剂量评价

【先进事迹】

李德平（1926—2025），中国科学院院士，我国辐射物理、辐射防护与核安全领域的重要开拓者之一。他长期从事核探测器研制、辐射防护科学研究和核安全工作，为我国核工业辐射防护体系的建立作出了重要贡献。中国科学院资料记载，他参与我国首次自主研制卤素计数管、强流管及稳压管，主持设计制造我国首座零功率反应堆剂量监测系统，并组织完成我国第一座多用途重水研究堆装料前的环境放射性本底测量。

新中国核事业起步之初，许多实验条件都十分简陋。那时，国外已有商品化卤素盖革计数管，但关键工艺保密，国内缺设备、缺材料、缺经验。为了让“看不见、摸不着”的辐射能够被可靠探测，李德平和同事只能自己搭建充气系统，反复摸索管内气体、材料和密封工艺，解决卤素管容易腐蚀等难题，最终制成实用的卤素计数管。后来，相关工艺还推广到电子管厂，实现批量生产。

这件事看似只是做出了一支计数管，背后却是辐射防护最基础的问题：辐射必须先被准确探测，才能谈剂量评价和安全防护。从一支计数管到反应堆剂量监测系统，从现场测量到个人剂量外照射体系，李德平长期做的都是核事业最基础、也最不能出错的工作。剂量计读数是否可靠，环境本底是否清楚，工作人员受照剂量是否可控，屏蔽设计是否足够，这些细节都关系到核事业能不能安全向前走。

他的故事告诉学生，辐射防护不是核工程的附属环节，而是核技术安全应用的第一道底线。每一个剂量数值背后，都是人的健康、环境的安全和国家核事业的责任。

【思政映射】

本素材紧扣辐射防护与剂量学课程核心内容，体现“两弹一星精神”中严谨求实、默默奉献、服务国家安全的精神品质。引导学生认识到，核科技强国不仅需要突破关键技术，也需要建立可靠的安全体系；剂量学计算和辐射监测不是冰冷的数据，而是守护生命健康和国家核安全的专业责任。

【教学建议】

讲授剂量限值和职业照射时引入本案例；

结合核工业早期发展背景，讨论为什么辐射防护必须与核技术发展同步推进；

布置小任务：请学生用通俗语言解释“剂量”“剂量率”“职业照射限值”对核工作人员安全的意义。

【配图】

【事迹来源】

[1] 中国科学院. 李德平——功名流千古 风德昭后人。

https://www.cas.cn/zt/rwzt/26qm/202603/t20260323_5104954.shtml

[2] 中国科学院学部. 李德平院士：辐射防护领域的科学大家。

https://casad.cas.cn/mtbd2022/202303/t20230302_4876948.html

[3] 科学家精神平台. 李德平：我国辐射防护领域的开拓者。

https://www.mmcs.org.cn/kxjfc/kxjfc/ldp/bd6319/art/2023/art_62c88854aec44f289b2e8b3f9b29ad21.html

[4] 李德平院士：辐射防护领域的科学大家。

https://www.tsinghua.org.cn/upload/file/1497875288626.pdf

【素材标题】

彭桓武：以方程破难题 以理论撑起国之重器

【适用课程】

数学物理方法

【对应知识点】

偏微分方程、边值问题、理论建模与近似分析

【先进事迹】

彭桓武（1915—2007），“两弹一星”功勋科学家，我国理论物理事业的重要奠基人。青年时期，他在英国爱丁堡大学从事理论物理研究，曾与玻恩等国际知名物理学家合作，在欧洲科学界已有很高声誉。新中国成立后，面对祖国建设需要，他放下国外优越的科研条件，选择回国。多年后，有人问他为什么回来，他回答得很朴素：“回国不需要理由，不回国才需要理由” 。

回国后，彭桓武既做研究，也教学生。他讲授普通物理、量子力学和数理物理方法等课程。课堂之外，他常提醒学生，做研究要把眼光放开，看到每一条可能走的路；而每一条路，又要坚持把它走到底。这个小故事放在数学物理方法课程里非常贴切：复杂问题不是靠背公式解决的，而是要从物理图像出发，把问题一步步抽象成方程、边界条件和可计算模型。

在国家重大任务中，许多问题没有现成答案。中子如何输运，能量如何释放，复杂物理过程如何建模，计算结果是否可信，都要靠扎实的数学物理功底来判断。那时计算条件有限，很多推导写在黑板上、草稿纸上，靠手算、估算和集体校核推进。一个符号写错、一个数量级判断失误，都可能影响整个方案的可靠性。

彭桓武的故事提醒学生，数学物理方法不是“难而无用”的基础课，而是把复杂世界转化为科学模型、支撑国家重大工程的底层能力。真正的科技自立自强，不仅需要装置、材料和实验，也需要自主的理论模型和严谨的计算判断。

【思政映射】

本素材紧扣数学物理方法课程中“用数学描述物理、用方程解决工程问题”的核心目标，彰显彭桓武胸怀祖国、自力更生、严谨治学和协同攻关的精神。引导学生认识到，基础理论能力是科技自立自强的重要组成部分；真正的工程创新，离不开扎实的数学建模和物理判断能力。

【教学建议】

讲授分离变量法、格林函数、偏微分方程边值问题时引入本案例；

对比“公式推导”与“工程建模”的关系，帮助学生理解数学物理方法在核工程中的实际价值；

布置小任务：列举燃料棒温度场、中子通量分布、放射性核素迁移分别对应哪类数学物理方程。

【配图】

【事迹来源】

[1] 清华大学. 彭桓武：中国理论物理的开拓者。

https://www.tsinghua.edu.cn/info/1964/76598.htm

[2] 彭桓武始于清华的求学与育贤之路。

https://www.tsinghua.org.cn/__local/7/98/C6/0E9793C46E170E2C8936992C1BD_3822CA54_12FA7DA.pdf

[3] 国家国防科技工业局. 彭桓武：回国不需要理由。

https://www.sastind.gov.cn/n10086200/n10086361/n10615800/n10615815/c10617812/content.html

【素材标题】

杨嘉墀：从半物理仿真到“虚拟核电站”的控制思维

【适用课程】

核电厂运行模拟机

【对应知识点】

全范围模拟机、系统建模、反馈控制

【先进事迹】

杨嘉墀（1919—2006），“两弹一星”功勋科学家，我国航天科技专家、自动控制专家和自动检测学的重要奠基者。1956年，他放弃国外优厚条件回国，参与筹建中国科学院自动化研究所和自动化技术工具研究室，后来长期投身卫星总体、姿态控制、自动检测和航天测控等关键技术攻关。公开资料记载，他领导和参加了包括第一颗人造卫星在内的多种卫星总体及自动控制系统研制，为我国“两弹一星”和航天事业作出重要贡献。

在杨嘉墀的回忆文章《难忘“两弹一星”》中，有一个与本课程“核电厂运行模拟机”很契合的故事细节。1965年，我国第一颗人造卫星方案论证会持续 42 天，讨论了卫星总体和本体的多个关键问题，包括姿态测量、推进系统参数选择和返回前姿态调整方案等。方案不是凭经验拍板，而是利用当时已有的电子模拟计算机进行数学仿真和优化设计；1970年3月，又进行了半物理仿真试验，并取得满意结果。

这个故事和核电厂运行模拟机的底层逻辑非常相似。全范围模拟机不是简单把主控室画面搬到屏幕上，而是把反应堆、冷却剂系统、蒸汽发生器、汽轮机、控制保护系统和操纵员动作整合为一个动态模型。一个参数变化，会通过系统耦合影响温度、压力、流量和功率；一个操作动作，也会触发后续反馈和保护逻辑。只有经过建模、仿真、验证和反复演练，模拟机才能真实再现正常运行、预计运行事件和事故工况。

杨嘉墀曾在卫星返回任务中根据遥测数据进行计算，判断卫星能够按计划运行三天，为返回决策提供依据。钱学森当场评价“控制有功”。这个小故事说明，复杂工程系统的安全运行，不仅靠设备本身，更靠准确测量、可靠模型、实时反馈和系统判断。核电厂运行模拟机正是这种控制思维在核安全培训中的体现：把真实机组的复杂响应提前放进可控的虚拟环境中，让操纵员在反复演练中形成规程意识、团队协作和保守决策能力。

【思政映射】

本素材紧扣核电厂运行模拟机课程中“建模-仿真-验证-反馈控制”的核心逻辑，体现杨嘉墀自力更生、严谨求实、协同攻关和淡泊名利的“两弹一星精神”。引导学生认识到，模拟机不是普通教学软件，而是复杂工程系统安全运行能力的训练平台；核电安全不能靠临场发挥，而要靠可靠模型、严格验证和长期训练共同保障。

【教学建议】

讲授全范围模拟机时，可用杨嘉墀参与卫星数学仿真和半物理仿真试验的故事导入；

讲授事故工况演练时，引导学生分析核电厂中“参数变化-系统反馈-保护动作-操纵员响应”的动态链条；

布置小任务：让学生画出一个简化的核电厂模拟机反馈控制框图，包括被控对象、传感器、控制系统、操纵员和执行机构。

【配图】

【事迹来源】

[1] 解永春. 为国奉献、高瞻远瞩的科学大家：杨嘉墀 [J]. 系统与控制纵横, 2019(2):5–9。https://tcct.amss.ac.cn/sc-journal/2019/201902/20190205.pdf

[2] 国家空间科学中心. 杨嘉墀：《难忘“两弹一星”》。

https://www.nssc.ac.cn/ztzl2015/zgkjkxzl2015/jnwj/201609/t20160906_4659270.html

[3] 共产党员网. “两弹一星”元勋：杨嘉墀。

https://www.12371.cn/2013/08/12/ARTI1376299346218285.shtml

【素材标题】

周光召：从九次计算到物理可信智能模型

【适用课程】

机器学习在核工程中的应用

【对应知识点】

物理约束机器学习、数值模型验证、模型可解释性

【先进事迹】

周光召（1929—2024），“两弹一星”功勋科学家，我国卓越的理论物理学家。1961 年，他放弃已经在国际前沿展开的粒子物理研究，奉召回国投身核武器理论攻关。那时，外部援助中断，资料、图纸和成熟经验都无法依赖，所有关键问题都必须靠中国科学家自己计算、自己判断、自己验证。周光召后来回忆，大家都有一个共同信念：一定要靠中国人自己的力量，造出“两弹一星”。

在原子弹理论攻关中，团队曾遇到一个关键数据难题。这个数据前后耗时半年多、反复计算九次，却始终与苏联专家透露的数据对不上。如果这个问题不能解决，后续总体设计就难以继续推进。面对争论，周光召没有简单相信“专家数据”，也没有只盯着计算结果本身，而是回到基本物理原理，利用最大功原理论证苏联专家给出的数据在物理上不可能成立。这个判断终结了持续多月的争论，也推动总体计算继续向前。

这个故事最值得学生注意的，不只是“算了九次”，而是周光召处理复杂计算问题的方法：计算结果必须接受物理规律的检验，模型结论必须能够被原理解释，关键数据必须经过反复校核。在国家重大任务中，数值计算不是简单地把公式代进去，也不是盲目相信某个结果，而是要在物理图像、数学模型、参数数据和工程安全之间建立可靠联系。

第一颗原子弹试验前，团队还曾面对“过早点火”等安全风险。为了确认试验安全性，周光召与黄祖洽、秦元勋等人开展紧急计算校核。他们面对的不是一两个简单数字，而是大量参数、复杂模型和极高安全要求。最终，团队给出了极低失败风险的判断，为重大试验提供了关键依据。

把周光召的故事放入“机器学习在核工程中的应用”课程，并不是说他做过机器学习，而是要引导学生理解：核工程中的机器学习模型，同样不能只追求预测结果好看。今天，我们可以使用机器学习、代理模型、数字孪生和物理信息神经网络来加速计算、识别规律和辅助预测，但这些模型必须接受物理规律和工程安全边界的约束。反应堆功率、温度场、剂量分布、事故演化和安全裕量，都不能只靠数据拟合解释，而必须与守恒方程、边界条件、材料性质和安全限值保持一致。

周光召的“九次计算”故事说明，真正可靠的核工程计算模型，首先必须物理可信；真正可用的机器学习模型，也必须数据可靠、边界清楚、结果可解释、结论可校核。对核工程学生来说，学习机器学习不是为了制造新的“黑箱”，而是要把算法能力建立在物理规律、工程判断和安全责任之上。

【思政映射】

本素材紧扣核工程机器学习中的“物理可信模型”理念，体现周光召自力更生、尊重规律、协同攻关、严谨校核的“两弹一星精神”。引导学生认识到，新时代科技报国不仅体现在装置和工程突破，也体现在算法、软件、模型和数据能力的自主可控。机器学习在核工程中的应用必须服务安全，不能成为脱离物理规律的新风险源。

【教学建议】

讲授代理模型、物理约束神经网络、数字孪生和模型验证时引入本案例；

对比“纯数据黑箱模型”和“物理约束机器学习模型”的差异，突出核工程计算模型的安全要求；

布置小任务：列出一个用于反应堆安全分析的机器学习模型应满足的基本条件，如物理一致性、适用范围、可解释性和不确定度。

【配图】

【事迹来源】

[1] 王建国《加强基础研究，深化物理认识——周光召先生与中国核武器事业》。

https://wuli.iphy.ac.cn/cn/article/pdf/preview/10.7693/wl20240409.pdf

[2] 中国科学院：周光召：大协作和科学精神是成功的关键。

https://www.cas.cn/zt/hyzt/ysdh21st/ysfc/202406/t20240621_5022397.shtml

[3] 中国科学院“科学与中国”：周光召先生与中国核武器科技事业。

https://scicn.casad.cas.cn/wz/202408/t20240819_5029021.html

[4] 央视网：“两弹一星”元勋周光召与“九次计算”。

https://tv.cctv.com/v/a/ARTIL7RtUqcocz29eQVXX3pe190115.html

【素材标题】

潘自强：用环境数据回答核安全之问

【适用课程】

辐射环境影响

【对应知识点】

环境辐射本底、公众剂量评价、核设施环境影响评价

【先进事迹】

潘自强（1936—2022），中国工程院院士，我国辐射防护和环境保护专家。他在我国辐射防护学科发展初期提出“实用保健物理学”框架，在保证核武器研制和核能发展中完成多项监测技术和方法；自 20 世纪 70 年代起，率先开展、参与并指导完成“全国环境天然放射性水平调查”，主持完成“中国核工业 30 年辐射环境质量评价”等工作，为我国核电环境影响评价提供了重要技术基础。

潘自强曾讲过一个很生活化的小故事。有一次，他去医院检查，医生建议他做透视，而设备旁边明明贴着“未经授权不能滥用”的提示。潘自强提醒医生不要随意使用透视，因为相比普通 X 光片，透视需要连续观察，照射时间更长，患者可能接受不必要的额外剂量。医生一句“没关系”，在他看来恰恰说明公众甚至部分从业人员对辐射安全的理解还不够。

这个小故事并不宏大，却很适合“辐射环境影响”课程。辐射安全不能靠感觉判断，环境影响评价也不能靠口头保证。核设施周边环境是否安全，公众接受的剂量有多大，某一地区的辐射水平是否异常，都必须回到数据、标准和长期监测。天然环境本来就存在辐射，只有掌握环境本底，才能判断哪些是自然水平，哪些可能与核工业活动有关。

全国环境天然放射性水平调查正是这样一项基础工作。土壤、水体、空气、食品、建材以及外照射水平等，都可能成为评价对象。每一个数据点看似普通，汇集起来却能描绘出一个国家的天然辐射背景图。有了这张“背景图”，核设施环境影响评价才有比较尺度；公众剂量是否处于安全范围，也才能用科学证据说明。

潘自强的故事告诉学生，辐射环境影响评价不是报告里的固定章节，而是连接核工程、生态环境和公众信任的重要桥梁。核科技工作者不仅要推动工程建成，也要用透明、可靠、经得起检验的数据说明它对环境和公众意味着什么。

【思政映射】

本素材紧扣辐射环境影响课程核心内容，体现“两弹一星精神”中服务国家、严谨求实、守护人民安全的价值追求。引导学生认识到，核科技工作者不仅要推动核能发展，也要对环境质量、公众健康和社会信任负责。环境影响评价不是工程审批中的形式环节，而是核事业高质量发展的安全基础。

【教学建议】

讲授环境辐射本底、公众剂量评价和核设施环境影响评价时引入本案例；

结合天然本底、核设施排放、公众剂量的教学逻辑，引导学生理解辐射环境评价的科学过程；

布置小任务：设计一个核设施周边环境监测方案，说明应监测哪些对象、哪些核素和哪些剂量指标。

【配图】

【事迹来源】

[1] 《中国科学报》. 关注身边的辐射安全。

https://news.sciencenet.cn/dz/upload/20142146820429.pdf

[2] 中国工程院. 潘自强院士百科。

https://www.cae.cn/cae/html/main/colys/71164950.html

[3] 益阳市人民政府. 中国工程院院士——潘自强。

https://www.yiyang.gov.cn/yiyang/1/15/21/content_361.html

【素材标题】

赵忠尧：从 0.5 MeV γ 射线中看见反物质

【适用课程】

核辐射物理和探测

【对应知识点】

γ 射线与物质相互作用、电子对产生、正负电子湮灭

【先进事迹】

赵忠尧（1902—1998），我国核物理研究和加速器事业的重要开拓者。20 世纪 30 年代，年轻的赵忠尧在美国加州理工学院研究硬 γ 射线与物质的相互作用。当时，人们对高能 γ 射线在重元素中的吸收和散射机制还没有完全理解。实验中出现的异常信号，很容易被当作误差、噪声或仪器问题忽略掉。

赵忠尧没有轻易放过这些异常。他发现，硬 γ 射线通过铅等重元素时，吸收和散射表现出反常特征，同时还出现一种特殊辐射。更关键的是，这种辐射的能量约为 0.5 MeV。后来人们认识到，这正对应正负电子湮灭后产生的 γ 光子能量，也就是电子静止质量能量对应的量级。中国科学院高能物理研究所资料指出，赵忠尧实际上已经发现了电子对湮灭现象，只是当时物理学界还没有完全理解其理论意义。

这个故事非常适合放在核辐射物理和探测课程中。探测器记录的是信号，科学家要做的是从信号中判断物理过程：一个峰位为什么出现在这里？它是背景、散射、仪器效应，还是新的物理现象？0.5 MeV 的 γ 射线不只是一个能谱峰，它背后连接着电子对产生、正负电子湮灭和反物质图像。赵忠尧的故事提醒学生，真正的科学发现，往往就藏在那些最容易被忽略的异常信号里。

【思政映射】

本素材紧扣核辐射物理和探测课程中“辐射与物质相互作用”和“探测信号解释”的核心内容，体现赵忠尧追求真理、勇于创新、严谨实验、科技报国的精神。引导学生认识到，核辐射探测不是简单读数，而是通过实验设计、信号分析和理论判断发现自然规律。

【教学建议】

讲授 γ 射线相互作用、电子对产生和正负电子湮灭时引入本案例；

结合 0.511 MeV 湮灭峰，讲解能谱峰位与粒子物理过程之间的对应关系；

布置小任务：计算电子静止质量对应的能量，并说明为什么 PET 成像和正电子湮灭实验中常见 0.511 MeV γ 光子。

【配图】

【事迹来源】

[1] 北京理工大学物理学院. 赵忠尧：“大师们的老师”。

https://physics.bit.edu.cn/docs//2023-03/f654fc518f994f619350840ddf3ddc1b.pdf

[2] 中国科学院高能物理研究所：赵忠尧，电子对产生和湮灭。

https://www.ihep.cas.cn/kxcb/kxrw/zhaozhongyao/200909/t20090923_2515312.html

[3] 中国科学院高能物理研究所：核物理学家赵忠尧杰出的人生。

https://ihep.cas.cn/kxcb/kpwz/201805/t20180528_5017863.html

【素材标题】

何泽慧：在暗室里制出中国自己的原子核乳胶

【适用课程】

辐射探测实验

【对应知识点】

核乳胶探测器、径迹探测、实验误差控制

【先进事迹】

何泽慧（1914—2011），中国科学院院士，我国第一代核物理学家，是我国核探测技术发展的重要奠基人之一。新中国成立初期，核物理实验条件十分有限。要研究带电粒子的径迹，需要高质量的原子核乳胶；可当时国内没有成熟的照相制片工业基础，也难以依赖外部供应。没有现成材料，就自己做。何泽慧和同事们就是在这样的条件下，开始研制中国自己的原子核乳胶。

制备核乳胶的过程极其细致。公开资料记载，第一道“乳化”工序要在暗红灯下进行，三个人必须配合操作：一人搅拌，两人分别滴加溴化钾和硝酸银溶液，还要听节拍机指挥。节拍机响一下，何泽慧的搅棍转一圈，两种溶液各滴下一滴。这样的动作既不能快，也不能慢，因为晶粒大小、分布和稳定性都会影响乳胶最终能否记录粒子径迹。经过近三年、数十次试验，团队终于研制成功原子核乳胶。

这个场景很适合放在辐射探测实验课程中。学生在课堂上使用探测器时，往往看到的是已经成型的仪器和软件界面；但真正可靠的数据，来自探测器材料、制样工艺、实验条件、读数方法和误差控制的每一个环节。暗室、红灯、节拍机、溶液、搅拌棒，这些具体细节说明了实验科学最朴素的道理：没有严谨的过程，就没有可信的结果。

【思政映射】

本素材紧扣辐射探测实验课程中“探测器原理-实验制备-信号记录-误差分析”的完整链条，体现何泽慧自力更生、艰苦奋斗、严谨实验、协同攻关的精神。引导学生认识到，实验能力是核科学自主发展的基础；没有可靠探测器，就难以获得可靠数据，也难以支撑核物理和核工程研究。

【教学建议】

讲授径迹探测器、核乳胶或放射性计数实验时引入本案例；

结合核乳胶径迹照片，讲解粒子径迹与能量沉积、入射方向和探测介质之间的关系；

布置小任务：让学生列出一个辐射探测实验中可能影响结果可靠性的因素，如本底、探测效率、制样均匀性、显微读数和统计涨落。

【配图】

【事迹来源】

[1] 何泽慧先生学术生涯中的攻坚克难精神。

https://ihep.cas.cn/zt/hzh100/jnwz/202403/P020240314400561342605.pdf

[2] 何泽慧生平。

https://www.phys.tsinghua.edu.cn/__local/A/87/9E/E2D0282EC966CF20336BF0C6CFD_AE1F31FD_C971C.pdf?e=.pdf

[3] 科学家精神平台：何泽慧：完成了不亚于世界第一的研究。

https://www.mmcs.org.cn/kxjfc/kxjfc/hzh/bd8672/art/2023/art_c666c78be9314e3a8bc4468cf389a57e.html

【素材标题】

张文裕：追寻粒子踪迹 建起高能物理基地

【适用课程】

粒子物理导论

【对应知识点】

基本粒子与宇宙线、高能碰撞过程、正负电子对撞机、粒子探测与事例重建、理论与实验相结合

【先进事迹】

张文裕（1910—1992），我国宇宙线和高能实验物理的开创者之一。抗战爆发时，他向剑桥大学申请提前考试，毅然回到战火中的祖国；新中国成立后，他又排除阻力二次归国，把自己在核物理和粒子实验中的积累投入国家最需要的高能物理事业。对粒子物理来说，真正的“看见”不是肉眼看见，而是在探测器信号、径迹图像和统计事例中读出微观世界的规律，张文裕一生追求的正是让中国拥有自己的实验基地和自己的粒子物理队伍。

1972年，他牵头18位科学家向周恩来总理写信，建议建设高能加速器、开展高能物理研究。之后，他担任中国科学院高能物理研究所首任所长，多次论证我国高能物理基地建设方案。北京正负电子对撞机建设期间，张文裕即使患病，也坐着轮椅到工地了解进展；1988年10月16日，北京正负电子对撞机首次实现正负电子对撞，中国粒子物理实验从“借别人的窗口看世界”迈向“用自己的装置问前沿”。他的故事告诉学生：粒子物理的每一条径迹、每一个事例、每一次对撞，背后都是几代科学家把基础科学命运同国家发展连接在一起的坚持。

【思政映射】

本素材紧扣粒子物理“理论预言—实验观测—统计验证”的课程主线，彰显张文裕面向国家长远需求布局基础科学的战略眼光，理论与实验相结合的科学精神，以及年老病中仍牵挂大科学装置建设的奉献精神。引导学生理解粒子物理不是远离现实的抽象符号，而是国家基础研究能力、实验平台能力和人才队伍能力的集中体现。

【教学建议】

讲授粒子分类、相互作用和高能碰撞实验时，以张文裕推动北京正负电子对撞机建设的故事导入，说明“事例”和“径迹”如何成为认识微观世界的证据；

结合对撞机能区选择和探测器事例重建，组织学生讨论基础研究为何也需要国家战略耐心；

布置小任务：让学生用一张流程图概括“粒子产生—探测器响应—数据筛选—物理结论”的实验链条。

【配图】

【事迹来源】

[1] 中国科学院与“两弹一星”纪念馆. 张文裕 [EB/OL]. 链接：https://glory.ucas.ac.cn/index.php?Itemid=150&catid=32&id=394&option=com_content&view=article

[2] 中国科学院高能物理研究所. 已故院士：张文裕 [EB/OL]. 链接：https://www.ihep.cas.cn/kydw/yszj/ygys/202210/t20221010_6521764.html

[3] 中国共产党新闻网. 张文裕：建设中国自己的高能加速器 [EB/OL]. 链接：https://cpc.people.com.cn/n1/2022/0831/c443712-32515755.html

[4] BEPC的前前后后_方守贤.pdf。链接：https://www.ihep.cas.cn/zt/50th/zw/202306/P020230612597390926396.pdf

【素材标题】

于敏：从有限数据中推开氢弹之门

【适用课程】

基于机器学习的核数据预测

【对应知识点】

核数据评价、稀缺数据下的物理建模、参数敏感性分析、模型预测与交叉验证、数据驱动方法的物理约束

【先进事迹】

于敏（1926—2019），“两弹一星”功勋奖章获得者，我国著名核物理学家。1960年代初，他服从国家需要，从基础核理论研究转入氢弹原理攻关。那时缺少可依赖的完整公开技术资料，也没有可直接照搬的热核武器模型，计算机机时极其有限，许多判断要靠理论物理图像、近似模型、反复计算和校核共同支撑。于敏常说自己是“道地的国产”，但他并不把“土专家”当作骄傲，而是提醒学生科学需要开放视野，开过眼界后要回国作贡献。

在氢弹原理“百日会战”中，他带领团队在大量计算纸和试算结果中寻找突破口，把反复计算得到的结果归纳成清晰的物理图像。中国从第一颗原子弹爆炸到第一颗氢弹试验成功仅用了2年8个月，背后是多种理论模型的计算、比较和反复校核。面对“氢弹之父”的称呼，于敏直言这种说法不科学，因为核武器研制是大科学系统工程，“我只是起到了一定的作用”。他73岁题诗“身为一叶无轻重，愿将一生献宏谋”，这句话也提醒今天学习机器学习核数据预测的学生：算法可以提高效率，但真正可靠的预测必须服从物理规律、数据边界和国家需求。

【思政映射】

本素材把核数据预测中的“数据—模型—物理约束—不确定度”与于敏的理论攻关联系起来，彰显其淡泊名利、严谨求实、系统协同和科技报国精神。引导学生认识机器学习不是替代物理判断的黑箱，而是要与核反应机理、实验数据质量和工程安全边界结合，服务核科技自主可控。

【教学建议】

讲授核数据预测模型前，用于敏在有限数据条件下突破氢弹原理的案例导入，强调物理先验与数据驱动模型的关系；

组织学生讨论：当训练数据稀缺或存在偏差时，如何用物理约束、交叉验证和不确定度评估避免“看似准确”的错误预测；

可安排学生选取一个核数据项，如截面、半衰期或Q值，画出“实验数据—模型特征—预测输出—验证指标”的路线图。

【配图】

【事迹来源】

[1] 共产党员网/光明日报. 于敏：身为一叶无轻重 愿将一生献宏谋 [EB/OL]. 链接：https://www.12371.cn/2019/01/17/ARTI1547680988793269.shtml

[2] 中国科学院. 于敏专题 [EB/OL]. 链接：https://www.cas.cn/kxyj/kj/zg/2014/ym/

[3] 愿将一生献宏谋_人民日报.pdf。原链接：https://paper.people.com.cn/rmrb/images/2022-07/06/20/rmrb2022070620.pdf

[4] 中国军网. 于敏：用生命铸成“国之重器” [EB/OL]. 链接：http://www.81.cn/yl_208589/16387154.html

【素材标题】

俞大光：严谨细节 点亮核电子中枢

【适用课程】

核电子学

【对应知识点】

核电子脉冲处理、触发与同步、引爆控制、遥测系统、可靠性设计、电磁兼容与系统级测试

【先进事迹】

俞大光（1921—2017），中国工程院院士，理论电工和电子工程专家，是我国第一代核弹引爆控制系统与遥测系统的奠基人。核试验不是普通实验，关键瞬间不可重复：脉冲触发早一拍、同步信号慢一拍、遥测链路漏掉一组数据，都可能让多年攻关失去判断依据。俞大光长期带队研究核武器电子系统，把核电子学中的触发、鉴别、同步、遥测和抗干扰做成一条可靠的工程链。

1964年10月16日，我国第一颗原子弹爆炸成功时，俞大光在距罗布泊两千多公里外的青海金银滩基地守候结果。消息传来，他和同事们确认引爆控制系统与无线电遥测系统支撑了试验关键环节，长期攻关的电子工程方案经受住了实战检验。后来主持氢弹核试验投放方案研讨时，即使理论弹道数据已经反复核算，他仍要求用多个实地弹道飞行数据验证。俞大光对细节极其严格，这种工程作风在核电子学课堂中可以转化为最朴素的准则：每一级放大、每一次甄别、每一条触发逻辑，都要经得起不可重来的试验瞬间。

【思政映射】

本素材紧扣核电子学中信号获取、触发控制、数据传输和可靠性设计的核心能力，彰显俞大光严谨细致、系统负责、服从国家重大任务的工程精神。引导学生认识核电子学不是单个电路知识的堆叠，而是服务核试验、核测量和核安全的“神经中枢”，必须以零差错意识对待每一个细节。

【教学建议】

讲授脉冲成形、甄别器、符合电路和触发系统时，以核试验引爆控制链为案例，说明时间同步和可靠性的重要性；

结合遥测系统讲解抗干扰、冗余和环境适应性，让学生比较实验室电路与工程现场电子系统的差异；

设置课堂检查题：给出一个核探测脉冲链路，让学生标出可能导致误触发、漏触发和数据丢失的环节。

【配图】

【事迹来源】

[1] 中国新闻网. 俞大光院士：亲手缔造核弹引爆系统 [EB/OL]. 链接：https://www.chinanews.com.cn/cul/2011/05-26/3069600.shtml

[2] 光明日报/光明网. 俞大光：心血凝成惊世响 [EB/OL]. 链接：https://epaper.gmw.cn/gmrb/html/2011-05/26/nw.D110000gmrb_20110526_1-13.htm

[3] 俞大光_我国第一代核武器研制历程回顾.pdf。原链接：https://cdn.sciengine.com/doi/pdf/6F0C51B8DD72438D8E18FF79C597AED7

[4] 京报网. 罗布泊的一声巨响，他在2000公里外的金银滩热泪盈眶 [EB/OL]. 链接：https://news.bjd.com.cn/2026/01/22/11539068.shtml

【素材标题】

谢家麟：把束流加速到祖国需要的地方

【适用课程】

加速器物理及应用

【对应知识点】

直线加速器、微波加速结构、束流动力学、正负电子对撞机、医用加速器、辐射源与大科学装置应用

【先进事迹】

谢家麟（1920—2016），中国科学院院士，我国粒子加速器事业的开拓者和奠基人之一。1955年，他冲破阻力回国，从研制基本关键部件做起，在艰苦条件下自力更生奋斗八年，建成我国第一台高能量电子直线加速器。更早在美国，他曾负责研制45MeV医用电子直线加速器，用高能电子束治疗深部肿瘤；回国后，他把这种“让束流服务国家需要”的思想延伸到国防急需、粒子物理和先进光源等多个方向。

那台高能电子直线加速器建成后，曾用束流打靶产生高强度脉冲辐射，用于模拟核爆来标定仪器，为“两弹”研制作出重要贡献。上世纪80年代，他又领导北京正负电子对撞机设计建设，反复比较质子打固定靶与正负电子对撞方案，最终确定2.2GeV正负电子对撞机“一机两用”路线。1988年10月，北京正负电子对撞机首次实现对撞。谢家麟常说，他们那一代人最大的愿望就是做一个对国家、对人民有用的人。加速器物理中的电场、磁场、真空、束流和反馈控制，在他的故事里不再是孤立公式，而是一台国家大装置从图纸走向束流的全过程。

【思政映射】

本素材紧扣加速器物理“粒子产生—加速—聚焦—输运—碰撞/应用”的知识链，彰显谢家麟从关键部件做起、长期攻关大科学装置的创新精神和工程组织能力。引导学生认识加速器既是基础研究工具，也是核测量、医学治疗、材料辐照和先进光源的重要平台，学习把个人专业能力放到国家战略需求中考量。

【教学建议】

讲授直线加速器和微波加速结构时，以谢家麟高能电子直线加速器案例导入，说明加速管、速调管、真空和束流调试的系统耦合；

讲授对撞机时，让学生比较固定靶和对撞实验的能量利用差异，联系北京正负电子对撞机“一机两用”方案；

可安排学生查找一种加速器应用，如放疗、同位素生产、辐照改性或同步辐射，说明其束流参数与应用目标的关系。

【配图】

【事迹来源】

[1] 中国科学院学部. 谢家麟院士 [EB/OL]. 链接：https://casad.cas.cn/zt2022/mhys/2016/201602/t20160222_4683098.html

[2] 中国科学家博物馆. 谢家麟：“中国加速器物理之第一人” [EB/OL]. 链接：https://www.mmcs.org.cn/kxjfc/kxjfc/xjl/bd/art/2023/art_5ef356d82c7d4f6c9429451c4cbb83e0.html

[3] 光明网. 科学家谢家麟的故事 [EB/OL]. 链接：https://topics.gmw.cn/2023-11/07/content_37224415.htm

[4] 科学家精神创新篇_谢家麟节选.pdf。原链接：https://www.cmaph.org/files/u/cms/guanwang/202205/18165028o15n.pdf

【素材标题】

何泽慧：暗室节拍中的核乳胶之光

【适用课程】

射线探测功能材料及原理

【对应知识点】

射线与带电粒子探测材料、原子核乳胶、银卤晶粒与潜影、灵敏度和空间分辨率、径迹识别

【先进事迹】

何泽慧（1914—2011），中国科学院院士，中国第一代核物理学家，被誉为中国的“居里夫人”。在法国居里实验室，她与钱三强一起发现并研究铀核三分裂和四分裂现象；回国后，面对新中国几乎没有核探测材料工业基础的现实，她选择从最基础的原子核乳胶做起。射线探测材料看似安静，真正决定的是能否把不可见的质子、α粒子和裂变碎片留下可读的径迹。

起初做一锅核乳胶要三个人同时操作：烧杯放在45-50℃恒温水浴中，何泽慧手持玻璃搅棍，助手分别拿着溴化钾和硝酸银滴管；暗红灯下，节拍机每响一下，她的搅棍转一圈，两支滴管各滴下一滴。几位物理学家像化学工匠一样边干边学，整整历时3年、经过几百次实验，1956年终于制成主要性能达到国际先进水平的原子核乳胶。随后，团队又围绕核-2、核-3乳胶的制备方法进行总结和发表，使这种探测材料能够服务质子、α粒子及裂变碎片等径迹记录。何泽慧常被概括为“制心一处，无事不办”，她用暗室里的节拍和滴液，告诉学生材料微结构、制备工艺和探测性能之间没有捷径。

【思政映射】

本素材紧扣射线探测功能材料中“材料制备—微观结构—辐射响应—图像/径迹读取”的主线，彰显何泽慧自力更生、精细实验和长期坚守基础科研的精神。引导学生认识探测材料是核科学观测能力的根基，只有把材料性能、工艺控制和物理机理结合起来，才能让不可见的射线变成可信的科学证据。

【教学建议】

讲授核乳胶、闪烁体或半导体探测材料时，以何泽慧暗室制备核乳胶的细节导入，说明材料制备工艺如何影响灵敏度和分辨率；

结合潜影形成、银卤晶粒和径迹显影，让学生讨论“探测效率”和“空间分辨率”之间的权衡；

可安排学生比较核乳胶、闪烁体、气体探测器和半导体探测器的材料机制与适用场景。

【配图】

【事迹来源】

[1] 中国科学院. 何泽慧：被称为中国的“居里夫人” [EB/OL]. 链接：https://www.cas.cn/xzfc/202209/t20220928_4849224.shtml

[2] 中国科学家博物馆. 何泽慧：中国物理界的首位女院士 [EB/OL]. 链接：https://www.mmcs.org.cn/kxjfc/kxjfc/hzh/bd8672/art/2023/art_9d06f6be49524061a783c96300614cea.html

[3] 何泽慧、陆祖荫、孙汉城. 为原子核科学研究用的原子核乳胶核-2、核-3制备方法的研究[J]. 物理学报, 1959, 15(3):131-138. 网页链接：https://wulixb.iphy.ac.cn/article/doi/10.7498/aps.15.131

原文链接：原子核乳胶核2核3制备方法_何泽慧.pdf。https://wulixb.iphy.ac.cn/cn/article/pdf/preview/10.7498/aps.15.131.pdf

【素材标题】

钱三强：让放射性同位素走向人民健康

【适用课程】

核医学

【对应知识点】

放射性核素制备、反应堆与回旋加速器、核医学显像与治疗、放射生物学、核技术民用转化

【先进事迹】

钱三强（1913—1992），“两弹一星”功勋奖章获得者，我国原子能科学事业的创始人之一。青年时代，他在巴黎居里实验室从事原子核物理研究，1948年回国后参与创建新中国原子能事业。钱三强看到的原子能，不只有国防尖端任务，也包括反应堆、回旋加速器、放射性同位素、放射生物学等服务国民经济和人民健康的方向。核医学课堂中的显像、示踪和核素治疗，离不开同位素来源、放射生物学基础和辐射安全体系；这些能力正是新中国原子能事业早期布局可以延伸出的重要应用方向。

1958年，中国第一座重水反应堆和第一台回旋加速器建成运行，“一堆一器”开启了中国原子能时代。钱三强领导和组织的工作，使堆物理、堆工程、放射化学、放射生物学、放射性同位素制备和高能加速器技术等科研方向先后开展起来。对核医学而言，这意味着相关同位素和辐射技术开始具备自主发展的设备与人才基础，为后续医学应用积累条件。钱三强少时因篮球队排行第三而得名“三强”，父亲钱玄同解释为“品德强、身体强、学识强”。把这三强放进核医学课堂，就是既要学强核技术，也要守强医者伦理和辐射防护责任。

【思政映射】

本素材把钱三强开创原子能事业的历史与核医学中放射性核素制备和医学应用相连接，彰显其面向国家需要进行学科布局、推动核技术服务人民健康的战略科学家精神。引导学生理解核医学既是核科学与医学交叉的应用方向，也是服务人民生命健康的重要民生科技，必须坚持技术自主、安全可控和生命至上。

【教学建议】

讲授放射性核素制备和核药物基础时，以“一堆一器”开启同位素制备能力的历史导入，说明反应堆、回旋加速器与核医学供应链的关系；

结合PET/SPECT显像和核素治疗，让学生讨论核素半衰期、射线类型、靶向分子和剂量控制之间的匹配；

设置课堂讨论：核医学工作者如何在技术创新、患者获益和辐射安全之间建立责任边界。

【配图】

【事迹来源】

[1] 中国科学院. 钱三强：我国原子能科学事业的创始人 [EB/OL]. 链接：https://www.cas.cn/xzfc/202206/t20220630_4840013.shtml

[2] 人民网科普中国. “一堆一器”辉映强国之路 [EB/OL]. 链接：https://kpzg.people.com.cn/n1/2024/1003/c404214-40332710.html

[3] 中国科学院/中国科学报. 中国核事业的先行者 [EB/OL]. 链接：https://www.cas.cn/cm/202407/t20240731_5027609.shtml

【素材标题】

杨澄中：在黄河岸边驯服重离子束

【适用课程】

离子束应用技术

【对应知识点】

离子源、重离子加速、束流输运、辐照效应、离子束育种、重离子治癌、材料改性与空间辐照

【先进事迹】

杨澄中（1913—1987），中国科学院学部委员，我国原子核科学事业的开拓者之一，也是西北核科学研究基地和重离子物理研究基地的奠基者。1957年，他受命从北京抽调30多名科研人员，与甘肃调派的20多名党政干部会合，在兰州创建我国原子核物理后方研究基地。那时兰州生活条件艰苦，被形容为“电灯不明、电话不灵、马路不平”，但杨澄中认定祖国最需要的地方就是科研人员该去的地方。

他带领团队改进、重新安装并调试成功400千伏高压倍加器，1959年投入运行；苏联撤走专家、带走图纸后，他又带领工程技术人员自力更生，使1.5米回旋加速器在1963年建成出束、1964年正式运转，为我国原子核物理研究创造实验条件。为了发展重离子物理，1972年杨澄中等提出建设大型分离扇重离子回旋加速器，病中仍惦记设计难题。今天，兰州重离子加速器相关技术已服务重离子治癌、空间器件辐照、材料改性和离子束育种等方向。杨澄中曾把自费购买的金箔、电子管等实验材料留给国家，并教育子女：“以国家利益为重，不能闹个人意气。”这正是离子束应用技术从实验束流走向国计民生的精神底色。

【思政映射】

本素材紧扣离子束应用技术中“离子产生—加速输运—辐照作用—应用转化”的课程逻辑，彰显杨澄中扎根西北、白手起家建设核科学基地的奋斗精神，以及重离子束服务医学、材料、农业和航天的国家需求导向。引导学生认识离子束不是抽象的带电粒子流，而是可转化为治癌、育种、材料改性和空间安全验证的关键技术平台。

【教学建议】

讲授离子源和束流输运时，以杨澄中建设高压倍加器、回旋加速器和重离子装置的故事导入，说明装置能力决定应用边界；

结合辐照效应章节，让学生比较重离子治癌、空间单粒子效应测试、材料改性和诱变育种中的能量沉积差异；

可布置案例分析：选择一种离子束应用，写出束流种类、能量范围、靶材料或组织、预期效应和安全控制要点。

【配图】

【事迹来源】

[1] 科学与中国. 杨澄中院士：去祖国最需要的地方 [EB/OL]. 链接：https://scicn.casad.cas.cn/wz/202505/t20250506_5067321.html

[2] 中国科学院大学新闻网. 追忆“重离子”奠基人杨澄中 [EB/OL]. 链接：https://news.ucas.ac.cn/kyrw/1923765d4bfe4f4d9ec820a6569f6987.htm

[3] 中国科学院/科技日报. 兰州重离子加速器：探秘宇宙惠及民生的“巨龙” [EB/OL]. 链接：https://www.cas.cn/cm/202106/t20210607_4791730.shtml

[4] 杨澄中_兰州分院创先争优材料.pdf。原链接：https://www.lzb.cas.cn/zt/cxzy/hdjb/201104/P020110418350794050473.pdf

【素材标题】

程天民：戈壁探核伤 深耕电离辐射生物效应的防原医学拓路者

【适用课程】

电离辐射对生物体的作用、核辐射生物效应、辐射防护基础、放射生物学

【对应知识点】

电离辐射急性与慢性生物效应、剂量-效应关系、放射复合伤、辐射现场观测与样本采集规范

【先进事迹】

程天民是我国防原医学、放射生物学主要开拓者。1958 年，国家布局核武器配套医学研究，他毅然转型全新领域。彼时国外严密封锁实验数据与研究成果，国内连基础观测方法都无从借鉴，他从零起步，开展上千组动物辐照实验，潜心剖析急性放射病病理特征，率先探索放烧复合伤机理，用海量原始数据搭建起学科雏形。

1964 年我国首颗原子弹成功爆炸，此后十余年间，他先后 14 次主动带队挺进罗布泊核试验场。核爆过后，现场放射性尘埃密布，辐射剂量居高不下，他不顾个人安危，在露天简易场地完成数百例实验动物解剖、体征连续观测，逐组记录不同辐射剂量对应的机体损伤特征，梳理出完整的剂量 - 效应变化规律。团队将数千份生物标本长途运回实验室，他借助显微设备逐一分析切片，反复比对实验结果。

他两度牵头汇总全国核试验数据，执笔完成十余万字专业报告《核武器损伤的病理变化》，成为行业权威文献。在此基础上，他主编我国首部《核武器损伤及其防护》《防原医学》等教材，构建起完整的防原医学体系。年过八旬仍坚守讲台的他常说：“年纪大，只是说明过去工作时间长，更要抓紧余下时光多做事。” 六十余载躬身钻研，他以实测数据为基、以身赴险为盾，为我国核辐射防护事业保驾护航。

【思政映射】

家国担当：服从国家安排转研新领域，多次深入高辐射试验现场，践行以身许国的奉献精神。

科学态度：坚持现场实测结合实验室研究，以海量数据总结规律，恪守严谨求实的治学准则。

职业使命：深耕核辐射损伤与防护研究，守护人员生命安全，树立生命至上的责任意识。

开拓精神：在技术封锁下自主搭建学科体系，迎难而上推动行业发展。 5. 育人情怀：数十年坚守教学一线，编写教材、培育后辈，助力学科薪火相传。

【教学建议】

课程绪论以程天民赴戈壁开展研究的故事导入，引导学生认识课程的国家安全价值。

讲解辐射生物效应、剂量-效应关系、放射复合伤等知识点时，结合核试验观测案例辅助理解。

实验操作规范时，对比今昔试验条件，强化学生安全操作意识。

【配图】

1.程天民院士彩色正装单人证件

2.单人工作照

【事迹来源】

1. 中国科学报：程天民：中国防原医学的拓路者 （已置于”1.电离辐射对生物体的作用”文件夹）：https://news.sciencenet.cn/dz/upload/201431482445934.pdf
2. 程天民：中国防原医学的拓路者：
   https://www.cae.cn/cae/html/main/col36/2014-03/20/20140320132122395291322_1.html

【素材标题】

王世真：深耕分子影像 开创国内核医学影像新征程

【适用课程】

分子影像学

【对应知识点】

分子探针合成、PET/CT 成像原理、核素显像技术、分子影像临床应用

【先进事迹】

王世真被誉为 “中国核医学之父”，是我国分子影像学发展的重要奠基人。1951 年，他放弃海外优越条件毅然回国，彼时国内分子影像相关技术一片空白，显像试剂、成像设备均被国外垄断。他从零起步搭建同位素实验室，潜心研发放射性标记分子探针，完成多组标记化合物合成实验，打破海外技术壁垒。

为推动高端分子影像技术落地，他奔走呼吁，联合 19 位院士倡议筹建国内 PET 中心，推动引进首套 PET/CT 设备与小动物成像系统，让先进分子影像技术走进临床。他始终秉持 “技术要为民所用” 的理念，着力降低影像诊断成本，让普通患者也能享受精准诊疗服务。耄耋之年的他仍坚守科研与教学一线，培养大批分子影像专业人才。

他曾说：“科研的终点是服务病患，技术要扎根祖国大地。” 数十年耕耘，他为我国分子影像学体系构建筑牢根基。

【思政映射】

爱国情怀：放弃海外优渥生活归国创业，践行科研报国理想。

创新精神：自主研发分子探针，突破国外技术封锁，勇于攻坚克难。

医者担当：聚焦临床需求，推动技术普惠，坚守为民服务初心。

育人使命：深耕教学领域，传承专业知识与科学精神。

【教学建议】

1. 课程开篇以王世真筹建 PET 中心的故事导入，讲解分子影像技术发展历程。
2. 讲授 PET/CT 成像、分子探针等知识点时，结合其科研案例辅助理解。
3. 课后组织讨论，探究自主研发对分子影像行业发展的重要意义。

【配图】

王世真院士彩色正装单人证件照

实验室调试影像设备的单人工作照

【事迹来源】

[1]中国科学院王世真----高文垂宇宙 精神在人间：

https://www.cas.cn/zt/rwzt/gwcyz2017/wsz/20170328_4595394.shtml

[2]中国科学家博物馆王世真：让核医学在中国落地生根-中国科学家博物馆https://www.mmcs.org.cn/kxjfc/kxjfc/wsz/bd9577/art/2023/art_717947315c7041f2b27ce378fb34d27e.html

【素材标题】

陈芳允：攻坚脉冲技术 奠基核信号获取与处理

【适用课程】

核信号获取与处理、核电子学、核探测技术

【对应知识点】

核脉冲信号采集、瞬态信号测量、多道脉冲分析、电磁干扰抑制

【先进事迹】

陈芳允是 “两弹一星” 功勋科学家、无线电电子学专家，一生扎根脉冲技术与核测试仪器研发。上世纪 50 年代，国家急需配套核试验测量设备，他主动转变研究方向，投身陌生的核电子学领域。为捕捉转瞬即逝的核瞬态信号，他带领团队开展数万次电路调试与信号测试，1958 年成功研制出毫微秒脉冲取样示波器，解决了核快信号难以精准采集的行业难题。

1963 年，核试验专用测量设备成为攻关重点。他牵头设计整体方案，带领技术人员反复搭建电路、模拟试验工况，成功研制多道脉冲分析器。该设备可同步完成核爆炸脉冲信号采集、分类、解析，成为历次核试验的核心测量装备。试验现场电磁环境复杂，信号干扰极强，他逐段优化线路、改良滤波模块，经过上千次对比测试，有效抑制干扰信号，保障每一组测量数据真实可靠。

他一生淡泊名利，常说：“竭诚为国兴，努力不为私。” 在全面技术封锁的年代，他凭自主攻关搭建起我国早期核信号测量技术体系，为核试验数据获取保驾护航，也推动国内核电子学从零起步、稳步发展。

【思政映射】

1. 爱国奉献：放弃个人研究方向，投身国家绝密核事业，以电子技术助力国防发展。

2. 严谨创新：攻坚克难研发脉冲测量设备，以精益求精的态度保障信号测量精度。

3. 自力更生：在技术封锁下自主攻关，打破国外仪器垄断，践行自主创新精神。

4. 淡泊名利：潜心技术研发，不计个人得失，坚守科研初心。

【教学建议】

1. 课程导入时，以陈芳允研制核试验脉冲仪器的事迹切入，介绍学科发展背景。

2. 讲解脉冲采集、信号分析等知识点时，结合多道脉冲分析器、取样示波器的应用案例辅助教学。

3. 课后组织讨论，分析电磁干扰对核信号测量的影响及解决思路。

【配图】

陈芳允

2. 陈芳查看电子仪器的单人工作照

【事迹来源】

[1] 陈芳允：两弹元勋奠基北斗--党史-中国共产党新闻网：
https://cpc.people.com.cn/n1/2023/0208/c443712-32619756.html

[2] 陈芳允：竭诚为国兴，努力不为私：
https://h.xinhuaxmt.com/vh512/share/11187183?d=1348cb0&channel=weixin

【素材标题】

赵忠尧：历尽艰险 铸就中国核物理实验装置根基

【适用课程】

粒子物理与核物理实验装置

【对应知识点】

静电加速器结构与原理、γ 射线探测装置、核物理实验室搭建、粒子探测系统设计

【先进事迹】

赵忠尧是我国核物理、粒子物理实验事业的开拓者，也是国内核物理实验装置研制的奠基人。上世纪 40 年代，受国家委托，他远赴海外采购核物理实验器材，受限于紧张经费，他亲自绘制图纸、设计零部件，自主规划高气压型静电加速器整体结构。归国途中，他随身携带三十余箱精密实验器材，遭到美方刻意阻拦，在日本横滨被非法关押。面对威逼利诱，他始终坚守归国报国的初心，历经重重磨难，终于将全套设备平安带回祖国。

彼时国内科研条件异常简陋，没有专业加工车间，他亲手打磨机械零件、布设电路线路，带领团队进行上万次整机调试与性能测试。1955 年，我国第一台 70 万伏质子静电加速器顺利建成；1958 年，200 万伏高气压型静电加速器也研制成功。与此同时，他改良 γ 射线探测装置的内部结构，优化探测灵敏度，牵头建起国内首个标准化核物理实验室。

他始终坚信：“没有精良的实验装置，就走不进微观粒子的世界。” 数十年间，他依托自主研发的设备开展大量前沿实验，不仅推动粒子物理研究向前迈进，更培养出一大批实验装置研发、运维人才，为我国核物理硬件发展筑牢根基。

【教学建议】

结合静电加速器、γ 射线探测装置知识点，讲解赵忠尧研制设备的技术思路；组织简短讨论，分析自主研发核物理实验装置的必要性与现实挑战。

【配图】

杨振宁教授向赵忠尧先生祝贺90华诞

【事迹来源】

[1] 核物理学家赵忠尧杰出的人生丨科学史--中国科学院高能物理研究所：
https://www.ihep.ac.cn/kxcb/kpwz/201805/t20180528_5017863.html

[2] 科苑风范--中国科学院科学家精神网：
https://kyff.cas.cn/ff/dsff/202506/t20250625_5074409.html

[3] 携带30多箱行李的归国路：
https://paper.people.com.cn/rmzk/pc/content/202411/18/content_30031436.html

【素材标题】

杨承宗：无冕元勋 炼铀报国

【适用课程】

核化学与放射化学导论

【对应知识点】

铀化学、放射性核素分离、核燃料制备、放射化学实验室建设

【先进事迹】

杨承宗（1911-2011），我国放射化学奠基人、核燃料工业开拓者，被称为 “没有勋章的元勋”。1951 年他在法国居里实验室获博士，谢绝高薪挽留，带着约里奥 - 居里 “中国要发展原子能” 的口信毅然回国。当时国内连像样的放射化学实验室都没有，钱三强只给他 “两架旧天平、两个白金坩埚、两个年轻人”。他从零搭建新中国首个放射化学实验室，自编教材、开课授课，培养出我国第一代放射化学队伍。

为造第一颗原子弹，核心难题是高纯金属铀制备-- 国外严密封锁技术。他带队走遍全国矿山，在简陋条件下处理上百吨铀矿，历经三年反复萃取、沉淀、灼烧、还原，炼出中国第一炉合格核级铀，为 1964 年原子弹爆炸提供关键 “粮食”。长期高强度放射化学操作使他左眼严重受损近乎失明，却始终默默承受。晚年他创办中国科大放射化学专业、担任副校长，百岁高龄仍心系学科发展，一生自评：“我只做了两件事：为原子弹炼铀，为国家办放射化学专业。”

【思政映射】

紧扣核化学 “从矿山到核材料” 主线，体现杨承宗爱国至诚、淡泊名利、以身许核、甘为人梯的精神。引导学生理解：没有放射化学就没有核燃料，没有核燃料就没有核大国地位；学习他不计个人得失、把国家需要放在第一位的境界。

【教学建议】

讲授课程核心知识点“铀的提取与纯化”时，穿插杨承宗自研铀纯化技术、攻坚克难制备国产核级铀的感人故事，具象化理论知识；课后组织课堂讨论：为什么说放射化学是核工业的“生命线”？

【配图】

【事迹来源】

[1] 杨承宗：没有勋章的元勋-中国科学家博物馆：
https://mmcs.cast.org.cn/kxjfc/kxjfc/ycz/bd/art/2023/art_a2eb5ff3ea3f496491ba7037f0b19312.html

[2] [光明日报]追记杨承宗：为原子弹“加铀”的功臣-中国科大新闻网：
https://news.ustc.edu.cn/info/1051/34864.htm

[3] 杨承宗：为原子弹加铀的科学家----中国科学院：https://www.cas.cn/xzfc/202107/t20210707_4797379.shtml

[4] 归侨杨承宗：没有勋章的“两弹一星”功臣--中新网：https://www.chinanews.com.cn/zgqj/news/2009/12-03/1999071.shtml

【素材标题】

彭士禄：以核燃料循环铸国之重器

【适用课程】

核燃料循环概论

【对应知识点】

核燃料元件设计、堆内燃耗控制、燃料循环效率、闭式循环理念

【先进事迹】

彭士禄是革命先烈彭湃之子、中共党员，我国核潜艇首任总设计师、核动力事业开拓者。核潜艇研制初期，国内没有任何核燃料组件设计参考，燃料元件形态、组件排布、包壳选材全都需要从零探索。他扎根西南深山基地，手持计算尺日夜演算，完成数万组工况数据比对，反复测试棒形、板形元件性能，对比不同几何结构、锆合金包壳与二氧化铀芯块的适配性，最终敲定我国第一代核燃料组件设计方案。

为提升燃料利用率，他聚焦堆内燃耗控制，精准核算堆芯功率分布、燃耗深度与换料周期，一次次优化燃料排布方式。经过上千次模拟验算与堆内试验，核燃料实现稳定、长周期高效释能，燃料损耗大幅降低，换料周期显著延长。投身核电领域后，他统一全国核燃料技术标准，持续提升循环利用效率。

晚年的他高瞻远瞩，多次呼吁发展快堆技术、推进乏燃料后处理与再利用，全力推动我国核燃料闭式循环发展。他一生隐姓埋名，始终坚守信念：“愿将此身长报国，俯首甘为拓荒牛。” 从燃料元件设计到堆内利用，再到闭式循环规划，他打通核燃料循环全链条关键节点。

【思政映射】

紧扣核燃料循环全流程，体现彭士禄对党忠诚、科技报国的红色信仰，从零突破、精益求精的工匠精神。引导学生理解核燃料循环对核能安全高效发展的核心价值，立足专业强本领、担使命。

【教学建议】

结合燃料元件结构、堆内燃耗、闭式循环等知识点讲解；设置 1 分钟讨论：优化燃料组件设计与燃耗控制，如何提升核燃料循环效率？

【配图】

彭士禄正装证件照

彭士禄在科研现场工作旧照

彭士禄（前右二）到工厂调研

【事迹来源】

[1] 我国核潜艇第一任总设计师彭士禄：中国核动力事业的拓荒牛--专题报道-中国共产党新闻网：https://cpc.people.com.cn/n1/2021/0527/c437550-32115094.html

[2] 彭士禄：没有党领导的举国体制，就无从攻克核潜艇这样的巨复杂系统工程-红色文化网：https://m.hswh.org.cn/wzzx/sdjl/zsfz/2024-11-15/91042.html

[3] #媒体聚焦核工业人物⑬#中国首任核潜艇总设计师彭士禄-中国核工业集团有限公司：https://www.cnnc.com.cn/cnnc/xwzx65/mtjj91/1205469/index.html

【素材标题】

杨承宗：无勋章的元勋 深耕放射化学实验报国

【适用课程】

核化学与放射化学实验

【对应知识点】

放射性物质操作、铀的化学分离与纯化、放射化学萃取实验、放射性样品预处理、辐射防护与实验安全

【先进事迹】

杨承宗（1911-2011），我国放射化学实验学科奠基人、两弹一星事业幕后核心功臣，被誉为“无勋章的元勋”。1951年，他放弃法国居里实验室的顶尖科研平台与优厚待遇，携带珍贵镭源与实验仪器毅然归国，从零搭建新中国第一套放射化学实验体系。

两弹研制关键时期，国外全面封锁核燃料纯化实验技术，国内无标准实验流程、无专用防护设备。为攻克核级铀制备难题，杨承宗扎根简陋实验厂房，全程亲自主持、动手操作高风险放射化学实验。他带领团队对上百吨铀矿原料开展浸取、萃取、沉淀、离子交换等一系列放射化学实操实验，反复调试试剂配比、反应温度、分离参数，一次次提纯、检测、复盘实验数据。

早期实验无完善屏蔽防护，车间弥漫放射性气溶胶与有毒粉尘，所有高危实验全靠人工徒手操作。长期近距离接触放射性物料、反复开展高强度放射化学实验，让他身体遭受不可逆辐射损伤，右眼近乎失明，终身带病。但他始终坚守实验一线，严谨把控每一组实验数据、每一步操作规范，凭借上万次精准实验，成功提纯出我国第一批核纯铀原料，为第一颗原子弹爆炸筑牢核心实验根基。他扎根放射化学实验一线数十年，总结出全套国产放射化学实验操作规范，填补国内学科空白，用极致严谨的实验操守诠释两弹一星精神。

【思政映射】

本素材紧扣核化学与放射化学实验严谨性、安全性、实操性核心要求，深度诠释热爱祖国、无私奉献、自力更生、艰苦奋斗、大力协同、勇于登攀的两弹一星精神。彰显杨承宗不惧高危实验风险、以身许国的赤诚担当，严谨求实、精益求精的科研态度，默默耕耘、淡泊名利的崇高品格。引导实验课程学生敬畏放射化学实验安全规范，养成严谨细致、求真务实的实验素养，将实验初心与国家核事业安全发展紧密结合，筑牢青年学子的家国担当。

【教学建议】

结合铀分离纯化、放射性样品操作、实验安全防护等实验核心内容，讲解杨承宗在艰苦条件下攻坚放射化学实验的事迹，强化学生规范操作、敬畏实验、严谨求真的意识；组织1分钟小组讨论：放射化学实验严谨性对核事业发展的重要意义。

【配图】

1. 杨承宗正装单人证件照

1. 杨承宗在放射化学实验室工作旧照

【事迹来源】

[1] 杨承宗：为原子弹“加铀”的功臣_共产党员网：
https://news.12371.cn/2013/02/04/ARTI1359923271263524.shtml

[2] #媒体聚焦核工业人物（22）#杨承宗 ：他是没有勋章的元勋，“两 弹一星”背后的放射化学家-中国核工业集团有限公司：https://www.cnnc.com.cn/cnnc/xwzx65/mtjj91/1226644/index.html

【素材标题】

吴自良：为第一颗原子弹装上“心脏”

【适用课程】

核能系统材料

【对应知识点】

核燃料材料、铀同位素分离、耐腐蚀多孔材料、核能系统关键材料自主保障

【先进事迹】

20世纪60年代初，苏联专家撤走，铀同位素分离的关键资料随之中断。天然铀中真正能发生裂变链式反应的铀-235只占约0.7%，武器级核材料却需要把铀-235浓缩到90%以上；没有合格的分离元件，反应堆和原子弹都像“无米之炊”。材料学家吴自良临危受命，放下原有研究，承担“甲种分离膜”这一绝密核心元件的攻关。

这项材料看似只是一层膜，实则要在粉末、成型、孔隙、耐腐蚀和分离效率之间找到极窄的平衡。1961年春节后，上海冶金所第10研究室组建，60多名专家分成粉末组、成型组和性能测定组联合会战。吴自良每天工作十多个小时，三年多几乎不离实验室；同事回忆，整栋实验楼四层的一半被封闭，白天黑夜加班，连至亲家人也只知道他们在做国家重点保密任务。

1964年，甲种分离膜试制成功并投入使用。后来钱三强告诉参研人员，这批元件“性能很好，分离效率比苏联的还要高”。吴自良却始终把功劳归于集体，把奖状复印给每一位参研人员，并把金质奖章交给研究所。一个材料孔洞的尺寸、一批实验数据的波动、一项保密纪律的坚守，共同支撑起新中国核工业打破封锁的第一道关口。

【思政映射】

本素材把核能系统材料的“微观结构决定宏观能力”与国家战略需求相连接，突出自力更生、协同攻关和淡泊名利的科学家精神。引导学生理解核材料不是孤立的试样和参数，而是国家能源安全、国防安全与科技自立自强的基础能力。

【教学建议】

讲授铀材料、核燃料循环或多孔材料制备时导入，提问“为什么0.7%的同位素丰度会成为国家级工程难题”；

结合材料孔隙结构、腐蚀环境和服役可靠性，让学生讨论“一个微观缺陷可能如何放大为系统风险”；

布置课后小任务：用一页图示说明甲种分离膜攻关体现的材料设计闭环。

【配图】

工作中的吴自良，来源：中国科学院“科学人生百年”专题

【事迹来源】

[1] 中国科学院科学人生百年专题：《祖国利益高于一切：自力更生研制原子弹核心部件“甲种分离膜”》 链接：https://kxrsbn.casad.cas.cn/2017n/kxrsbn_wzl/wzl_gjknzky/201710/t20171017_4950254.html

[2] 中国科学院科学人生百年专题：《解密我国第一颗原子弹“心脏”的科研故事》 链接：https://kxrsbn.casad.cas.cn/2017n/kxrs_tbbd/201710/t20171026_4950252.html

[3] 中国科学院文献情报中心科学传播网：《“两弹一星”功勋奖章获得者的故事｜吴自良》 链接：https://kxcb.las.ac.cn/ldyx_news_detail/96.html

【素材标题】

杨嘉墀：把自动控制写进中国航天的星光

【适用课程】

AI驱动的智能制造

【对应知识点】

智能控制、姿态控制、传感检测、数据驱动决策、复杂系统可靠制造

【先进事迹】

杨嘉墀是我国自动化与空间控制技术的重要开拓者。1956年回国后，他参与筹建自动化学科，后来承担卫星姿态控制、返回式卫星控制等关键任务。对今天的“AI驱动智能制造”而言，杨嘉墀的故事提醒学生：智能并不只是在屏幕上训练模型，更是在极端约束下让系统可感知、可判断、可执行、可验证。

1970年“东方红一号”发射成功，杨嘉墀领导研制的姿态控制系统完成任务。返回式卫星研制中，卫星入轨后曾出现氮气压力下降过快的险情；若判断为泄漏，依赖喷气反作用力的姿态控制系统可能失效，卫星难以返回。杨嘉墀带领团队从遥测数据、结构状态和控制逻辑中反复分析，没有简单被异常读数吓倒，而是通过系统判读争取处置窗口。

他常说“争名当争国家名，计利当计人民利”，也把“少说多做”落实在控制系统的每个环节。今天的智能制造同样需要这种工程品格：算法要落到设备、传感器要经得起环境、数据要能反哺工艺，最终把“制造”变成面向国家重大需求的可靠“智造”。

【思政映射】

本素材把智能控制、复杂装备制造与“两弹一星”精神连接起来，突出面向国家需求的自主创新、系统思维和工程责任。引导学生认识到AI不是炫技工具，而是服务高端装备、核工业和航天工程可靠性的技术能力。

【教学建议】

讲授智能制造系统架构时，用“感知—决策—执行—反馈”四环节拆解卫星姿态控制；

组织学生讨论：当传感器数据异常时，智能系统应如何结合机理模型和历史数据做判断；

可延伸到核电装备制造中的数字孪生、质量追溯和预测性维护。

【配图】

杨嘉墀照片，来源：中国科学院《杨嘉墀：将生命化为银河中的一颗星》

【事迹来源】

[1] 国科学院：《杨嘉墀：将生命化为银河中的一颗星》 链接：https://www.cas.cn/xzfc/202207/t20220727_4843157.shtml

[2] 上海交通大学校史博物馆：[杨嘉墀校友专题展]杨嘉墀“两弹一星”功勋奖章 链接：https://museum.sjtu.edu.cn/info/1064/3663.htm

[3] 中国科学院文献情报中心科学传播网：《“两弹一星”功勋奖章获得者的故事｜杨嘉墀》 链接：https://www.museum.ac.cn/ldyx_news_detail/98.html

【素材标题】

陈能宽：烛光下反算数据的爆轰物理实验

【适用课程】

核材料学基础实验

【对应知识点】

实验设计、数据反演、材料物性测量、爆轰物理、特殊材料与冶金基础

【先进事迹】

陈能宽早年从事金属物理研究，曾与合作者用显微电影观察金属晶体滑移线传播。回国后，他转入高度保密的核武器研制，领导爆轰物理、炸药和装药物理化学、特殊材料与冶金、实验核物理等领域。对核材料学基础实验而言，他的经历恰好说明：材料实验不是孤立的称量、烧结和显微观察，而是服务真实工程问题的数据链。

研制原子弹起爆元件时，陈能宽和刚分配到研究室的年轻同志用一台手摇计算机，一边摇、一边记、一边修正公式，再利用实验数据反算设计参数。工地实验后，设计还要继续修正；夜间停电时，大家点起蜡烛继续讨论实验问题。一次次公式推导、一次次数据回算、一次次现场修正，构成了从材料特性到工程部件的闭环。

陈能宽后来回忆，自己的工作长期不能告诉家人。正是在这种无名状态中，实验记录、误差分析和材料细节成为国家重器的底座。学生在今天的基础实验中练习规范记录、重复测量和误差判断，正是在学习这种“把每个数据对国家负责”的科研品格。

【思政映射】

本素材突出严谨求实、甘于沉默和以实验数据支撑国家工程的价值。引导学生把基础实验课中的每一次记录、每一条曲线、每一次复现实验，都看作未来承担重大工程任务的训练。

【教学建议】

在实验绪论课导入，要求学生思考“为什么手摇计算机和烛光讨论也能支撑尖端工程”；

结合实验报告规范，强调原始数据、误差来源、复现实验和结果反算的重要性；

可安排学生把一个材料实验流程画成“假设—制样—测量—反算—修正”的闭环图。

【配图】

陈能宽照片，来源：中国科技网相关报道

【事迹来源】

[1] 中国科技网：《不辞沉默铸坚甲 甘献年华逐紫烟——记中国科学院院士、“两弹一星”功勋科学家陈能宽》 链接：https://www.stdaily.com/web/gdxw/2023-05/25/content_1924111.html

[2] 中国科学技术大学工会：《传承“两弹一星”精神和科学家精神》陈能宽 链接：https://gonghui.ustc.edu.cn/2021/1109/c28816a531695/page.htm

[3] 央视网：《许身为国 铸剑人生》 链接：https://m.news.cctv.com/2016/06/02/ARTIvLJi0oUEt7SCdO6UAlGG160602.shtml

【素材标题】

郭永怀：从结构强度到生命托举的数据文件

【适用课程】

反应堆结构力学

【对应知识点】

结构强度、冲击与振动、载荷路径、环境试验、核工程结构可靠性

【先进事迹】

郭永怀是我国近代力学事业的重要奠基人，也是唯一以烈士身份被追授“两弹一星”功勋奖章的科学家。在第一颗原子弹攻关中，他担任场外试验委员会主任，任务涉及结构设计、强度计算和环境试验；他一边给科研人员讲授弹头设计、爆炸力学基本理论，一边组织结构强度、传力路线、气动特性、振动和冲击研究。

大西北基地条件艰苦，郭永怀年过半百仍和年轻人一起扎帐篷、抬设备、清理场地。他有个特别习惯：睡觉时不让警卫员铺褥子，铁床硌得疼，翻身就会醒，就能起来继续工作。1964年10月16日第一颗原子弹爆炸成功，现场欢呼时，他却因长期疲劳晕倒在试验现场。

1968年12月5日，郭永怀带着实验基地发现的重要数据文件紧急返京，飞机失事牺牲。清理现场时，人们发现他和警卫员紧紧护住文件。结构力学课讲的是受力、变形和失效边界；郭永怀用生命说明，核工程结构的每一个安全裕度、每一次环境试验和每一份数据文件，都关系国家命运。

【思政映射】

本素材将结构力学中的强度、振动、冲击和可靠性与“两弹一星”工程实践相结合，彰显爱国奉献、极端负责和工程报国精神。引导学生理解结构计算不只是公式推演，更是守住核工程安全边界的责任。

【教学建议】

讲授强度计算或环境载荷时导入，提问“为什么结构设计必须经过环境试验验证”；

结合核电设备抗震、压力边界和冲击载荷案例，让学生讨论安全裕度的工程意义；

可要求学生用郭永怀故事写一段“结构力学中的责任意识”课后反思。

【配图】

郭永怀照片，来源：中国科学院官网

【事迹来源】

[1] 中国科学院：《郭永怀：永怀爱国之心》 链接：https://www.cas.cn/xzfc/202105/t20210506_4786686.shtml

[2] 中华人民共和国文化和旅游部：《“两弹一星”元勋郭永怀》 链接：https://www.mct.gov.cn/preview/special/8680/8681/201811/t20181109_835870.htm

[3] 中国工程物理研究院：郭永怀人物介绍 链接：https://www.caep.ac.cn/doc/2020/01/06/495.shtml

【素材标题】

郭永怀：把力学实验做在戈壁现场

【适用课程】

工程力学基础实验

【对应知识点】

力学实验方法、冲击载荷、爆炸力学、振动测试、实验数据记录与验证

【先进事迹】

工程力学基础实验训练学生测量力、位移、应变和振动，而郭永怀的两弹实践展示了这些基础能力怎样进入国家重大工程。回国后，他不仅建设力学学科，还把理论带到戈壁现场，为科研人员讲解爆炸力学、弹头设计和环境条件实验，把“课堂上的力学”变成“工程现场的力学”。

在第一颗原子弹研制中，试验条件简陋、设备短缺、粮食紧张。郭永怀和同事们一同搬设备、搭实验条件，围绕结构传力路线、冲击响应和振动环境开展大量试验。面对年轻人，他强调边操作边讲解，因为只从书本上学理论不够扎实，爆破物理实验是突破原子弹技术的重要一环。

这种现场实验精神对今天的基础实验课仍有启发：一次拉伸试验的夹具是否对中，一次振动测试的采样频率是否合理，一次冲击实验的保护措施是否到位，都决定数据是否可信。郭永怀把力学实验从公式带向现场，也把“认真来做”四个字留给后来者。

【思政映射】

本素材突出理论联系实际、在艰苦条件下建设实验能力、以严谨实验支撑国家工程的精神。引导学生珍惜基础实验训练，把规范操作、数据可信和安全意识作为工程师底色。

【教学建议】

在第一次工程力学实验课中导入，强调实验安全、原始记录和仪器校准；

让学生对比“书本模型”和“现场测试”差异，讨论边界条件、噪声和误差；

可结合拉伸、冲击或振动实验，要求学生说明一个操作细节如何影响最终结论。

【配图】

郭永怀照片，来源：中国科学院官网

【事迹来源】

[1] 国科学院：《郭永怀：永怀爱国之心》 链接：https://www.cas.cn/xzfc/202105/t20210506_4786686.shtml

[2] 中国共产党新闻网：《“两弹一星”元勋郭永怀》 链接：https://cpc.people.com.cn/n1/2024/1106/c443712-40354913.html

[3] 清华大学：《为发展我国两弹事业作出重要贡献的郭永怀》 链接：https://www.tsinghua.edu.cn/info/1925/75840.htm

【素材标题】

叶奇蓁与秦山核电：把材料寿命守成国家荣光

【适用课程】

核电材料老化与延寿

【对应知识点】

核电设备老化管理、材料服役寿命、蒸汽发生器材料、在役检查、延寿工程实践

【先进事迹】

核电材料老化与延寿关注的是时间尺度上的安全：金属腐蚀、辐照损伤、疲劳累积、密封老化，都可能在多年运行后显现。秦山核电是中国大陆核电的起点，从自主建设到长期安全运行，凝结了几代核工业人的工程坚守。叶奇蓁作为核反应堆及核电工程专家，长期参与秦山核电二期等工程，见证了中国核电装备国产化和材料可靠性的持续提升。

在核电站展厅介绍设备时，叶奇蓁曾特别谈到蒸汽发生器材料：国际上U型管平均使用寿命通常为十几年到二十年，不少国外核电站在寿期内更换过蒸汽发生器；而我国相关设备采用新型690材料，长期运行中保持良好状态。这背后不是一句“国产化”可以概括，而是材料选型、制造质量、在役检查、老化数据库和运维策略的长期协同。

秦山核电长期运行工程实践显示，老化管理必须标准化、科学化、系统化。对学生而言，延寿不是简单“多用几年”，而是在证据链充分的前提下守住安全边界：每一次无损检测、每一条趋势曲线、每一个材料取样和每一项维修决策，都是对“安全是核工业生命线”的具体回答。

【思政映射】

本素材将核电材料老化管理与我国核电自主化历程结合，突出长期主义、质量意识和安全责任。引导学生认识核电工程的红色基因不仅在“两弹一星”的突破时刻，也在几十年如一日的安全运行和自主可控中延续。

【教学建议】

讲授材料老化机理前导入秦山案例，提问“延寿工程需要哪些证据支撑”；

结合690合金、在役检查和趋势监测，让学生建立材料性能退化与运行决策的联系；

可布置小组讨论：核电站延寿中技术、经济与公众安全三者如何平衡。

【配图】

叶奇蓁照片，来源：中国核电网《从电处来，到“核”处去》

【事迹来源】

[1] 中国核电网：《中国工程院院士叶奇蓁：从电处来，到“核”处去》 链接：https://www.cnnpn.cn/article/30697.html

[2] 核电站安全壳老化管理与延寿许可证续期研究.pdf。原链接：https://hdlgc.xml-journal.net/cn/article/pdf/preview/10.13832/j.jnpe.2022.S1.0001.pdf

[3] 核电蒸汽发生器管材寿命与延寿条件研究.pdf。原链接：https://www.cnnc.com.cn/cnnc/resource/cms/article/1282903/1294220/2023030103143357177.pdf

【素材标题】

周光召：“九次计算”背后的模型勇气

【适用课程】

核材料模拟计算方法导论

【对应知识点】

物理建模、数值计算、模型验证、热力学约束、计算结果审查

【先进事迹】

核材料模拟计算方法训练学生用模型理解复杂体系，而周光召在原子弹理论设计中的“九次计算”正是模型验证的经典故事。1961年，周光召调入二机部第九研究院理论部，辅助邓稼先攻关原子弹原理。当时理论人员研究苏联专家留下的教学模型，前几步计算吻合，但关键压力数据总是低于对方给出的数值，设计一度陷入困境。

为弄清原因，物理学家、力学家和数学家从不同角度反复审议、质疑、改条件再计算，前后共进行了9轮仍不吻合。周光召仔细听取汇报，不迷信权威数据，而是构造理想模型：假定原子弹在冲击波压缩中没有能量耗散，再依据热力学第二定律估算最大可能做功。严格估算表明，即使取最大功也达不到苏联数据，说明错误不在中国计算，而在苏联教学模型。

这次判断成为原子弹理论设计的重要转折。周光召提交结果时语气平静，像完成一道普通算术题，却把中国团队从“怀疑自己”带向“相信模型与证据”。今天学习蒙特卡罗、分子动力学或有限元模拟，同样要记住：计算不是按下按钮，而是要有物理约束、误差意识和敢于审查权威数据的科学勇气。

【思政映射】

本素材突出独立思考、实事求是和模型自信。引导学生在核材料模拟计算中既尊重已有软件和文献，又能用物理规律审查结果，把计算能力转化为科技自立自强的底层能力。

【教学建议】

讲授模型验证时导入“九次计算”，让学生区分“数值结果正确”和“物理上可信”；

结合一个简单材料模拟案例，要求学生列出边界条件、守恒关系和误差来源；

讨论“当计算结果与权威数据冲突时，科研人员应如何排查”。

【配图】

周光召相关报道配图，来源：中国科学院《中国科学报》“协同育人，科学事业后继有人”页面

【事迹来源】

[1] 中国科学院：《协同育人，科学事业后继有人》（含周光召“九次计算”故事） 链接：https://www.cas.cn/xzfc/202504/t20250411_5062888.shtml

[2] 中国科学院：《他是中国科学界的一面旗帜》 链接：https://www.cas.cn/cm/202405/t20240517_5014985.shtml

[3]中国科学院文献情报中心科学传播网：《“两弹一星”功勋奖章获得者的故事｜周光召》 链接：https://kxcb.las.ac.cn/ldyx_news_detail/99.html