“别看它小，却可以突破电力能源制造和存储的空间、质量、成本等限制，未来大有作为。”在位于湖南衡阳的南华大学核学楼外，南华大学先进核能技术设计与安全团队负责人、教授于涛指着一个灰色的微型可移动式核反应堆电源模型说，这款电源可适用于陆地、海岛等多个常规电力输出场景，可部署在地震、洪水、大风等极端自然灾害现场，为应急救援提供稳定的电力供应。
推动新型能源体系建设，核电作为优质高效的清洁能源，发挥着重要作用。“为新型能源体系建设贡献力量，南华何为?”于涛说，“这一直是团队每一个成员心中最大的课题。”
20余年来，团队瞄准这一重大课题，持续开展关键核心技术攻关，取得一系列创新性成果，多次获国家发明奖、国家科技进步奖。2023年，南华大学先进核能技术设计与安全实验室入选教育部重点实验室。2024年，团队获评“全国工人先锋号”荣誉。团队基于微型可移动式核反应堆电源项目入选教育部创新团队。
在攻坚克难中增长才干
2023年，完成博士后工作的刘紫静，一归国就回到团队，马不停蹄地投入先进核能系统设计、物理热工分析方法研究中。
刘紫静回忆，2011年大四时，她成功保送读研，得以提前进入团队开展科研工作。那时，于涛正带着团队成员“爬坡过坎”，全力攻关超临界水冷堆系统开发子项目。“大家干劲十足，经常一干一通宵，几乎每天都在吃泡面。我在老师身上看到了科学家的执着和无私奉献，这坚定了我报国的决心。”刘紫静说。
超临界水冷堆被国际上选定为第四代核能系统长远开发的6种堆型之一，具有系统简单、装置尺寸小、热效率高、经济性和安全性更好的特点。西方国家已经对该系统研发了数十年。
于涛教授对团队成员进行技术指导。资料图片
那时团队参与该项目研发的仅有6个人，其中只有两名老师。于涛边教边干，其他人边学边干，每天加班加点。“为国家做事，不必计较得失。”在如期完成超临界水冷堆系统开发子项目的任务之后，其他项目也纷至沓来，源源不断地交由团队承担。
刘紫静在这一过程中得以迅速成长，顺利完成硕士博士学业，并说服爱人赵鹏程加入团队，成为科研的“夫妻搭档”。从事物理堆芯方案设计研究的刘紫静和致力于热工安全性能分析研究的赵鹏程，正好是反应堆设计的前后端研究。两人合作搞科研，均已成为副教授、硕士生导师，获得了多个国家级科研项目。
长期以来，以美欧为主的国家对中国封锁高端核设计分析软件。2017年，于涛带领团队进行多功能数智化蒙特卡罗程序平台MagicMC研发。“软件设计必须安全可控，要走自主化、差异化、特色化的软件开发之路。”于涛跟团队成员强调。
但是，团队大部分成员都没有大型软件开发经验，实现软件自主开发谈何容易。于是，于涛成立了6人项目攻坚小组，通过理论与实践相结合，边学、边做、边测试、边改，努力解决软件研发过程中的关键技术难题。
“一行一行写代码，一个一个调试Bug(漏洞)，我们不知经历过多少次失望甚至绝望。每次遇到问题，我们就复盘找原因，查阅相关文献，学习相关课程，集智攻关让绝望变成希望。”小组组长陈珍平笑着说。他2015年从中国科学技术大学博士毕业后加入团队，目前已成为南华大学核科学技术学院副院长。
2022年7月，历经5年多的MagicMC1.0版本问世了。团队成员从零起步，最后独立自主完成设计了软件的功能需求、系统框架、前后处理、输运燃耗计算、截面数据库、智能分析等内容。这款软件现在已成为先进核能系统堆芯物理设计、辐射屏蔽分析和医学物理剂量评估等领域重要的自主化分析工具。目前，6人项目攻坚小组已经发展成20余人的项目团队，正在全力开发MagicMC2.0版本，并根据用户单位的实际需求进行定制化开发。
在扎根一线中展现作为
“国家安全离不开先进核能的运用。在先进核能系统中，辐射屏蔽系统重量体积占据多半，如何给它‘瘦身’，实现小型化、轻量化，一直是难以攻克的现实问题。”南华大学核科学技术学院教授、博士生导师谢金森说。自2011年加入团队，他全身心地投入核反应堆物理理论、数值计算方法与实验技术研究。
为实现这一目标，于涛带着团队研发新的屏蔽材料，设计最优算法，这一创新成果目前已成功应用。“有用户单位反馈，我们的设计比公司工程师设计的重量轻很多，设计性能优，系统性能安全度更高，我听了很自豪。”于涛说。
2015年，昌江核电厂、方家山核电厂相关负责人找到于涛，请团队解决新核电机组的换料周期问题，对机组换料周期从12个月延长至18个月进行安全性和设备可靠性论证。
“换燃料堆芯费时耗力，延长了换芯周期，等于提升了设计寿命内机组的发电时间，提高了核电厂的效益。”谢金森说，时间紧、任务重，多耽搁一天就多损耗一天的效益。为此，团队驻扎核电厂两年，分析了几十个系统上百个循环的数据，最后成功完成论证，成果在昌江核电厂、方家山核电厂得到应用。现今，我国多个核电站的燃料堆芯替换周期均从12个月延长至18个月。
史薇薇绘
南华大学核科学技术学院教授隋阳曾在核电厂工作多年，深知发生核电厂冷却剂破口事故的危害，轻则燃料堆芯受损、无法发电，重则可能发生核泄漏事故。2018年，隋阳开始着力于研发新型的故障诊断软件，通过分析流量、流速、温度等关键参数的异常数据，精准预判核电厂冷却剂可能出现的破口位置及其规模。经过6年研发，该软件已准备投入核电厂应用。
近日，隋阳正忙着为自主研发的核电软件投入应用做最后的测试工作。“核电软件是核电站运行、维护的‘神经系统’，对于核电站安全运行意义重大。”隋阳说。
“行业有需求，我们必须有作为。”这是于涛对团队成员的要求。近年来，他带着团队成员扎根一线，解决了复杂堆型的堆芯优化设计、华龙一号等自主化三代核电设计以及在役核电性能提升的技术难题。这些研究成果提升了我国反应堆技术研发水平，产生直接经济效益1.2亿元以上。
在交叉协作中快速成长
“做事让人放心，做人让人感动”“敢想敢拼、善作善成”“因材施教”“搭建大舞台，不唱独角戏”……长期以来，团队勇攀高峰、开放包容、集智攻关的环境，帮助团队成员快速成长。
“你人在哪里，团队就在哪里。”这是于涛经常对学生讲的一句话。
“我们经常在课题组群里讨论科研问题，同学、师兄师姐们总是不吝分享他们的科研收获，为我们答疑解惑。”博士研究生刘程伟说，“我的本科专业是软件工程，课题组因材施教，帮助我在研二找到了研究方向——人工智能在辐射屏蔽设计中的应用。”读研期间，刘程伟发表多篇高水平学术论文，他希望在团队持续深耕人工智能在核领域的应用研究。
2020年8月，90后的赵亚楠从哈尔滨工程大学博士毕业，想继续从事核能应用研究，于是选择加入了团队。刚到团队两个月，于涛将一个530万元的项目交由他来统筹。“读博期间，我只是一个一线科研人员，现在，我是一个项目管理人。”赵亚楠激动地说，这份重任出乎他的意料，感觉“被重视，被认可”。在接下来完成项目的两年里，他常驻扎在用户单位，同时对接三四个科研团队，统筹70多个子系统的模型测试与调试。
“这段经历不仅极大提升了我的沟通协调能力，更让我对先进核能系统有了进一步的认识。”2021年，赵亚楠成长为团队的硕士生导师。2022年10月，他进入博士后流动站工作，现已顺利出站回校。
“为他们确定方向，给他们兜底，放手让他们去干。”对待学生和老师，于涛总是面带笑容，充满信任。在他的带领下，团队多人成长为博士生导师，多人入选省级人才项目。
同时，团队成立“核研社”“核反应堆控制本科生兴趣小组”等多个科研兴趣小组，把专业导师制融入科研兴趣小组，鼓励各专业、各年级的本科生参与科研活动，让他们在参与科研项目中培养创新能力，拓宽学术视野，增强科研自信心。
“学生进入实验室传帮带，让高年级学生在指导过程中发现自己的不足，低年级学生能进行第一手科研训练。”团队成员曾文杰说，他深耕教学一线，获多个省级教学成果奖。近年来，在团队的指导下，近30名优秀本科生被保研到清华大学、中国科学技术大学、西安交通大学等国内著名“双一流”大学。
“今后我们将全力以赴，重点突破先进核能设计与安全的关键核心技术，加快培育国家急需的创新型人才，让先进核能系统的设计更优化、运行更可靠、防护更安全、退役更友好。”于涛对记者说。
