堅持奉獻科研 成就未來之路

徐強+王永梅

對科研事業(yè)的熱愛，源自于心中的那份激情和懷有的夢想。為了實現(xiàn)自己的美好愿望，他堅定執(zhí)著地行進在科研的道路上，用自己的辛勞汗水澆灌出了世上最美麗的花朵，成為科研界一道亮麗的風景。

他，就是西安交通大學核科學與技術(shù)學院惲迪教授。多年來，他以燃料元件性能分析、材料輻照效應、反應堆運行條件下核材料行為分析為主要科研方向，在核燃料性能分析、材料輻照效應、核材料堆內(nèi)性能研究領(lǐng)域取得了可喜的成果，入選西安交通大學青年拔尖人才，并順利地入選第十三批國家青年千人計劃學者。

勤奮求學 積極科研

2001年7月，惲迪就讀于北京清華大學工程物理系，勤奮攻讀、成績優(yōu)異的他獲工學學士學位。2007年5月，他獲核工程碩士學位。2004年5月-2010年5月，他就讀于美國伊利諾伊大學香檳分校核工程系，獲核工程博士學位，并任博士助研，參與研究了氧化鈾燃料裂變氣體行為的多尺度建模-應用的技術(shù)、應用透射電鏡技術(shù)及X光衍射技術(shù)對裂變氣體在添加鑭的氧化鈰中的行為進行研究。他開展了對此材料的性能及輻照效應的研究，實現(xiàn)了通過裂變氣體注入實驗對分子動力學原子間作用勢的優(yōu)劣做出有效鑒別的突破。此突破打破了傳統(tǒng)方法中僅依據(jù)有限的物理性質(zhì)參數(shù)擬合原子間作用勢的限制。

2010年6月–2015年8月，惲迪任美國阿貢國家實驗室核工程師。在美國工作期間，他主持并參與了大量基礎(chǔ)科學及應用研究。他主持研究了納米晶粒氧化鈾的高溫及輻照環(huán)境下的晶粒生長，參與研究了納米氧化彌散顆粒強化鋼（14-YWT和MA957）的力學性能、氦氣泡在14-YWT納米結(jié)構(gòu)鋼中的行為等研究。他還參與了事故容錯核燃料研發(fā)-使用均勻致密的原子層沉積納米涂層技術(shù)對鋯合金表面進行納米結(jié)構(gòu)的單層及復合涂層，實現(xiàn)了鋯合金在800℃水蒸汽中4小時無明顯增重的效果，提高了鋯合金的抗氧化能力。他同時參與了金屬鉬輻照損傷及裂變氣體行為的多尺度模擬研究和裂變氣體氣泡、孔隙及輻照損傷在氧化鈾燃料中的非均勻性效應研究。

在美國期間，惲迪還主持了基于COMSOL有限元分析軟件的合金燃料多物理建模分析-模擬鈾鋯合金及鈾钚鋯合金燃料的傳熱、力學、裂變氣體腫脹及釋放以及孔隙對傳熱性能的影響、原位離子輻照實驗-測試裂變氣體氙在鈾鋯及鈾鉬合金燃料中的行為，對阿貢國家實驗室已有裂變氣體模型進行了有效的改進。在諸多具有代表性的燃料性能分析程序中，該裂變氣體模型已經(jīng)得到了實際的應用。惲迪還主持了美國主流核燃料性能大型仿真程序BISON中裂變氣體腫脹與釋放模型的開發(fā)工作。

表現(xiàn)突出 自信篤定

惲迪在科研工作中的突出表現(xiàn)，使他被任命為美國能源部核能先進模擬計算（NEAMS）項目燃料板塊的阿貢國家實驗室項目負責人，負責目前國際上具有獨特先進性的MBM（MOOSE-BISON-MARMOT）程序中介觀尺度、衡量材料特性與微觀結(jié)構(gòu)的MARMOT程序的實驗驗證工作。他統(tǒng)籌并組織實施了高難度原創(chuàng)性的介觀尺度原位觀測實驗，應用實時原位觀測的離子輻照儀器以及同步光源X射線進行對材料輻照效應及裂變氣體行為開展了研究。

2015年9月，惲迪成為西安交通大學教授，作為青年拔尖人才的他對未來的科研事業(yè)充滿了自信。他又主持了鋯合金表面性能改進及表面涂層技術(shù)應用于事故容錯燃料的研究、改進及開發(fā)裂變氣體模型及其在核燃料性能仿真中的應用，開發(fā)核燃料性能仿真與核反應堆熱工水力的多物理場耦合建模、裂變聚變反應堆核材料的基礎(chǔ)科學研究 - 輻照損傷，力學傳熱性能，裂變氣體及氦氣泡行為等科研項目。此外，他還主持了多尺度模擬材料學計算在核材料與核燃料中的應用研發(fā)以及國家自然科學基金面上項目基于相場及速率理論的多尺度模擬材料學計算在快中子堆金屬核燃料中的應用研發(fā)，取得了顯著的科研成果。

惲迪在科研方面的積極努力，為他的科研事業(yè)奠定了深厚的基礎(chǔ)。在搞好科研的同時，惲迪還非常重視科研交流。他積極參加會議報告，并擔任了十余個期刊的審稿人以及知名雜志Materials中核材料特刊的客座編輯，撰寫發(fā)表論文40余篇。

規(guī)劃未來 胸有成竹

對于未來的科學研究，惲迪心中自有清晰的規(guī)劃。他認識到，核能是無二氧化碳排放的綠色清潔能源，是我國能源重要的組成部分。隨著我國核能的快速發(fā)展，建立先進和完善的核燃料循環(huán)、提高鈾資源利用率、合理利用和處理核廢料并建立安全性及經(jīng)濟性相平衡的核燃料體系已成為重中之重。核燃料是核反應堆系統(tǒng)的核心部件，堪稱核反應堆的心臟。因而，研發(fā)我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的先進核燃料是未來中國核能發(fā)展的一個重要方向。

在快中子堆拖動的燃料循環(huán)體系中，快中子堆燃料燃耗以及高增殖比對于提高燃料循環(huán)的綜合經(jīng)濟性極其重要。目前面臨的提高燃料性能和燃耗所需要解決的核心技術(shù)難題主要有三個：裂變氣體釋放及燃料腫脹、燃料組分重分布、裂變產(chǎn)物遷移及其對燃料包殼產(chǎn)生的腐蝕。裂變反應釋放大量的裂變氣體，這些氣體通過原子擴散運動在燃料中聚集形成氣泡，造成燃料腫脹。這種情況在金屬燃料中比較嚴重。大量氣泡聚集在晶界上，形成特有的通孔結(jié)構(gòu)從而引起裂變氣體從燃料中釋放。釋放出的氣體聚集在氣腔中對包殼形成壓力，燃料腫脹后還會和包殼產(chǎn)生接觸進而對包殼施壓，引發(fā)芯塊包殼力學接觸并引起包殼破損。這嚴重影響堆芯的安全性能。因此，要合理設計金屬燃料的組件尤其是燃料氣腔長度。

基于此，惲迪將熱切關(guān)注如何推動快堆金屬燃料的研發(fā)與應用，以便通過科學研究推動中國先進核燃料循環(huán)的建設與優(yōu)化。

目前我國核燃料領(lǐng)域方面的專業(yè)人才尚較為缺乏。通過與在業(yè)界從事科研的人員的接觸，惲迪發(fā)現(xiàn)，我國各個核電企業(yè)與科研院所的燃料研發(fā)部門對人才梯隊建設都有很大需求。而大學，作為專業(yè)人才培養(yǎng)的重要基地必須承擔起為先進燃料循環(huán)研發(fā)打好基礎(chǔ)的重要責任。

惲迪了解到，在國內(nèi)，西安交通大學是唯一開設核燃料課程的大學。惲迪認為，西安交通大學良好的科研環(huán)境，給他的科研工作帶來了極大的方便。在這種大背景之下，他計劃開設核材料與核燃料方面的本科基礎(chǔ)課程，并開設核燃料與燃料循環(huán)相關(guān)的研究生課程，培養(yǎng)優(yōu)秀的科研人才，以便為我國核燃料與燃料循環(huán)研發(fā)奠定良好的基礎(chǔ)，推動我國的核燃料與燃料循環(huán)的迅猛發(fā)展。endprint