美國(guó)能源部（DOE）宣布資助 6500 萬(wàn)美元用于支持國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、高校和企業(yè)聯(lián)合開(kāi)展核能基礎(chǔ)研究、交叉技術(shù)開(kāi)發(fā)和基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域的創(chuàng)新核能技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目，資助將通過(guò)核能大學(xué)計(jì)劃、核能使能技術(shù)計(jì)劃和核科學(xué)用戶(hù)設(shè)施計(jì)劃為核能相關(guān)研究提供支持，具體內(nèi)容如下：
1、核能大學(xué)計(jì)劃
通過(guò)核能大學(xué)計(jì)劃（NEUP）資助5500萬(wàn)美元用于5個(gè)主題領(lǐng)域研究工作：
（1）核燃料循環(huán)研究，主要內(nèi)容包括：使用高能X射線(xiàn)技術(shù)和拉曼光譜技術(shù)在高溫下獲取熔融鹽的結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)，以了解其與材料作用的物理和化學(xué)性質(zhì)關(guān)系，以指導(dǎo)研發(fā)高性能的熔鹽材料；開(kāi)發(fā)一種表面絡(luò)合模型，可以從理論角度解釋鈾的吸附和還原，從而通過(guò)工程屏障系統(tǒng)降低與富鐵環(huán)境中鈾遷移率相關(guān)的不確定性；通過(guò)研究成分-屬性-結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，開(kāi)發(fā)和優(yōu)化高耐用度且易于處理的磷酸鹽基玻璃材料；建立一個(gè)核反應(yīng)熱力學(xué)自洽數(shù)據(jù)庫(kù)，系統(tǒng)描述放射性同位素在礦物/水界面的吸附作用機(jī)制，以指導(dǎo)核廢料處置技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)；研究高溫高離子強(qiáng)度下核反應(yīng)堆輻射屏蔽材料的輻射蠕變規(guī)律；結(jié)合材料行為模型，開(kāi)發(fā)一種整合線(xiàn)性和非線(xiàn)性超聲波的表征技術(shù)來(lái)表征耐事故燃料包殼涂層材料的物理活性性質(zhì)；用超聲波噴霧法制備干式核燃料和核廢料貯存罐用的柔性硬質(zhì)陶瓷涂層材料；基于高通量計(jì)算平臺(tái)開(kāi)發(fā)預(yù)測(cè)模型用于研究含氟熔融鹽的熱化學(xué)和熱物理性質(zhì)；研究氮化鈾燃料與液態(tài)鉛、鋁形成奧氏體合金的化學(xué)相互作用和相容性；熔融鹽中相平衡和裂變產(chǎn)物溶解度的混合熱力學(xué)第一性原理計(jì)算研究；開(kāi)發(fā)氧化鎵肖特基二極管探測(cè)器用于測(cè)量熔融鹽錒系元素濃度；用于提高存儲(chǔ)庫(kù)性能的無(wú)機(jī)微纖維增強(qiáng)工程屏蔽材料的多尺度和多物理場(chǎng)建模；開(kāi)發(fā)多功能激光加工維修技術(shù)來(lái)減輕焊接不銹鋼的點(diǎn)蝕和應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂；開(kāi)發(fā)和評(píng)估各種各樣的表面噴丸處理方法，以及混合表面處理方法，以減輕用于核燃料干法存儲(chǔ)的不銹鋼罐中氯引起的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂；開(kāi)發(fā)用于乏燃料存儲(chǔ)罐的新型SiOCN（H）涂層。
（2）核能基礎(chǔ)研究，主要內(nèi)容包括：利用Modelica公司開(kāi)發(fā)的新型熱能儲(chǔ)存（TES）模型模擬研究多效蒸發(fā)器和聯(lián)合循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)的模型，研究利用核熱能從鹽水中生產(chǎn)應(yīng)用水方法；對(duì)現(xiàn)有的反應(yīng)堆試驗(yàn)和運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真分析，同時(shí)對(duì)反應(yīng)堆運(yùn)行的瞬態(tài)溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以評(píng)估反應(yīng)堆反應(yīng)速率的潛在影響因素；對(duì)由中子驅(qū)動(dòng)的先進(jìn)核能反應(yīng)堆（如氣冷堆、熔鹽堆等）的熱能散射數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和評(píng)估。
（3）先進(jìn)核能建模與仿真，為核電廠網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)一個(gè)靈活的仿真環(huán)境，以支持網(wǎng)絡(luò)防護(hù)架構(gòu)的設(shè)計(jì)；球床反應(yīng)堆堆芯圍筒旁流實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬研究；球床反應(yīng)堆流動(dòng)與傳熱的計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)分析；將Modelica公司開(kāi)發(fā)的新型熱能儲(chǔ)存（TES）模型與正在進(jìn)行的核能-可再生能源混合能源系統(tǒng)（NRHES）建模工作相結(jié)合，以對(duì)比新混合能源系統(tǒng)與單純的核能基荷電力優(yōu)劣勢(shì)。
（4）反應(yīng)堆概念原型的研發(fā)和示范，主要內(nèi)容包括：高溫氣冷堆進(jìn)氣事故中自然循環(huán)建立時(shí)間及影響因素分析；制定適合于人口稠密地區(qū)部署的微型反應(yīng)堆的選址標(biāo)準(zhǔn)；針對(duì)小型模塊化反應(yīng)堆設(shè)計(jì)并建造一個(gè)緊湊型的蒸汽發(fā)生器（CSG）以提高反應(yīng)堆經(jīng)濟(jì)性；不銹鋼在模擬壓水堆一回路異常水化學(xué)條件下的應(yīng)力腐蝕敏感性研究；用于含氯熔鹽快堆的新型鎳基合金研發(fā)；評(píng)估微型堆在分布式發(fā)電應(yīng)用中的機(jī)遇和挑戰(zhàn)；輕水堆一次冷卻劑水化學(xué)性質(zhì)對(duì)不銹鋼的腐蝕影響研究；針對(duì)小型模塊化反應(yīng)堆開(kāi)發(fā)新型的增強(qiáng)自動(dòng)化控制方法，提升運(yùn)營(yíng)效率、降低成本；開(kāi)發(fā)一種基于人工智能的故障檢測(cè)工具，以減少核電廠中人為因素的錯(cuò)誤幾率，改善運(yùn)行和維護(hù)，降低核電廠成本。為三結(jié)構(gòu)各向同性（TRISO）顆粒燃料緩沖層開(kāi)發(fā)一個(gè)輻照行為預(yù)測(cè)模型。
（5）研究型反應(yīng)堆設(shè)施建造和改善，主要內(nèi)容包括：推進(jìn)核材料和堆芯傳感器的研究；吸引和培養(yǎng)下一代具有核能背景的高素質(zhì)勞動(dòng)力；對(duì)核材料進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)研究；研究在真實(shí)負(fù)荷條件下高溫氣冷堆材料的實(shí)時(shí)微觀結(jié)構(gòu)演變；建立一個(gè)新的原位、納米尺度的結(jié)構(gòu)、成分和缺陷演變檢測(cè)系統(tǒng)，以原位表征不同應(yīng)力下輻照材料微觀結(jié)構(gòu)變化；對(duì)愛(ài)達(dá)荷州立大學(xué)的Aerojet General Nucleonics 201型反應(yīng)堆進(jìn)行改進(jìn)，減少失效概率，提高反應(yīng)堆的整體可靠性和安全性；對(duì)麻省理工學(xué)院研究反應(yīng)堆現(xiàn)有的應(yīng)急電力電池系統(tǒng)進(jìn)行更新；對(duì)普渡大學(xué)1號(hào)反應(yīng)堆的換熱器和相關(guān)水處理系統(tǒng)進(jìn)行更新升級(jí)，以確保反應(yīng)堆的安全、可靠連續(xù)運(yùn)行；猶他大學(xué)TRIGA反應(yīng)堆的冷卻系統(tǒng)替換，以提高反應(yīng)堆性能和效用，滿(mǎn)足反應(yīng)堆在滿(mǎn)功率下運(yùn)行更長(zhǎng)時(shí)間，提高安全性和運(yùn)行可靠性。
2、核能使能技術(shù)計(jì)劃
通過(guò)核能使能技術(shù)（NEET）計(jì)劃資助近500萬(wàn)美元用于國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和大學(xué)聯(lián)合開(kāi)展的5個(gè)交叉研究項(xiàng)目，主要研究?jī)?nèi)容包括：開(kāi)發(fā)和演示一種新型脈沖熱斷層成像技術(shù)，用于無(wú)損檢測(cè)3D打印制造的核反應(yīng)堆部件材料；開(kāi)展一套用于傳感器分配和校準(zhǔn)的數(shù)據(jù)分析方法，以解決如何在核設(shè)施中分配傳感器組的問(wèn)題；整合先進(jìn)的傳感器和數(shù)據(jù)科學(xué)的分析技術(shù)，推動(dòng)核電站的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)性維護(hù)，并提升核電廠的性能；利用兩座大學(xué)研究堆構(gòu)建和測(cè)試基于光纖的伽馬溫度計(jì)（OFBGT），并開(kāi)發(fā)相應(yīng)的方法來(lái)處理由OFBGT產(chǎn)生的數(shù)據(jù)；集成可溶性載體、拓?fù)鋬?yōu)化和微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方法，以大幅降低激光粉末3D打印制造的核電站關(guān)鍵組件的生產(chǎn)和后處理成本。
3、核科學(xué)用戶(hù)設(shè)施計(jì)劃
通過(guò)核科學(xué)用戶(hù)設(shè)施計(jì)劃（NSUF）資助660萬(wàn)美元用于2個(gè)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、3個(gè)大學(xué)和1個(gè)企業(yè)主導(dǎo)的項(xiàng)目，主要研究?jī)?nèi)容包括：制造非侵入式和空間分辨的傳感器；動(dòng)力學(xué)和微結(jié)構(gòu)硬化建模、多功能光纖傳感器和增材制造學(xué)科的融合基礎(chǔ)、試驗(yàn)中子和離子輻射測(cè)試、核設(shè)施材料輻照后檢測(cè)、同步輻射高性能新型強(qiáng)光源設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，以及通過(guò)NSUF設(shè)計(jì)和分析實(shí)驗(yàn)的技術(shù)援助。
