報告摘要

　　核燃料是核反應堆系統的核心部件，堪稱核反應堆的心髒，其性能關系到核反應堆運行的經濟性與安全性。目前對核燃料與材料性能的評估主要使用實驗手段，燃料性能分析程序的模型也以經驗半經驗性模型為主。然而，随着對已有核燃料壽命和工況條件的要求逐步提高，以及對新型先進核燃料研發的需要，模拟計算已經開始發揮重要的作用。多尺度模拟計算是一種先進的模拟計算理念，旨在通過低尺度的計算方法為高尺度的模拟計算提供重要參數和輸入，并通過高尺度的計算獲得宏觀空間尺度和與工程應用相匹配的時間尺度的材料行為。本報告分别以MOX燃料中氧的自擴散行為、金屬钼中的裂變氣體行為和金屬燃料α相中的空洞腫脹為例探讨多尺度模拟計算在核燃料行為分析領域中的應用。研究結果表明基于多尺度模拟計算可以較為準确地描述MOX燃料中氧的自擴散；通過分子動力學計算獲得的裂變氣體輻照加速擴散系數與通過實驗結果反推得到的該系數符合的相當好；同時，通過第一性原理計算得到的較低的金屬燃料α相中的點缺陷擴散遷移能對解釋金屬燃料α相的低溫腫脹現象起到了至關重要的作用。

　　作者簡介

　　恽迪博士畢業于伊利諾伊大學香槟分校，獲核工程碩士、博士學位，後于美國阿貢國家實驗室任核工程師。曾任美國能源部開展的核能先進模拟計算（NEAMS）項目燃料闆塊的阿貢國家實驗室項目負責人，以及美國核能大學（NEUP）項目技術層面指導專家。主持或參與低尺度及介觀尺度核燃料及包殼材料模型與實驗驗證、锆合金包殼塗層研究、高燃耗快堆金屬燃料研發及裂變氣體模型開發等項目。恽迪博士2015年9月起作為海外高層次引進人才就任于西安交通大學核科學與技術學院。目前主持國家自然科學基金面上項目1項，科技部重點研發項目課題一項（課題負責人）、子課題一項,三大核電集團科研院所橫向課題30餘項，發表SCI論文50餘篇。獲中國發明協會創新獎成果獎二等獎各一項以及個人獎一項。