中心总体情况-南华大学-核科学技术学院

中心总体情况

　　南华大学核能与核技术工程仿真实验教学中心（以下简称中心）是在建设“国家级核工程实验教学示范中心”和“国家级工程实践教育中心”的基础上，为有效解决核类专业实践教学中遇到的人才培养规模增大、高危、高耗和环境影响问题而成立的。

中心构架：中心的构架如图 1 所示。中心下设核能工程与核技术应用两个虚拟仿真实验室，另有辐射防护虚拟仿真实验室在筹建中。

图 1 核能与核技术工程虚拟仿真实验教学中心构架

师资队伍：中心具有一支师德高尚、业务精湛、结构合理、充满活力的高素质专业化实验教师队伍逐步形成。中心现有成员 33 人，专职 24 人，兼职 9 人。成员中具有博士学位者占 49% ，硕士占 39% ；具有高级职称者占 45.4% 。

具备的条件：中心拥有 PCTran 、 Pinnacle 、 PWR 系统仿真软件、 LabVIEW 、秦山 300MW 核电站一代核电模型及具有自主知识产权的 2 + 代 1000MW 核电堆芯实物模拟体，自制压水堆功率调节控制系统演示模型等虚拟仿真实验实物教学资源（表 1 ）及大型网络设备、各类服务器和存储设备、网络管理软件及其他配件等软硬件条件。

表1 中心拥有的虚拟仿真实验教学资源

序号	资源名称	资源用途	应用实验课程	备注
1	PCTRAN	核电厂事故工况仿真程序	核电厂运行仿真实验、反应堆安全分析实仿真验、先进核能技术仿真实验	美国 MST 公司
2	SIMULINK-ADS	加速器驱动次临界反应堆系统（ ADS ）的瞬态仿真程序	核电厂运行仿真实验、先进核能技术仿真实验	自主研发
3	PWR 系统仿真软件	压水堆核电厂运行仿真程序	核电厂运行仿真实验	自主研发
4	MCNP	通用蒙特卡罗粒子输运模拟计算程序	反应堆物理仿真实验、核技术医学应用仿真实验	美国洛斯阿拉莫斯国家实验室（ LANL ）
5	NJOY	核数据加工程序	反应堆物理仿真实验	美国洛斯阿拉莫斯国家实验室（ LANL ）
6	ORIGEN	点燃耗及放射性衰变计算程序	反应堆物理仿真实验、反应堆安全分析实仿真验、先进核能技术仿真实验	美国橡树岭国家实验室（ ORNL ）
7	SCALE	大型综合性核计算系统	反应堆物理仿真实验、反应堆安全分析实仿真验、先进核能技术仿真实验	美国橡树岭国家实验室（ ORNL ）
8	DRAGON	中子输运计算程序	反应堆物理仿真实验	加拿大蒙特利尔技术大学
9	FLAC3D	大型三维快速拉格朗日分析软件	核资源获取仿真实验	美国 Itasca 公司
10	DMINE	可视化与数字化仿真的软件	核资源获取仿真实验	长沙迪迈数码科技股份有限公司
11	Geant4	粒子输运仿真程序包	核物理基础仿真实验	开源， Geant4 合作组
12	SRIM	带电粒子输运程序	核物理基础仿真实验	James Ziegler 共享软件
13	ROOT	数据分析工具包	核物理基础仿真实验、核技术医学应用仿真实验	开源， ROOT 团队
14	Pinnacle3	三维适形及调强放射治疗计划系统 ( 教学系统 )	核技术医学应用仿真实验	美国 Philips 公司
15	EGSnrc	电子光子蒙特卡罗输运程序	核技术医学应用仿真实验	加拿大国家研究院（ NRC ）
16	BEAMnrc	医用直线加速器仿真程序	核技术医学应用仿真实验	加拿大国家研究院（ NRC ）
17	LabVIEW	图形化的编程语言的开发环境	虚拟仪器仿真实验	美国 NI 公司
18	等离子体物理	磁约束核聚变装置等离子位形演示仿真	等离子体物理仿真实验	开源
19	基础物理仿真实验系统	基础物理实验仿真程序包	基础物理仿真实验	自主开发
20	FFDC	流动燃料反应堆物理分析程序	反应堆物理仿真实验	自主开发阶段
21	HARMONY	次临界反应堆 Alpha 本征值与本征函数求解程序	反应堆物理仿真实验	自主开发阶段
22	虚拟核电厂系统与设备	核电站虚拟漫游、虚拟反应堆组件、虚拟蒸汽发生器、虚拟反应堆冷却剂泵（主泵）、虚拟换料、虚拟设备定位等	核电厂系统与设备仿真实验	中核武汉核电运行技术股份有限公司，合作开发
23	300MW 一代核电站模型	秦山 300MW 一代核电站模型	核电厂系统与设备仿真实验	自制
24	2 + 代 1000 MW 核电堆芯模型	2 + 代 1000 MW 核电堆芯模型	核电厂系统与设备仿真实验	中国核动力研究设计院，捐赠
25	压水堆功率调节控制系统演示模型	压水堆功率调节控制系统演示	核电厂运行仿真实验	自制
26	LabVIEW 程序	数据采集系统、仪器控制软件和分析软件的图形化工作平台	虚拟仪器仿真实验	美国虚拟仪器（ NI ）公司

实验教学面向对象：中心除了面向核工程与核技术、核技术、核反应堆工程、辐射防护与环境工程、核安全工程、核物理、放射医学、核化工与核燃料工程、铀矿开采等专业的本科生外，也向核技术及应用硕士和博士研究生、辐射防护剂环境保护硕士研究生、核能与核技术工程工程硕士研究生、矿业工程硕士和博士研究生、安全工程硕士研究生等，学生人数约 3500 人。

管理体制：南华大学核能与核技术工程虚拟仿真实验教学中心实行南华大学与合作企业共建共管的管理体制，日常的教学运行、管理、维护由南华大学负责，实验仿真教学软件开发及人员培训等合作项目由南华大学与合作企业共同建设和管理。

图2 核能与核技术工程虚拟仿真实验教学中心管理体制

企业合作：中心本着“优势互补、互惠互利、长期合作、共同发展”的原则，积极与企业院所开展合作。 2013 年 7 月，与中核武汉核电运行技术股份有限公司签署了《共建“核能与核技术工程虚拟仿真实验教学中心”协议书》，开展共建工作。实行校企“平台共建、资源共享、实体共管”的合作模式，校企协商制定本中心的发展方向与实施计划，共同进行本中心的公共基础平台建设，包括本中心所需的网络技术人才的聘任与培训，共同研发核能与核技术工程领域的虚拟仿真教学实验软件，共同实施核专业人才虚拟仿真实验教学培养。现已共同研发了核电厂虚拟漫游、虚拟核电厂系统与设备、虚拟换料等虚拟仿真教学实验软件。

特色与创新：行业特色鲜明，覆盖面宽；教学、科研相辅相成，科教相长；多学科交叉,受益面广；云计算模式，大大提高开放共享程度。

发展思路：本中心坚持“育人为本、科学规划、突出特色、共建共享、持续发展”的指导思想，以全面提高学生创新精神和实践能力为宗旨，以共享优质实验教学资源为核心，以建设信息化实验教学资源为重点，强化教学科研的有机互动，发挥共建高校优势，积极利用企业的开发和支持服务能力，把南华大学核能与核技术虚拟仿真实验教学中心建设成为一个特色鲜明、功能集约、资源优化、开放充分、运行高效的国内一流、具有国际影响的高水平核类专业虚拟仿真实验教学中心。