南华大学核材料及高通量物性模拟实验室简介

本实验室成立于2020年9月，由南华大学汤贤教授牵头组建，团队现有特聘教授1名，特聘副教授2名，讲师1名，师资博士后2名，博士、硕士研究生数名，共承担了国家、省部级及横向科研课题20余项，获得了湖湘青年英才、湖南省优青等人才项目，在Adv. Funct. Mater.、Adv. Sci.、Small、Corr. Sci.、J. Am. Ceram. Soc. J. Euro. Ceram. Soc.、Ceram. Int.、J. Mater. Chem. C、Friction、Appl. Phys. Lett.等国际顶尖或高水平SCI期刊发表论文100余篇，申请发明专利30余项。本团队现有实验场地400余平米，购置了原子力显微镜、拉曼光谱仪、万能力学试验机、金相显微镜、高温烧结炉、气相沉积炉、热压机、3D打印机等贵重仪器设备，搭建高性能计算集群1个（理论浮点性能33 Tflops），总价值超过800万元，具备了良好的科研条件。

实验室研究方向：

本实验室依托南华大学核科学与技术湖南省国内一流建设学科以及国家和省部级科研平台，针对国内第三、四代反应堆结构材料、以及放射性核素的环境健康与污染控制等领域的应用需求，结合湖南省铀、石墨等资源开发利用的区域优势，开展“反应堆用碳、陶瓷结构材料的制备”、“基于低维及纳米材料的放射性核素检测与高放废物固化技术”、“材料高通量物性模拟”等三个方向的研究工作。

研究方向一：反应堆用碳、陶瓷结构材料的制备

本方向主要针对我国压水堆、高温气冷堆、熔盐堆中燃料元件、燃料通道、支撑部件等对材料性能的特殊要求，开展碳、陶瓷结构材料的粉末冶金、3D打印等制备技术及其腐蚀、热/力学及辐照性能研究，创新材料微观结构的控制方法，促进材料成型、烧结、沉积、反应、表征等技术与核工程、核技术的交叉融合，为我国第三、四代核反应堆用结构材料的进一步国产化提供理论和技术支撑。

研究内容：

1、石墨及C/C复合材料的粉末冶金制备与涂层防护

2、碳化硅及其复合材料的成型、烧结、沉积技术

3、材料腐蚀、热学、力学及辐照性能评估

研究方向二：基于低维及纳米材料的放射性核素检测与高放废物固化技术

本方向主要针对放射性核素的环境健康影响以及环境污染控制难题，开展基于新型低维及纳米材料的放射性核素检测与固化技术研究，一方面制备具有强吸附、高选择性的低维材料，开发痕量放射性核素的超灵敏、快速便捷的现场检测技术，解决目前依赖贵重仪器以及复杂流程的难题；另一方面开发基于高纯、高密、高化学稳定的新型纳米陶瓷材料的高放射性核废物固化处理技术，评估其辐照行为，为高放射性核废料安全、高效处理提供新途径。

研究内容：

1、基于低维材料的痕量放射性核素的电化学、光谱学传感原理与技术

2、基于新型纳米陶瓷高放核废料固化体的化学稳定性及辐照效应

研究方向三：材料计算模拟与程序开发

本研究方向主要围绕核结构材料微观缺陷形成、迁移和演变机制以及低维纳米材料的吸附、剥离和电/磁/光等性质开展研究，开发基于第一性原理和蒙特卡罗的材料宏微观性质多尺度计算方法，结合机器学习解决材料科学研究中关键的物理问题，佐证或预测实验结果。

研究内容：

1、材料结构、理化性质计算模拟

2、第一性原理和蒙特卡罗程序开发

3、机器学习在计算材料中的应用

团队研究人员简介

实验室现有仪器设备