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核技术与多学科交叉创新研究中心
作者:msc   访问量:3614   发布时间:2013-05-05


  中国科学院陈达院士提议成立的南京航空航天大学核技术与多学科交叉创新研究中心(英文全称为Interdisciplinary InnoCentre for Nuclear Technology,简称IINT中心),以陈达院士课题组(NUCL-X课题组)为核心科研团队,动态协同其他学科具有优势互补、创新协作特色的优秀科研团队,开展核技术与其他学科交叉领域中面向国家重大需求的应用基础研究, 并积极探索具有挑战性的若干科学前沿问题,培养和训练一批具有创新能力、科学素养和奉献精神的优秀人才。

  经过近五年的快速发展,核技术与多学科交叉创新研究中心(陈达院士课题组)已发展成为从事创新科研、培养优秀人才、具有鲜明特色的开放型联合学术平台,具备了良好的科研基础条件、先进的团队协作体系和广阔的未来发展空间,拥有了一支由陈达院士亲自指导,教授、副教授、讲师以及多名博士、硕士研究生组成的二十余人的研究团队。核技术与多学科交叉创新研究中心当前主要的交叉研究领域涉及:核—能源、核—材料、核—医学、核—仪器。主要的科学研究方向有:

◆ 辐射能量转换机制与核电池(Radiation energy conversion mechanisms and nuclear battery)

  同位素核电池是利用放射性同位素衰变放出的载能粒子(如α粒子、β粒子和γ射线)或衰变过程中产生的热能,并将这些能量转换为电能的器件装置。同位素核电池具有寿命长、能量密度高、性能输出稳定以及无需燃料补给等特点,在军事国防、航天深空探测和人体植入式医疗监测等领域具有潜在应用前景。本研究方向旨在创新同位素辐射能量直接/间接转换机制的理论和技术,发展同位素核电池新结构设计准则、新器件制备方法和新功能调控技术,开展辐射能量转换新机制与新材料,能量转换效率极限、电池结构参数优化设计、换能单元制备与封装工艺以及应用环境因素影响等方面研究,并探索同位素核电池在苛刻环境下应用的性能可靠性与稳定性。目前,本方向已研究并成功制备出面向微机电系统应用的基于辐射伏特效应、辐致光伏效应和辐致温差效应三种换能机制的新型同位素核电池系列样品,有望在不久的未来进入实际应用阶段。

◆ 材料辐照效应与核用新材料(Radiation effects on materials and nuclear applied materials)

  材料辐照效应是指辐射环境下射线/粒子与材料发生相互作用,导致射线/粒子能量沉积、转移等变化以及材料微观组织和宏观尺寸、物理和力学性能改变的现象。本研究方向以核科学与材料学的交叉为研究突破点。针对核能/航天应用材料开展苛刻环境下的材料性能监测、辐照损伤机制、安全寿命评估以及抗辐照微纳结构材料的设计与研发等研究工作。同时,因应核防护、核探测、核安全等领域对新材料的紧缺需求,以新型核能工程材料、新型核用功能材料为研究重点,探索和掌握射线与物质作用效应的新规律和新机制,创新实现应用功能的材料设计、制备新方法和新工艺,搭建多学科汇聚、多尺度制造的核用新材料研发技术平台。目前,本方向已在微纳结构金属多层膜材料、柔性特种军用辐射防护服材料、高分子基纤维增强辐射屏蔽复合材料、核电乏燃料干法贮存专用容器等方面取得了若干具有应用前景的研究成果。

◆ 医学辐射剂量学与效应分析(Radiation dosimetry and radiation effects analysis in medicine)

  电离辐射效应在医学中的应用为人类提供了有效的医学诊疗技术手段。创新放射性诊疗新理论、新方法、新技术并使之进一步提高医学应用过程中的有效性和精确性是本方向的研究目的。本研究方向以放射性射束、粒子与生物体的电离辐射效应为研究重点,创新物理机制,丰富研究手段,致力于发展用于病源诊断及病灶治疗的辐射效应分析新技术,创新诊断治疗实施过程中的剂量监测手段,完善电离辐射效应医学应用中的辐射防护机制,力争解决现代医学诊疗环节面临的瓶颈难题。目前,本方向以新一代辐射仿真计算人体模型和高精度蒙特卡罗剂量计算为基础,开展了肿瘤放射治疗剂量学、切伦科夫生物成像技术、硼中子俘获治疗方法、质子/重离子放射治疗方法、航天员空间辐射防护等方面的研究工作,并有望取得创新性学术成果。

◆ 辐射探测方法与核仪器研发(Radiation detection methods and nuclear instruments development)

  核仪器是利用放射性射线的特性或射线与物质的相互作用效应,进行放射性种类、活度、分布、能量等参量测量的仪器,应用领域涵盖了工农业、医疗卫生、地质矿山、环境保护、航天军事、安保反恐等各个领域。核仪器的未来发展关键在于辐射探测技术的更新与发展。本研究方向致力于电离辐射探测、放射性物质检测等辐射监测自动化仪器设备的自主研制和开发,加强核技术与电子、材料、计算机、环境等其他学科技术的交叉融合,创新发展辐射物理领域的新原理、新技术和新功能器件,搭建具有高新技术水平的核电子器件研发平台。目前,本方向正自主研发一套适用于核事故环境,具有放射性烟羽测绘、空气中核素采样、在线核素分析、即时定点剂量率测量功能的辐射监测系统,并积极培养核电子学方向专业人才,努力打造一支优秀的核仪器研发技术队伍。

  近五年,核技术与多学科交叉创新研究中心(陈达院士课题组)先后承担国家重大科学仪器设备开发专项、国家自然科学基金、国防基础科研项目、江苏省自然科学基金、航空科学基金、教育部高等学校博士学科点专项科研基金、江苏省科技支撑计划、江苏省产学研联合创新资金项目、江苏省中国博士后基金、江苏省博士后科研资助计划、中央高校基本科研业务费项目、国家大学生创新性实验计划、江苏省高等学校大学生实践创新训练计划、江苏省普通高校研究生科研实践计划、企业横向课题等科研项目60余项;发表SCI、EI等高水平学术论文80余篇;申请发明专利20余项。