1.  概况

核技术系共有专任教师6人,其中教授1人,副教授1人,讲师4人,兼职龙江学者讲座教授1人。承担了核学院核物理、反应堆物理及辐射探测等16门涉核专业基础课。目前从事三个研究方向:(1)材料辐照损伤研究;(2)辐射物理与应用技术;(3)反应堆物理与安全。

材料辐照损伤:致力于反应堆材料的辐照损伤机理及新型高性能材料研发。经过几年的积累,在二氧化铀、碳化硅复合材料、高性能合金钢等方面取得了较丰富的研究成果。坚持基础研究与工程应用研究并重,以基础研究成果推动工程应用。目前的主要研究手段为计算机多尺度模拟和离子加速器实验相结合,着力于反应堆材料的关键辐照损伤现象,同时紧密跟踪前沿研究热点,加强国际交流,不断提升研究水平。

辐射物理与应用技术:立足本单位的科研实验室,以大科学装置为依托,以核能发展和军工需求为牵引,致力于通过如下几个内容的研究,为核技术在军民各方面的应用提供解决方案和探索辐射物理的基本规律。(1)辐射成像、核分析方法及其在核安全、核安保、核应急等领域的应用;(2)新型辐射探测技术研究与装置开发;(3)辐射与物质相互作用机理研究。

反应堆物理与安全:课题组通过引进国际上主流反应堆设计计算软件包CASMO/SIMULATEHELIOS,具备了新型反应堆分析计算能力,开展了小型压水堆堆芯物理概念设计;开发了具有自主知识产权的先进节块法三维时空中子动力学程序,并初步完成对大型商用堆设计计算适用性的检验,完成了该程序与系统分析程序RELAP5的耦合;利用RELAP5-3D软件开展了二代核电站及AP1000的典型设计基准事故(DBA)分析;开展了严重事故及源项分析方法研究,通过对一体化分析软件的消化吸收,取得了具有特色研究成果。

  1.  师资队伍

  曹欣荣:教授,博士生导师,核技术系主任。 研究方向为核反应堆物理计算方法与仿真,核安全分析及反应堆严重事故源项分析方法研究,获国家科技进步二等奖1项,省部级科技进步奖3项,主编了十一五国家级规划教材《核反应堆物理基础》,发表论文100余篇。担任计算物理学会反应堆数值计算与粒子输运专业委员会委员。

   邵琳(兼职教授):美国德州农工大学核工程系教授,American Physical SocietyMaterials Research SocietyAmerican Nuclear SocietyAmerican Society for Metals (ASM International)成员,担任《Int. Journal of Reactor Safety and Simulation》、《Scientific Report》期刊编委,多种国际期刊审稿人。主要研究方向为材料辐照损伤、离子束掺杂、离子束分析和多尺度模拟等。

  王国宝(兼职教授):中国核仪器行业协会副理事长、中国核学会核技术工业分会副理事长、北京安全技术学会副理事长,博士生导师。

  宋玉收:副教授,硕士生导师,核技术系副主任。兰州大学粒子物理与原子核物理博士,北京大学博士后,田纳西大学访问学者,长期从事辐射应用与辐射物理领域的实验研究工作。先后与美国Jlab国家实验室、田纳西大学、日本东北大学、俄罗斯DUBNA核子中心开展研究工作。学术兼职包括:中国核学会辐射物理分会理事,中国核学会核测试与分析分会理事,中国核学会核电子学与核探测技术分会委员等。主持和以骨干成员参与科技部“973”、国家自然科学基金和省部级科研项目多项。在国内外核心期刊发表文章40余篇,软件著作权多项。

李忠宇:核技术系讲师,硕士生导师,核能科学与工程博士,毕业于哈尔滨工程大学,曾在美国德州农工大学核工系学习访问12个月。主要从事核反应堆材料的辐照损伤效应的分子动力学和离子加速器实验辐照研究,发表相关学术论文约10篇。

李伟:核科学与技术学院讲师。研究方向为:反应堆物理计算方法;蒙特卡罗方法及其在粒子输运中的应用。

王庆宇:核技术系讲师,材料学博士,硕士生导师,美国德州农工大学访问学者,核科学与技术专业博士后。主要研究方向为材料辐照损伤、计算机多尺度模拟。主持国家自然科学基金项目1项,哈尔滨工程大学教改项目1项,发表SCI论文10余篇,授权发明专利1项。

颜强:核技术系讲师,工学博士,曾在美国德州农工大学核工系学习访问12个月。主要研究方向为材料的辐照损伤、多尺度建模技术及软件开发和半导体材料(器件)的辐照效应。

  

  

  

  

  

  

  

  

曹欣荣 教授

  

  

  

  

邵琳 教授

龙江学者

  

  

  

  









王国宝 研究员

  

  

  

  

宋玉收 副教授

  

  

  

  

李忠宇 讲师

  

  

  

李伟 讲师

  

  

  

王庆宇 讲师

  

  

  

 颜强 讲师

  

  1.  学科专业

本课题组所专攻的学科专业主要是核科学与技术(一级学科)下的核技术及应用(二级学科),主要研究方向为辐照损伤、辐射物理与应用技术、反应堆物理与安全。

  1.  人才培养

截至目前,本课题组共培养研究生60名,其中博士生12,其中已有45名硕士生,7名博士毕业获得学位。

  1.  科学研究

1)辐照损伤研究内容包括利用离子加速器辐照和计算机模拟两种手段,探索反应堆内极端条件下核材料微观结构的变化、辐照缺陷的演变规律及由此导致的材料宏观性能的变化,研究材料的辐照损伤效应、评估材料的安全性和可靠性、遴选抗辐照材料。联合美国德州农工大学和密歇根大学开展反应堆材料多尺度计算机模拟研究,预计将在反应堆材料寿期内的行为预测、多尺度多物理场仿真方面取得一定成果,并为数字化反应堆研究提供重要的技术支撑。



  

2)特别关注核科学前沿及学科交叉领域。开展包括先进辐射探测器技术、辐射成像与核材料分析等方面的实验与模拟研究,为核能辐射安全提供相关的技术支持与研发。针对核应急与退役技术,所做的工作包括空间辐射场测量计算、辐射屏蔽设计以及DNA的损伤模拟等方面的研究内容,从多个尺度研究辐射场可能给人体及环境带来的影响。此外,还在粒子与物质相互作用基础研究方面开展一系列工作。还将充分利用10 MeV的电子加速器,开展辐射物理、辐射效应和材料改性等方面的研究工作。

  


辐射探测技术与核成像、分析


奇特核研究


辐射生物效应


地球宇宙射线研究

  

  1.   实验平台

 拥有一台“一机两用”的10 MeV电子加速器,它既可以用于电子辐照,又可用于工业CT成像,该加速器能够在材料改性、辐射加工、辐射育种、安全检测、核分析技术等方面有所建树,并为核技术应用的人才培养提供较好的实验平台。

拥有一套较为完整的辐射测量系统,包括多种放射源、前端粒子探测器,以及后端电子学及数据获取设备。目前配备了100 mCi241Am-Be中子源、100 mCi137Cs伽马源,以及多个相对较低活度的伽马放射源(60Co137Cs)。所拥有的探测器包括CsI(Tl)闪烁体、塑料闪烁体、液体闪烁体探测器,及相应的光电转换设备如光电倍增管(PMT)、雪崩光二极管(APD)模块,此外还有微通道板(MCP)。数据获取系统包括CAMAC机箱、NIM机箱,以及ADCGG、逻辑单元等插件或模块,此外还有数字采样器(digitizer)。这些设备能够帮助实现辐射测量、成像、分析研究和新型探测器的测试及剂量学研究。





  

  1.  合作交流

与美国德州农工大学邵琳教授、密歇根大学王鲁闽教授定期开展学术交流,双方共同承担研究生培养和前沿课题研究,共同承办每年一次的HEU-TAMU暑期实习班。


  

与多家研究院所及高等院校保持着长期而密切的关系,包括中美核安保中心、中国原子能科学研究院、中国科学院近代物理研究所、高能物理研究所,以及北京大学、清华大学、兰州大学等等。课题组与各家单位进行了广泛的科研合作与交流,包括新型粒子探测器的设计、放射性束核物理实验的开展、以及专业培训教材的编写工作等等。同时,还开展了研究生的联合培养合作,会根据实际情况选派研究生到相关研究机构进行学习和科研,效果和反响良好。

  1.  特色项目

正在筹建三束离子加速器-TEM联机系统,建成后可开展核反应堆用材料辐照损伤效应、辐射物理、辐射成像、核分析等方面的研究工作。目前实验室已完成土建(建筑面积约1500平方米),正在申请系统建设经费。该加速器的建成将在学院人才培养、科学研究、产学研合作等方面发挥重要作用,其长远目标是打造国内外一流的核技术应用科研中心。

核安全作为我国核事业的快速发展的重要保障,受到了国家和政府的高度重视。中美作为两个“Nuclear Security Summit”的重要发起国,在北京联合成立的“中美核安保示范中心”,于20163月正式投入使用。中心是亚洲乃至全球设备最先进、功能最完善的、规模最大的核安保技术研发和培训中心。我校高度重视核领域这样一个新兴的领域,作为重要的参与单位与中心共同开展科学研究、设备开发、人员培训等方面工作。共同为我国核安保技术,及国土安全和核不扩散等方面提供持续的技术支撑。

反应堆燃料和材料多尺度计算机模拟研究。该项目结合材料科学与反应堆物理和热工水力等学科专业,基于高速的并行计算技术,利用多物理、多尺度耦合技术,集成并优化各专业物理程序,预测和模拟核反应堆材料在全生命周期内的各种特性,力图为简化反应堆的设计、制造、运行和退役提供技术支撑。