米乐m6传承“两弹一星”精神 打造核燃料循环创新力——记西安交通大学核燃料循环与材料团队j

发布时间：2023-10-31 丨 浏览次数：

　　核电作为一种高效环保能源，受到世界各国科研机构的热衷研究，然而，作为世界头号科技强国，美国却在数十年时间里放弃核电站建设。对此，美国阿贡国家实验室有一位退休老专家曾说过，“美国核能长时间处于没有发展状态的根本原因有三点，其中最关键的一点就在于没有建立完善的核燃料循环体系。”

　　关于美国核电的教训是值得我们国家核能领域从业者深思的一个问题。最近发生的日本政府关于福岛核废水排放事件在国内国际上都引起了轩然，这也恰恰说明了核燃料中的放射性废物必须得到正当合理的处置。

　　所谓核燃料循环，指的是核燃料的获得、使用、处理、回收利用的全过程，即指从铀矿开采到核废物最终处置的一系列工业生产过程。在这其中，最重要的一点就是后处理，没有后处理就没有循环。核燃料循环是核能系统的“大动脉”，要想确保我国核能的安全和可持续发展，就必须建立一个适合我国国情的、独立完整的先进核燃料循环体系。

　　从技术角度来看，我国的核电发展起步较晚，核燃料循环技术目前仍处于发展的初步阶段。想要建立完善的核燃料循环体系，亟需解决核燃料获取、制备和使用过程中及乏燃料（在反应堆中“燃料”过的核燃料）后处理过程中的一系列“卡脖子”问题。而这些问题的解决离不开核燃料循环与材料二级学科领域人才培养和科学研究的进步。

　　当今世界的竞争说到底就是人才竞争，人才引领驱动，科技方能自立自强。科技体系的建立与完善，最离不开的就是人才，而当今时代，培养人才的重任责无旁贷的落在了高等院校的身上。为了给我国的核燃料循环领域持续输送具有坚实专业知识基础和良好科研素质的人才，西安交通大学核科学与技术学院于2020年成立了核燃料循环与材料研究团队。直至今日，该团队已经具有教师12人、博士生18人、研究生68人，由恽迪教授担任团队负责人。目前，团队研究方向涵盖：核燃料材料、核反应堆结构材料、核燃料循环化工技术（干法及湿法后处理）、米乐m6核化学与放射化学、放射性废物处置等。而这个团队最大的科研特色就是重视基础理论方面的研究与探索。

　　谈及核能与核技术，在我国乃至全世界核能领域发展历史上，都绕不开公认的一个举世瞩目的成就，这就是我国的“两弹工程”（与氢弹）。当时，新中国刚刚成立不久百废待兴经济羸弱，米乐m6而美国当时已经率先研发出并威胁随时可对我国实施核打击，1955年1月，中央、伟大领袖作出发展原子能事业、研制的决定，毛主席说：“在今天的世界上，我们要不受人家欺负，就不能没有这个东西。”可是随着政治问题的出现，1960年，前苏联撤走了全部在华专家，并带走了全部图纸、计划和资料。在这样艰难困苦的环境下，我国科学家与工程技术人员却在短短8年之内研发出了，于1964年10月16日，中国第一颗爆炸成功，又在3年后研发出氢弹，令全世界震惊。

　　在两弹工程中，发挥最为重要作用的，毫无疑问就是基础理论研究。以为例，如此精密的工程设计，其首先需要解决的就是理论设计米乐m6，这是由我国著名科学家邓稼先带领理论部的同事们共同完成的。表面上看似不起眼的一些公式，它们的精确求解花费了当年大量的人力物力，由于当时先进的计算机资源急缺，科学家们用算盘演算出计算结果，靠多组人员平行计算并相互校验的方式确定了最终的理论数据，并形成了理论设计的初步方案。在拥有超级计算机的今天，这样的巨量计算或许可以轻而易举的完成，然而复杂偏微分方程的近似简化及解析求解仍然在科学研究中扮演着极其重要的角色。

　　当年“两弹一星”功勋科学家们走过的道路，在今天仍然是所有学术工作者们探索科学终极奥秘不可或缺的手段。西安交通大学核燃料循环与材料团队的成员也在这方面达成了共识：要传承“两弹一星”前辈们的科研精神米乐m6，学习他们在基础理论方面打下坚实基础的优良作风，闯出一条以基础理论为根基创新发展的道路，并致力于为祖国培养出理论功底扎实、创新驱动力强、作风朴素实干的青年人才。

　　目前，核燃料循环与材料团队研究方向主要分为三个方面：核燃料、燃料循环技术及结构材料。

　　在核燃料方面，由恽迪教授牵头，开展快中子堆金属燃料及包壳材料研发、先进陶瓷型燃料研发、压水堆锆合金包壳材料研发，耐腐蚀核包壳材料技术、核燃料多尺度模拟计算等方面的研究。

　　在燃料循环技术方面，由邱杰教授牵头，开展锕系和裂片元素的化学行为、先进的乏燃料后处理湿法和干法技术、放射性核素的吸附、放射性废物的处理、高放废物固化等方面的研究。

　　在核反应堆结构材料方面，由卢晨阳教授牵头，开展新型高性能核用结构材料研发，探究燃料包壳锆合金、新型高熵合金、事故容错铁基合金在极端环境下的宏观力学性能与微观组织结构之间的相互关系，研究核用合金的辐照效应及缺陷行为，开展高性能复合燃料的制备和放射性核素的陶瓷固化工作，研究辐照缺陷的产生、扩散和转化过程并以此揭示缺陷演化对核材料结构稳定性和力学行为的影响机制。

　　“业精于勤技在专，行则将至事必成”，现在，团队在行波堆燃料概念设计、压水堆锆合金包壳耐磨损抗腐蚀涂层技术、高熵合金辐照效应、铀的簇合物制备方法等方面，已经取得了重要的创新性科研成果，并获得了两项省部级科技奖项。在前沿基础研究方面米乐m6，团队现已发表了SCI论文上百篇，论文所发表的期刊均为在国际学术领域有重要影响力的期刊。同时，团队成员还以项目负责人及课题负责人及子课题负责人身份，承担了包括自然科学基金重点项目及科技部重点研发计划项目5项，为推动产学研融合发展贡献了科研力量。

　　核燃料循环与材料这个二级学科是对于核能未来发展极其重要的学科，在西安交通大学所成立的核燃料循环与材料团队中，拥有一批重视基础理论、功底扎实、视野宽阔、富有活力的青年骨干力量。“乘风破浪会有时，直挂云帆济沧海”，他们以育人为核心导向，依托基础理论研究，致力于为祖国核燃料循环与材料领域培养一批批优秀的青年人才，打造中国核燃料循环领域的创新驱动力。（文／丁旭）