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弗吉尼亞聯(lián)邦大學 (VCU) 在解決核工程缺乏多樣性方面發(fā)揮著帶頭作用，開發(fā)了一個致力于核燃料循環(huán)的獨特卓越中心。

核燃料循環(huán)(NFC)是指在裂變反應堆中使用裂變材料作為燃料所涉及的所有過程和活動。

來自不同背景、生活經歷和思維方式的科學家從不同的角度看待這些過程;勞動力的多樣性對于科學創(chuàng)新至關重要。

VCU：確保核燃料循環(huán)研究的多樣性

以核燃料循環(huán)和廢物管理為重點的核工程缺乏多樣性是一個持續(xù)的挑戰(zhàn)，我們教育和研究培訓計劃的首要目標是培養(yǎng)一支受過良好教育和多元化的勞動力隊伍。

此外，弗吉尼亞州州長 Glenn Youngkin 最近宣布支持至少投資 500 萬美元用于先進反應堆設計的核技術創(chuàng)新，因此培養(yǎng)下一代核科學家和工程師非常重要。

弗吉尼亞聯(lián)邦大學 (VCU)在實現(xiàn)這一目標方面具有得天獨厚的優(yōu)勢。弗吉尼亞聯(lián)邦大學是一所英聯(lián)邦公立研究型大學，最近被認定為少數(shù)族裔服務機構。

另一個主要優(yōu)勢是 VCU 位于弗吉尼亞州中心，與能源部核能國家實驗室和核工業(yè)有著密切的聯(lián)系。

第三個主要優(yōu)勢是，弗吉尼亞聯(lián)邦大學目前是弗吉尼亞州唯一一所提供全套核工程研究生和本科學位的大學，其中包括經 ABET 認證的機械工程學士學位以及單獨經 ABET 認證的核工程專業(yè)專業(yè)機械和核工程碩士和博士學位。

弗吉尼亞聯(lián)邦大學核工程項目的另一個獨特優(yōu)勢是其與弗吉尼亞州附屬核公司的獨特關系，例如法馬通、BWXT、Dominion Energy 和紐波特紐斯造船廠，這些公司為弗吉尼亞聯(lián)邦大學核工程教師和學生提供第一手、最新的信息。對影響美國核科學和核工業(yè)的趨勢和利益的最新見解。

憑借這些優(yōu)勢，Phongikaroon 博士最近從能源部綜合研究項目獲得了 150 萬美元，用于開發(fā)核燃料循環(huán)和廢物管理方面的卓越研究、教育和培訓中心，以實現(xiàn)先進的反應堆技術。

該中心與歷史悠久的黑人學院和大學(弗吉尼亞聯(lián)合大學 (VUU) 和弗吉尼亞州立大學 (VSU))完全融合，創(chuàng)建了弗吉尼亞州以前從未存在過的獨一無二的教育和研究培訓項目為實現(xiàn)這一目標，團隊將追求以下總體研究目標：

確定核燃料循環(huán)經濟學最重要的特征;

提高我們描述從勘探到濃縮的重要鈾燃料循環(huán)操作的能力;

識別反應堆燃料的設計、制造、使用、儲存和運輸?shù)幕竞拖冗M概念;

描述廢燃料分離和燃料循環(huán)廢物管理的基本方面;和

更好地了解核材料檢測和核算的基本原理。

為了進一步促進緊密合作，該計劃將建立三個交叉領域：

集成建模、仿真和實驗的程序;

教育;和

破壞性創(chuàng)新。

中心內的研究領域

Phongikaroon 博士將領導一個由科學家、工程師和經濟學家組成的團隊來培育創(chuàng)新文化。將在主要學科主題領域(TA)下開展和組織研究活動：

TA1——材料科學與化學;

TA2——中子輸運;

TA3——傳熱和系統(tǒng);

TA4——核材料定量;和

TA5——工程經濟與金融(如圖1所示)。

圖 1：研究活動支持先進反應堆的 NFC 和廢物管理

該團隊選擇專注于熔鹽反應堆(MSR)系統(tǒng)和設計。 MSR 是過去幾十年來一些國家和公司所做的大部分工作的基礎，這些國家和公司開發(fā)了具有熱、超熱和快中子譜的小型、中型和大型商業(yè)可行的 MSR。

因此，對MSR核燃料循環(huán)和廢物管理的進一步研究將使團隊能夠改變并過渡到其他反應堆系統(tǒng)和設計。由于其復雜的化學和傳輸特性，MSR 被認為非常具有挑戰(zhàn)性。

結合核燃料循環(huán)和廢物管理方面的專業(yè)知識

三個機構將建立一個研究、教育和培訓卓越中心，結合核燃料循環(huán)和廢物管理方面的深入專業(yè)知識，支持先進的反應堆設計。與該中心直接相關的是核化學科學與工程、輻射與健康物理學、同位素分離與檢測、中子輸運、工業(yè)與制造工藝、機械工程以及經濟與金融領域的專家。

圖 2：NFCWM 總體研究目標、研究主題領域、交叉領域以及全院研究、教育和培訓卓越中心與創(chuàng)新環(huán)境的課程之間的關系。注：顏色對應于相關研究主題領域。帶數(shù)字的圓圈代表交叉技術領域(點擊放大)

我們未來的勞動力和研究生院潛力將在國家實驗室(例如愛達荷國家實驗室、橡樹嶺國家實驗室、太平洋西北國家實驗室等)和核工業(yè)(例如Dominion Energy、Seaborg Technologies、 NuVision 工程等)。

Phongikaroon 博士和他的團隊計劃在創(chuàng)新環(huán)境中提供成功的渠道，實現(xiàn)與研發(fā)主題領域和課程相關的擬議總體目標，如圖 2 所示。