核電站虛擬仿真實驗
時間：2019-06-19 00:00:00
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來源：
欄目：虛擬現實
導讀：核工程與核技術專業教學必須緊扣工程實際，這要求在教學環節必須依靠實驗來幫助學生理解理論教學的內容，培養學生的實踐能力。但是，相比其他工科實驗，在學校開展核工程與核技術實體專業實驗具有顯著的困難。由于核電廠具有高溫高壓和強...
核工程與核技術專業教學必須緊扣工程實際，這要求在教學環節必須依靠實驗來幫助學生理解理論教學的內容，培養學生的實踐能力。但是，相比其他工科實驗，在學校開展核工程與核技術實體專業實驗具有顯著的困難。由于核電廠具有高溫高壓和強放射性等特點，給學生的實驗學習帶來巨大的挑戰，具體包括以下幾個方面：
1、核電廠的高放射性、高溫高壓特性：核反應堆內發生的裂變核反應帶來極強的放射性，因此整個一回路系統具有不可接近性。
2、復雜的電廠系統實體難于分解展示：如核電廠的壓力容器、蒸汽發生器、穩壓器、主泵等，均安裝在一回路中，在運行過程中，根本就無法接觸；對于一些已經建成的簡化模型，也未能使學生徹底了解這些設備的結構，這給課程的教學帶來很大的挑戰。
3、實體實驗平臺建設成本高：如前所述，電廠具有高壓高溫高功率等特點，如果根據電廠的特點建設用于分析的教學實驗平臺，必然會造成了人力、物力成本的浪費。另一方面，對于核電廠來說，作為一個典型的核熱耦合的系統，如何在實驗系統中考慮核反饋，也是建設臺架的問題之所在，因此在高校進行此類型臺架的建設會大幅超過學科所能承受的范圍。
4、實驗的安全性保障：鑒于系統高溫和高壓的特點，尤其是核電廠放射性的特點，實驗過程自然會帶來潛在的危害。
那么利用vr虛擬現實技術對核電實驗有哪些好處呢？
那么利用vr虛擬現實技術對核電實驗有哪些好處呢？
從廠房和系統的漫游、設備的拆裝，已逐漸拓展到與設備的虛擬維修、人因工程相關的各個方向，日趨成熟的虛擬仿真技術將對核電行業產生獨特的深遠影響。核電設備仿真建立三維立體交互系統，工作人員主要通過該系統，對核反應堆中子物理學、熱工水力學、核材料技術、核安全與環境影響評價方法、核廢料管理方法以及輻射防護與保健物理等核能安全領域的關鍵科學技術問題開展基礎性、前瞻性、戰略性研究，推動核能高效安全應用。
核電站仿真通過該系統將核電廠的真實數據進行處理，逼真展示了反應堆廠房、內部設備復雜結構及道路、山體等核電站外景，并對反應堆的運行情況進行仿真模擬，使用者通過虛擬交互設備可以對工況實時監測、控制，切實的保證了核設施的安全運行。
核電vr安全培訓通過建立高端模擬仿真軟硬件平臺，結合情境教學方法，通過虛擬現實技術構建出逼真的核電站工作的三維場景，并建立典型核電站模擬仿真系統，具備危害辨識、風險評價分析、典型事故模擬、典型事故應急救援演練、典型事故回溯等功能。
核電站仿真通過該系統將核電廠的真實數據進行處理，逼真展示了反應堆廠房、內部設備復雜結構及道路、山體等核電站外景，并對反應堆的運行情況進行仿真模擬，使用者通過虛擬交互設備可以對工況實時監測、控制，切實的保證了核設施的安全運行。
核電vr安全培訓通過建立高端模擬仿真軟硬件平臺，結合情境教學方法，通過虛擬現實技術構建出逼真的核電站工作的三維場景，并建立典型核電站模擬仿真系統，具備危害辨識、風險評價分析、典型事故模擬、典型事故應急救援演練、典型事故回溯等功能。
因此，目前所開展的專業實驗幾乎全部針對核電廠的局部子系統或具體設備，通過實驗演示簡單的物理現象和局部特性。盡管這些實驗對課堂教學同樣具有重要的意義，但是對核電而言，全系統具有不可分割的特點，局部的實驗很難反映出系統的特性，不利于學生從更宏觀的高度去理解核電廠的原理和運行特點，限制了學生高更層次的創新能力培養。
綜上所述，傳統的實體實驗方法已經無法順應能源工程領域高速發展的潮流，因此對其實驗教學的改革與創新勢在必行。利用虛擬仿真技術補充部分電廠系統的實體實驗，可以幫助學生充分理解電廠的系統功能、運行和事故對策分析，在降低實驗成本的同時，還可以提高實驗的安全性，也拉近了學生和先進電廠技術之間的距離，為科研成果促進教學發展創造了必要條件。
