报告摘要

　　核燃料是核反应堆系统的核心部件，堪称核反应堆的心脏，其性能关系到核反应堆运行的经济性与安全性。目前对核燃料与材料性能的评估主要使用实验手段，燃料性能分析程序的模型也以经验半经验性模型为主。然而，随着对已有核燃料寿命和工况条件的要求逐步提高，以及对新型先进核燃料研发的需要，模拟计算已经开始发挥重要的作用。多尺度模拟计算是一种先进的模拟计算理念，旨在通过低尺度的计算方法为高尺度的模拟计算提供重要参数和输入，并通过高尺度的计算获得宏观空间尺度和与工程应用相匹配的时间尺度的材料行为。本报告分别以MOX燃料中氧的自扩散行为、金属钼中的裂变气体行为和金属燃料α相中的空洞肿胀为例探讨多尺度模拟计算在核燃料行为分析领域中的应用。研究结果表明基于多尺度模拟计算可以较为准确地描述MOX燃料中氧的自扩散；通过分子动力学计算获得的裂变气体辐照加速扩散系数与通过实验结果反推得到的该系数符合的相当好；同时，通过第一性原理计算得到的较低的金属燃料α相中的点缺陷扩散迁移能对解释金属燃料α相的低温肿胀现象起到了至关重要的作用。

　　作者简介

　　恽迪博士毕业于伊利诺伊大学香槟分校，获核工程硕士、博士学位，后于美国阿贡国家实验室任核工程师。曾任美国能源部开展的核能先进模拟计算（NEAMS）项目燃料板块的阿贡国家实验室项目负责人，以及美国核能大学（NEUP）项目技术层面指导专家。主持或参与低尺度及介观尺度核燃料及包壳材料模型与实验验证、锆合金包壳涂层研究、高燃耗快堆金属燃料研发及裂变气体模型开发等项目。恽迪博士2015年9月起作为海外高层次引进人才就任于西安交通大学核科学与技术学院。目前主持国家自然科学基金面上项目1项，科技部重点研发项目课题一项（课题负责人）、子课题一项,三大核电集团科研院所横向课题30余项，发表SCI论文50余篇。获中国发明协会创新奖成果奖二等奖各一项以及个人奖一项。