核能是安全、清洁、低碳、高能量密度的战略能源，对于保障我国能源安全、实现绿色发展具有重要作用。压水堆是我国核电的主力堆型，近年来出现了一系列创新设计，导致堆芯非均匀性更强、多物理耦合更紧密，为了提升反应堆的安全性和经济性，需要更加精细的中子学和多物理耦合分析技术。然而，传统基于组件均匀化的中子学和基于脱耦迭代的多物理分析技术无法满足工程需求。
针对以上问题，经过15年共300人的持续攻关，西安交通大学能动学院吴宏春教授领衔的NECP团队，针对我国压水堆创新设计对高精度堆芯分析技术的需求，建立了压水堆堆芯多层级中子学及多物理耦合分析技术，攻克了以三代核电反应堆为代表的先进堆型非均匀性强、多物理紧密耦合等带来的诸多技术挑战，成果已在我国华龙一号、国和一号等三代核电重大工程项目获得应用。
该技术提出了光薄栅元等效均匀化方法、中子输运加速方法等，建立了组件-栅元-棒内子区多层级的中子学分析技术，攻克了堆芯强非均匀条件下中子学分析难题；提出了基于尺度变换和物理预处理的JFNK多物理紧耦合分析方法、动态时间步长改进预估校正方法等，建立了物理-热工-燃料力学紧耦合非线性分析技术，攻克了传统方法计算难收敛、效率低的难题；提出了堆内中子探测器活度分布数值模拟和试验测量的虚实数据三维变分融合方法，通过对升功率氙振荡过程堆芯中子探测活度分布时空特性的精准预测，建立了快速堆芯通量测量技术，大幅缩短了核电厂换料大修升功率台阶试验的等待时间。
基于以上技术，NECP团队研制的核反应堆分析软件Bamboo-C、NECP-X、Bamboo2.0，已被三大核电集团、生态环境部核与辐射安全中心等成功应用到我国二代、二代改进、三代核电的软件校算、工程设计、运维服务等，经过了我国各类压水堆堆型100余堆年运行数据的工业确认。Bamboo-C是国内高校中第一款独立提交核安全评审的自主化核设计软件。成果创造了显著的经济效益，对提升我国压水堆自主设计能力，促进核电“走出去”、“核电强国”等战略的实施具有重要的社会价值。以上成果近日获得2023年度中国核能行业协会技术发明一等奖。
NECP团队师生合影
