Niveau 5 · Master et doctorat · Kit pédagogique · Niveau master et début de doctorat
Réactions nucléaires avancées et assistées par réseau
Un carnet de laboratoire pour l’apprenant et un guide spécifique pour l’enseignant transforment le modèle interactif en enquête reproductible.
Carnet de l’apprenant
Rendement du réseau de réaction et registre du gain d’installation
Comment les sections efficaces, le filtrage, la ramification, l’acceptation du détecteur et la puissance du faisceau se combinent-ils pour créer une revendication de réaction nucléaire défendable ?
Mise en place
- • Utilisez le laboratoire de réseaux nucléaires. Déclarez le flux de projectiles, la densité superficielle, les sections efficaces des chenaux, le tamisage, les valeurs Q, les rendements et l’acceptation ; puis comparez les rendements physiques, le nombre de détecteurs, la chaleur et l’apport de l’installation.
Prédisez d’abord
- 1. Prédire le rendement de la cible mince lorsque le débit du faisceau double.
- 2. Prédire si l’efficacité du détecteur change la vitesse de réaction physique ou seulement les comptes enregistrés.
| Variable | Rôle | Unité |
|---|---|---|
| Débit de faisceau et densité superficielle cible | Entrées expérimentales | particules/s et noyaux/aire |
| Coupes transversales de la Manche et écran | Entrées de modèles | Surface et sans dimension |
| Rendements de réaction et nombre de détecteurs | dépendante | Événements/événements et comptages/s |
| Énergie nucléaire, entrée de faisceau, chaleur, gain d’installation | Diagnostic énergétique | W et sans dimension |
Colonnes d’observation
Analysez
- 1. Les branches des canaux se ferment-elles de manière probabiliste ?
- 2. Quelle correction modifie le modèle de réaction par rapport à la réponse du détecteur ?
- 3. La chaleur et les produits nucléaires sont-ils mutuellement cohérents ?
- 4. La réaction positive Q implique-t-elle un gain d’installation au-dessus de un ?
Cadre de conclusion
Pour le canal ___, le rendement modélisé était ___ et les comptages attendus ___ ; l’énergie nucléaire ___ versus entrée de l’installation ___ donne le gain ___, ne soutenant que la revendication ___.
Guide de l’enseignant · 75–95 minutes
Enseignez l’enquête, pas l’interface
Cible: Les apprenants relient la physique des réseaux de réaction à la détection multi-canal calibrée et à séparer les preuves de réaction, le mécanisme, la chaleur et le gain d’ingénierie.
Préparer
- • Examinez les unités de section efficace et de densité superficielle.
- • Définissez chaque branche réseau et l’efficacité du détecteur.
- • Préparez un cas d’incohérence calorimétrique/produit.
Gestes de facilitation
- • Des traces de noyaux avant des revendications d’énergie.
- • Gardez le filtrage, l’acceptation et l’efficacité dans des colonnes séparées.
- • Exiger une fermeture indépendante des canaux et une comptabilité de l’alimentation des installations.
Accessibilité et participation
- • Utilisez un diagramme chenal-flux avec des étiquettes numériques.
- • Traduisez les coupes efficaces en probabilités d’interaction.
- • Fournir un registre de réaction et de l’installation séparés.
Éléments de preuve d’apprentissage
- • Un réseau de réaction fermé
- • Un rendement calibré par détecteur
- • Une distinction réaction versus gain d’installation
Vérifications des idées fausses
L’excès de chaleur seul identifie une voie nucléaire.
Le mécanisme nécessite des produits, des ramifications, de la cinématique, de la calibration, des arrière-plans et de la cohérence énergétique.
La valeur Q positive garantit une puissance nette utile.
La probabilité de réaction, l’entrée de faisceau/pilote, la capture, la conversion thermique et les charges de l’installation déterminent le gain.
Prolongement
Ajoutez un canal de fond concurrent et concevez deux détecteurs orthogonaux qui identifient les branches sans double comptage.