2019年度国家技术发明奖

2019年度国家技术发明奖

安徽省提名项目公示

（一）项目名称

强流稳态中子调控关键技术及装置

（二）提名意见

针对先进核能系统复杂中子场构建问题，发明了强流稳态中子调控技术，创新研制了中子调控科学装置，解决了复杂系统重要的核辐射安全设计与验证难题。

该大型装置及相关技术成果获授权国家发明专利61项、软件著作权12项，发表SCI论文81篇。获省部级一等奖多项。项目成果在大型核工程、国防装备等重大项目中获得广泛应用，产生了重大的社会与经济效益，推动了核能及核技术交叉应用领域的技术创新发展。

项目材料填写规范，内容真实，经公示无异议。对照国家技术发明奖授奖条件，提名该项目为国家技术发明奖二等奖。

（三）项目简介

核能利用是国家能源战略发展以及国防建设的重要组成部分。在核能系统中，中子被称为“灵魂”，是核能安全发展的源头。中子行为研究是核能安全发展的源头和关键。针对先进裂变堆、聚变堆、混合堆等先进核能系统的研发及验证，传统技术在中子场精准构建以及辐射安全评价等方面存在

重大挑战，成为制约先进核能系统发展的关键瓶颈。

针对上述挑战，项目团队突破了强流稳态中子调控技术瓶颈，创新研制了中子调控科学装置，解决了复杂系统重要的核辐射安全设计与验证难题。主要技术发明如下：（1）创新研制了聚变裂变耦合的中子调控装置。发明了高产额中子源强调控技术，发明了基于阵列射流强化散热的靶技术，突破了氘氚聚变中子源强难以提高的技术瓶颈，研制了加速器驱动的氘氚聚变和裂变耦合的大型中子调控装置，其氘氚中子源强提升了28%。

（2）发明了调控模块自适应组合的中子场构建技术。设计了分能区的中子调控模块体系，发明了基于响应矩阵的中子能谱调控方法，研制了中子场调控系统，解决了传统方法难以构建先进核能系统中子场的难题。

（3）发明了复杂中子场的在线反演评价技术。研制了特征识别的中子在线测量系统，大幅提升了测量范围；提出了基于离散点测量的中子场在线反演方法，解决了复杂系统辐射安全动态特性的精准评价难题。

该大型装置及相关技术成果获授权国家发明专利61项、软件著作权12项，发表SCI/EI论文81篇。相关成果获省部级一等奖多项。项目成果在大型核工程、国防装备等重大项目中获得广泛应用，产生了重大的社会与经济效益，推动了核能及核技术交叉应用领域的技术创新发展。

（四）客观评价

1、领域权威专家组评价：加速器驱动聚变裂变混合系统堆芯同构中子物理实验装置，对先进核能系统概念发展、技术设计和验证实验具有重要价值。

2、国际新型核能系统大会主席Sümer Sahin 教授在领域权威期刊发论文评价：取得了近年来领域的亮点性成果，将显著推动先进核能系统的研发与验证。（a highlight in the field of nuclear science and technology in recent years, and will significantly promote the development and validation of advanced nuclear systems.）

3、德国卡尔斯鲁厄国家研究中心KIT的Dr. Arkady Serikov在领域期刊评价：是领域代表性的、高源强中子实验装置。

4、作为重要进展入选美国聚变能协会FPA官方报告：可以用于加速器驱动次临界系统、聚变裂变混合系统等先进核能系统的物理与工程验证。

5、获授权国家发明专利61项、软件著作权12项，发表SCI论文81篇。

6、装置研制成果在领域期刊Int. J. Energy Research 上作为封面论文发表。

7、获2017年度安徽省科学技术奖一等奖。

8、获2016年度中国自动化学会科技进步奖一等奖。

9、获2015年中国电源学会科技进步奖一等奖。

（五）应用情况

该项目发明的中子调控关键技术及装置，已成功应用于中国核工业集团有限公司、中国广核集团有限公司、中国科学院、北京射线中心等多家知名研发机构和企业单位。在大型核工程、国防装备等多个重大项目中获得广泛应用，成功构建了多种不同类型的复杂结构中子场，解决了复杂系统重要的核辐射安全设计与验证难题，提升了多项重大工程的安全水平，为我国核能与核技术领域的技术创新与装备发展做出了重要贡献。

（六）主要知识产权和标准规范等目录

1、发明专利，一种强流稳态中子产生装置，中国，ZL201810031055.7, 2018.12.18，3187672, 中国科学院合肥物质科学研究院,吴宜灿、王永峰、季翔、赵柱民、王文，有效

2、发明专利，一种多维中子调控靶装置，中国，ZL201810066892.3，2018.12.25，中国科学院合肥物质科学研究院，吴宜灿、胡丽琴、龙鹏程、王文、梁参军，有效

3、发明专利，一种适用于氘氚聚变中子源的高载热靶系统，中国，ZL201611223179.2，2018.05.01，2909381，中国科学院合肥物质科学研究院，吴宜灿，有效

4、发明专利，一种基于氘氚混合束的中子源装置，中国，ZL201611226586.9，2018.11.02，3132925，中国科学院合肥物质科学研究院，吴宜灿，有效

5、发明专利，一种铅基堆零功率物理实验装置，中国，

ZL201611245847.1，2018.03.23，2855119，中国科学院合肥物质科学研究院，吴宜灿、吴庆生、刘超、赵柱民、李春京、蒋洁琼、刘少军、宋钢、李亚洲，有效

6、发明专利，一种离子束的传输系统，中国，ZL201611226596.2，2018.08.14，3033401，中国科学院合肥物质科学研究院，吴宜灿、王永峰、王志刚、刘超、宋钢，有效

7、发明专利，一种反应堆燃料组件，中国，ZL201611249225.6，2017.08.25，2595509，中国科学院合肥物质科学研究院，吴宜灿、吴庆生、陈建伟、梅华平、李春京，有效

8、发明专利，一种用于小型快堆的高灵敏环境中子能谱分析系统，中国，ZL201611236357.5，2017.12.26，2753881，中国科学院合肥物质科学研究院，吴宜灿、李雅男、刘超、李桃生、王永峰，有效

9、发明专利，一种强辐射高温环境条件下测量中子通量的测量系统，中国，ZL201710084870.5，2018.10.02，3097306，中国科学院合肥物质科学研究院，吴宜灿、李桃生、刘超、王永峰，有效

10、发明专利，一种基于粒子密度不均匀性的迭代蒙卡全局权窗参数生成方法，中国，ZL201610685275.2，2017.05.24，2492060，中国科学院合肥物质科学研究院，吴宜灿、张澍、宋婧、郝丽娟、孙光耀，有效