学科简介 | 机构设置 | 学术梯队 | 科学研究 | 人才培养 | 仪器设备 
科学研究
2021年11月13日  

主要成果与奖励:

完成省部级以上科研项目400余项,获得国家级科技奖励3项;省部级科技奖励20余项;获国家级项目40多项,省部级50多项,国际合作项目5项,委托项目70多项,科研经费总计1.2亿元。发表论文520多篇,三大检索系统论文收录共370多篇;出版专著教材十余部,获得专利30余项,科研成果转让多项,科研成果7项被采用。2017年获批反应堆与核动力、辐射防护与环境保护、核技术及应用三个国防特色学科、湖南省数字化反应堆工程技术研究中心、国家级核能与核安全示范型国际科技合作基地,2018年获批建筑环境气载污染物治理与放射性防护国家地方联合工程研究中心、湖南省电离辐射计量与仪器工程技术研究中心、院士工作站,2019年获批南华大学-中国核动力研究设计院设计所研究生培养创新基地,2020获批核燃料技术与装备省部共建协同创新中心、核医结合创新人才培养示范基地;2018年荣获湖南省科学技术进步奖二等奖1项,2019年荣获中国产学研合作创新奖,2020年荣获湖南省技术发明奖一等奖1项、湖南省科学技术进步奖二等奖1项。


近年来取得的典型研究成果介绍:


1、氡/钍射气及其子体的测量与防护技术

针对室内外环境中氡/钍射气及其子体测量的关键技术问题,发明了快速响应和长期无需值守的氡/钍射气及其子体的连续、可靠测量技术与自主可控测量仪器,为国防、核工业、环保、建筑等领域氡/钍射气及其子体监测与评价提供了可靠技术保障,提高了我国氡的监测、污染评价的国际影响力。


主要成果

(1)突破了静电收集测氡灵敏度温湿度自动补偿、累积活度函数法氡/钍射气子体连续测量,解决了氡/钍射气长期无需值守的连续测量和单滤膜钍射气子体连续测量等“测不了”的问题;

(2)突破了消除时间延迟的氡浓度测量、消除泄漏与反扩散和环境氡影响的氡析出率测量和双源法土壤潜势氡浓度测量等技术,解决了快速跟随环境氡浓度变化的可靠测量、任何介质表面氡析出率可靠测量和土壤潜势氡浓度快速可靠测量等“测不准”的问题;

(3)研制了整体性能达到国际领先水平的系列测量仪器,解决了“卡脖子”的问题;

(4)突破了环境氡的高效吸附、吸附床在机快速再生、解析氡永久滞留等关键技术,研制了小型化移动式除氡装置。

获授权发明专利15 项,参与制定行业标准 1 项。研制的测量仪器和除氡装置已在军队、环保、建筑等领域得到推广应用,近五年创产值约2.5 亿元、新增利润 5400 多万元,极大提高了我国环境氡监测、评价与防治的水平及国际影响力,具有显著的社会效益、生态效益和国家安全效益。获2020 年湖南省技术发明一等奖。

2、反应堆复杂时空动力学理论分析新技术及应用

多物理耦合精细化模拟可提升反应堆的安全经济性,项目系统地从“模型创新-程序研发-测试验证-应用反馈”完成了反应堆复杂时空动力学理论分析新技术及应用。

主要成果

(1)创建反应堆复杂时空动力学和多参数耦合理论分析新方法,揭示反应堆复杂环境下“核热-材料”的时空耦合特性,为高精度大规模复杂堆芯设计提供理论基础;

(2)研发复杂时空动力学高精度计算分析软件包,发明自动化时空动力学计算软件高效验证技术,突破核电“走出去”自主化软件开发验证的技术瓶颈;

(3)实现复杂堆型的堆芯优化设计、华龙一号等自主化三代核电设计以及在役核电性能提升。

成果提升了我国反应堆技术研发水平,形成了自主知识产权的分析理论与技术体系。发表论文44 篇,获授权发明专利 4 项、实用新型专利 3 项、软件著作权 2 项,参与编制能源局 NB 标准 3部。研发软件已应用于环境保护部核与辐射安全中心、中国原子能科学研究院、中国核动力研究设计院,产生直接经济效益1.2 亿元;核电性能提升技术应用于田湾 5、6 号机组、方家山 1、2号机组、秦山第二核电厂1、2 号机组及海南昌江 1、2 号机组,为核电厂年新增产值 2.34 亿元。获 2018 年湖南省科技进步二等奖。

3、核探测器故障诊断与复杂核素测量技术

核测控技术作为核电站控制及环境辐射监测系统中的核心技术,其可靠性是各个系统良好运行的重要前提。项目根据放射性核素的脉冲幅度、脉冲时间、能谱及空间辐射的特性,以核测控技术为基础,针对核探测器故障诊断、放射性核素快速在线测量、放射源定位管理等问题,提出了数字化解决方案,对数字化核信号的获取与处理、数字化仪器的研发取得了一定成果。

主要成果

(1)针对核探测器可靠性问题,创新了基于脉冲波形特征的核探测器故障智能诊断技术;

(2)针对放射性核素衰变过程中短寿命子体难以测量的问题,创新了基于脉冲时间特性的放射

性核素测量技术;

(3)针对放射性核素测量环境中的复杂本底,创新了多种核素数字化能谱测量技术,填补了国

内空白;

(4)建立了“互联网+北斗/GPS+辐射监测”的放射源跟踪定位管理系统,解决了我国放射源远

程定位在线管理系统空白的问题。

成果已在岭澳核电、阳江核电、秦山核电、核动力院、西安核仪器厂、湖南核三力技术公司等单位得到推广应用,并产生重要的国家安全效益、生态效益和社会效益,近三年新增产值近1亿元,新增利润1500 余万元。获得授权发明专利 3 项;出版专著 6 部。 获 2020 年湖南省科技进步二等奖。

4.核聚变等离子体加热核不稳定性机制及参数优化

针对磁约束核聚变等离子体的加热和不稳定性等相关重要问题,开展了射频波加热及电流驱动、等离子体不稳定性、快离子输运等问题研究,丰富了等离子体加热和不稳定性研究理论,解释了相关实验现象,为相关实验研究提出了优化方案。 主要成果

提出了实现电子回旋波OKCD与LHCD 联合电流驱动下协同效应的方法;提出了Ohkawa 机制有效驱动托卡马克远轴区域内局域非感应电流的方法;提出更完整的测地声模图像应包括电子动力学效应;在一定条件下,杂质对SWITG模与SWTEM 耦合模始终有稳定作用;证实了快离子损失的投掷角选择性,发现了快离子迅速慢化的物理机制;利用流体模型导出了环向旋转托卡马克等离子体中测地声模的色散关系;发现模转换电流驱动效率和少数离子浓度密切相关,其效果优于直接快波电流驱动;提出一种有效提高加热效率的D-H-(3 He) ICRF 少数离子加热方案;环向等离子体旋转能降低双撕裂模的增长率,且存在速度剪切时抑制效果更好;分析了HL-2M 电子回旋波系统的电流驱动,新经典撕裂模稳定和锯齿不稳性。研究成果在《NUCLEARFUSION》、《PHYSICSOFPLASMAS》、《ChinesePhysicsB》等期刊发表高水平论文多篇。

5、铀吸附机理及提取技术

针对现有铀提取技术存在吸附容量低、吸附效率慢、选择性差等问题,系统研究了材料的可控制备方法、特征结构及其对铀的识别吸附机理,开发了基于电容去铀酰离子机理的铀提取新技术,研制了系列具有高效选择性铀吸附性能的生物基材料、聚轮烷、MOFs、石墨烯基材料,为含铀废水治理和微痕量铀回收提供了新路径。

主要成果

发现首例固态温度驱动的铀酰聚轮烷单晶到单晶转变的超分子异构现象;揭示改性稻杆吸附铀过程晶体结构发生改变,为表面络合吸附机理;揭示了新型的GO/PEI 复合物展现出高效的铀吸附和选择性能

发现三维石墨烯基电极材料对UO22+具有优越的电吸附性能;发现大比表面积和化学稳定性的MOFs材料 UiO-66 具有优越的铀吸附性能;研制的磁性双偕胺肟基聚合物吸附剂对铀吸附容量大,且易分离。研究成果在《DALTONTRANSACTIONS》、《ENVIRONMENTPROTECTIONENGINEERING》、《AppliedSurfaceScience》、《JOURNALOFCHEMISTRY》等期刊发表高水平论文多篇。

近3年来举办高水平国内外学会会议

1、2020年举办BESIII粲强子物理研讨会;

2、2020年举办重离子物理与先进核能技术研讨会;

3、2020年举办第3届先进裂变核能论坛;

4、2019年举办SLEGS-2019康普顿伽玛源应用研讨会;

5、2019年举办辐射环境与核设施退役治理国际学术研讨会;

6、2019年举办第五届“辐射与环境”专题研讨会;

7、2018年举办第十九届全国核电子学与核探测技术年会;

8、2018年举办韬粲超级工厂物理研讨会;

9、2018年举办第八届全国先进气体探测器研讨会

湖南省衡阳市常胜西路28号 邮编:421001 联系电话:0734-8282251
Copyright©南华大学核科学技术学院