1.概况

核化工系现有教师8人。其中,国家“千人计划”创新长期计划研究员1人,教授1人,副教授4人,讲师2人。另聘有国内核燃料循环领域专家5人为兼职教授,并在学科建设、人才培养及科学研究方面发挥着重要作用。

该系承担国家863项目子项1项,国家科技重大专项子项1项,国家自然科学基金2项。近五年来,累计承担其他国家、省部级项目20余项,发表SCIEI检索论文40余篇,获国防科技进步一等奖一项。培养硕士研究生20余名。目前在读博士研究生6名,硕士研究生20名。

该团队承担的核化工与燃料工程专业是学校应国家工信部国防科工局要求,于2008年正式建立,20106月被正式批准成为首批教育部“卓越工程师教育培养计划”61所实施高校之一,是我校第一批唯一的代表专业。并于2012年与中国核工业集团公司共建四个国家级工程实践教育中心。该系为我国培养了本、硕、博核化工与核燃料循环专门人才,为我国核燃料循环产业、核动力可持续发展、核安全等诸多方面做出了贡献。

2.师资队伍

核化工系现有教师8人。其中,国家“千人计划”创新长期计划研究员1人,教授1人,副教授4人,讲师2人。并在中国核学会、中国核能行业协会等国家级学术组织中担任理事,在国家机关部委等专家组中担任顾问或专家。外聘国内、外核领域知名专家兼职(客座)教授6人,其中,兼职教授5人,柔性引进人才1人。并在学科建设、人才培养及科学研究方面发挥着重要作用。

 


 

3.学科专业

该系所属一级学科拥有拥有“核科学与技术”一级学科博士后科研流动站、“核科学与技术”一级学科博士授权点和“核科学与技术”一级学科硕士授权点。自2012年起开始接收“核燃料循环与材料”领域全日制工程硕士和专业学位硕士研究生。本科学科秉承学校的办学理念和学院重基础,宽视野,培养的学生具有良好的数理基础、扎实的专业知识和熟练的专业技能的宗旨,通过科研投入、实验条件建设等投入,开展了核燃料循环与材料学科的卓越工程师教育模式,教学及科研条件和环境得到了显著提升。2008年获批成为教育部首批卓越工程师计划专业,同年获批工信部国防紧缺专业。2011年获批成为黑龙江省重点专业,同年获批四个国家级工程实践教育中心。2016年获批工信部十三五首批国防特色学科。


 


 

4.人才培养

近五年,本科学累计培养本科毕业生78名,向国防军工企事业单位输送30人,占毕业生的38.5%,继续深造(包括出国留学)32人,占毕业生的41%,在核科学与技术其他领域工作学生11人,占毕业生的14.1%,在其他领域工作学生5人,占毕业生的6.4%;毕业硕士研究生22名。并于2011年获得核科学与技术一级学科学位授予权。尽管本学科是从2007年后才恢复办学,学科建立时间较晚,毕业生进入国防军工企事业单位工作的时间也很短,但本科学培养的毕业生已经就职遍布中科院应用物理研究所、高能所、中国原子能科学研究院、中国核电工程公司、中核四零四有限公司、中核北方核燃料元件有限公司、兰州铀浓缩有限公司、武汉造船厂、中国工程物理研究院、各核电站等单位。这些毕业生为我国军民核技术的发展,为我国核燃料循环产业的发展,为我国核资源保障和核安全正在发挥着重要作用。其中一些毕业生已经成长为我国军民核能技术开发、核燃料循环技术应用的科研骨干、技术负责人和业务能手。我们相信在不远的将来,必然有更多的高水平的毕业生走入国防军工企事业单位,为我国的国防事业做出自己的贡献,也必然有一批毕业生将成为这些领域的科学家、技术精英和领军人才。2016年核化工系获评为哈尔滨工程大学十二五教育教学工作先进集体。核化工与核燃料工程专业在国内多家教育评估机构或网站的排名也是国内领先。

 


 


 

5.科学研究

闭式核燃料循环技术既是国际科技前沿,也是我国保障核能可持续发展的重大战略需求。核化工系定位于核燃料循环过程中核燃料后处理及废物处理处置研究领域。通过一系列的基础、应用科学研究,取得了一系列成果,培养了一批科学研究和工程技术人才。共发表SCIEI论文40篇,发明专利2项,获得国防科技进步奖一等奖一项。在取得丰硕成果的同时,核化工系秉承学校国际化办学的理念,本学科依托核科学与技术学院与国内行业学会、行业协会、国外各学会、国际原子能机构(IAEA)、国外高水平大学等良好的交流合作关系,将针对我国核能快速发展而相关人才和燃料循环基础研究积累严重不足的状况,紧紧围绕乏燃料后处理技术和各种废物处理流程及处置过程方向,通过承担乏燃料后处理工艺过程仿真、核电站含氚废水处理关键技术应用与合作研究等方面的国家重大项目、国际合作项目及开展国际交流,瞄准国际学术研究前沿,开展创新研究,支撑核化工与核燃料循环学科的建设与发展。为我国核燃料后处理技术及核能可持续发展做出贡献。

1)乏燃料后处理技术

乏燃料后处理技术是核燃料循环后段中最关键的一个环节,是目前对核反应堆中卸出的乏燃料的最广泛的一种处理方式。该技术将以化学方法将铀和钚从裂变产物中分离出来,回收铀钚将提高铀资源的利用率,其意义不仅能充分利用核燃料,提高核能利用能力,同时也将减小废物体积,降低放射性水平,保障环境保护。化学分离技术是乏燃料后处理技术的关键核心技术,是高放射性条件下的高技术。本学科在十二五期间在乏燃料后处理技术体系中针对锕系元素分离、后处理仿真技术两个关键技术问题进行了系统研究,承担了10余项各类项目,搭建了各类实验平台和仿真平台,培养了稳定的科研团队。发表SCIEI论文20余篇,获得国防科技进步奖一等奖一项。

十三五期间,该系将持续将针对锕系元素分离、后处理仿真技术两个关键技术问题作为突破点,旨在解决我国近期亟需的乏燃料后处理厂系统仿真技术、镎(Np)、镅(Am)、锔(Cm)等超铀元素短缺等问题,并着眼于为中长期先进核燃料循环的“分离-嬗变”体系提供科学、技术及人才培养方面的支持。


脉冲柱液滴直径测量光学法及计算软件

                                                                        速度分布对比图湍动能分布对比图

浓度扰动后连续、分散相浓度分布

软件封面

计算平台界面与流程可视化

(2)核设施退役与放射性废物处理

我国早期一些核设施达到服役期满或完成了历史使命,需要进行退役处理;此外,大批的在役核电站等核设施也将陆续达到寿期需要进行退役处理。所以,不远的将来我国将会持续地开展核设施的退役工作。在核设施退役过程中将会产生大量的液体、固体等二次放射性废物。为保障核设施退役过程的人员及环境安全,实现核设施退役过程的放射性废物最小化目标,需要开展核设施退役去污技术及放射性废物处理技术的研究。

核化工系放射性废物处理课题组长期以来一直致力于开展核设施去污技术及放射性废液处理技术等方面的研究,主要研究内容包括超声波强化去污技术研究、泡沫法去污技术研究、放射性废液浮选法及膜蒸馏处理技术研究等。目前正在承担的科研课题为某预研项目《高含盐放射性废液膜蒸馏技术与装置研究》,其目的是通过膜蒸馏处理尽量降低需要最终处置的放射性废液体积,节省处置费用。

通过相关课题的研究,以期提升我校在相关领域内容的科研能力与水平,并为我国培养相关的科研与工程技术方面的人才。

浮选装置

膜蒸馏装置原理图

(3)含铀放射性废液处理

核燃料循环前、后段都会产生含铀放射性废液,放射性废液对环境会造成污染,这一突出的环境问题制约着现代核技术的发展,因而放射性废液的无害化处理已成为我国核工业可持续发展亟待解决的瓶颈问题之一。制备高效的含铀放射性废液吸附材料可以有效处理放射性废液,并对铀进行回收,是保障核工业可持续发展、降低环境风险的关键技术策略。

本研究拟从基础研究入手,在分子水平研究聚合物的制备、官能团化合物反应、不同官能团与铀酰离子及其它金属离子的结合、吸附材料在金属离子吸附过程及吸附材料降解等决定吸附材料特性的基本因素,从根本上找出现有材料和技术存在诸多缺点的原因,提出相应的解决方案,开展高性能吸附新材料的合成和制备,并用于实际含铀放射性废液的处理,以期能够实现大体积放射性废液的迅速处理,降低能耗及最终浓缩液体积的目的。

聚合物官能团化反应