核反應(yīng)堆是驅(qū)動核能系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的“心臟”。核反應(yīng)堆物理分析是核反應(yīng)堆設(shè)計與分析的首要環(huán)節(jié)，它直接決定了堆芯的安全性和經(jīng)濟(jì)性，相關(guān)技術(shù)必須自主可控。

在西安交通大學(xué)中國西部科技創(chuàng)新港，有這樣一個團(tuán)隊，他們始終面向國家在核能領(lǐng)域的重大需求，圍繞核反應(yīng)堆物理分析關(guān)鍵技術(shù)，二十余年來堅持潛心開展核數(shù)據(jù)加工、數(shù)值方法與軟件研發(fā)、先進(jìn)核反應(yīng)堆設(shè)計、反應(yīng)堆運行技術(shù)開發(fā)等方面的研究，不遺余力為我國核能強(qiáng)國之路上的核心技術(shù)自主可控和創(chuàng)新人才發(fā)展培養(yǎng)貢獻(xiàn)力量。他們，便是核工程計算物理（NECP）實驗室的研究團(tuán)隊，全世界規(guī)模最大、實力最強(qiáng)的反應(yīng)堆物理研究團(tuán)隊之一。2023年，西安交大NECP實驗室研究發(fā)明的“壓水堆堆芯多層級中子學(xué)及多物理耦合分析技術(shù)與工程應(yīng)用”榮獲中國核能行業(yè)協(xié)會科學(xué)技術(shù)獎技術(shù)發(fā)明獎一等獎。

▲NECP實驗室全體教師

面向世界科技前沿，創(chuàng)造一流學(xué)術(shù)成果

時間已經(jīng)是晚上9點多鐘了，銀裝素裹的交大校園比往日更增添了一份靜謐，與之形成鮮明對比的是創(chuàng)新港1號巨構(gòu)4樓的會議室，一百余名師生正在進(jìn)行學(xué)術(shù)交流例會，現(xiàn)場氛圍熱烈，匯報人神采飛揚、聽眾們積極發(fā)問。而這，正是NECP實驗室從成立之日起一直延續(xù)至今的每周大組會，實驗室負(fù)責(zé)人吳宏春教授更是幾十年如一日，即使再忙，也從未缺席，悉心指導(dǎo)每一位學(xué)生的研究課題。大組會是NECP實驗室文化精神的一個縮影，也見證了NECP實驗室的“創(chuàng)業(yè)史”。

上世紀(jì)90年代，我國核電產(chǎn)業(yè)迎來了快速發(fā)展期，多個核電機(jī)組在沿海建成并投入商運。然而，當(dāng)時我國核電工業(yè)軟件研發(fā)幾乎是一片空白，那些在建、在運的核電機(jī)組均引進(jìn)國外技術(shù)。

2004年，吳宏春教授創(chuàng)立NECP實驗室，目標(biāo)是實現(xiàn)反應(yīng)堆物理相關(guān)核工業(yè)軟件的國產(chǎn)自主化，為我國核能事業(yè)發(fā)展提供自己的“引擎”。然而，冰凍三尺非一日之寒，吳宏春教授清楚工業(yè)軟件的研發(fā)絕非易事，不是一朝一夕就能干出來的。于是，吳宏春教授首先制定了第一個“十年計劃”—— 核反應(yīng)堆物理分析理論和數(shù)值計算方法研究，為后續(xù)核工業(yè)軟件的研發(fā)奠定堅實的理論基礎(chǔ)。

為此，在NECP實驗室成立之初，吳宏春教授就繪制了一張研究藍(lán)圖，這張藍(lán)圖包含了核反應(yīng)堆物理分析從最開始的核數(shù)據(jù)加工，到堆芯的三維輸運計算，再到最后的在線監(jiān)測及換料優(yōu)化的所有環(huán)節(jié)?，F(xiàn)如今，經(jīng)過十年、幾百人的理論探索，這張研究藍(lán)圖的各個版塊上都已經(jīng)密密麻麻地標(biāo)注了NECP實驗室在核反應(yīng)堆物理分析領(lǐng)域取得的累累碩果，它不僅承載了一代代NECP人的夢想和堅守，也凝聚著無數(shù)團(tuán)隊成員的心血和智慧。

▲吳宏春（左一）

展開第一個“十年計劃”的時代畫卷，每個節(jié)點都讓人印象深刻，每處著墨都令人心潮澎湃。NECP實驗室先后承擔(dān)了國家“973”項目、“863”項目、國家重點研發(fā)計劃、核能開發(fā)等國家級重點科研項目50余項，突破了多核素共振計算、復(fù)雜幾何中子輸運計算等一系列技術(shù)瓶頸，建立了一套完整的先進(jìn)核反應(yīng)堆高精度物理分析體系，為我國先進(jìn)核反應(yīng)堆技術(shù)發(fā)展奠定了重要的理論基礎(chǔ)。

回望十年奮進(jìn)歷程，NECP實驗室用汗水澆灌收獲，以實干篤定前行，書寫下精彩的答卷，研究成果先后獲國家技術(shù)發(fā)明二等獎、國家技術(shù)進(jìn)步三等獎、陜西省科學(xué)技術(shù)一等獎、國防科學(xué)技術(shù)三等獎、陜西高等學(xué)?？茖W(xué)技術(shù)研究優(yōu)秀成果獎特等獎、國家教委科技進(jìn)步一等獎等科技獎勵10余項，創(chuàng)新科研成果獲社會高度評價。

面向國家重大需求，推動科技創(chuàng)新發(fā)展

在第一個“十年計劃”圓滿收官之際，NECP實驗室已經(jīng)發(fā)展成為一支有扎實理論基礎(chǔ)和豐富研究經(jīng)驗的團(tuán)隊，其中包括了國務(wù)院學(xué)科評議組成員、“863”項目首席科學(xué)家、國家級人才、國家級青年人才、科技部國家重點研發(fā)青年科學(xué)家、陜西省青年科技標(biāo)兵、國際權(quán)威期刊Annals of Nuclear Energy主編、教育部新世紀(jì)人才、中國科協(xié)青年托舉人才和博士后創(chuàng)新人才等行業(yè)著名專家。這樣一支有活力、有夢想、有沖勁的團(tuán)隊義無反顧地展開了NECP實驗室的第二個“十年計劃”——研發(fā)我國具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的核工業(yè)軟件。于是，NECP實驗室的所有成員瞄準(zhǔn)目標(biāo)，迎難而上。

“你的發(fā)際線好像快要保不住了”“我的眼鏡度數(shù)直逼城墻拐角”，這樣一些或調(diào)侃、或自嘲的對話經(jīng)常出現(xiàn)在NECP實驗室的某個電腦屏幕前。有時，為了完成軟件某一個功能模塊的開發(fā)或是查找代碼中的bug，實驗室的團(tuán)隊成員經(jīng)常一坐就是幾個小時，熬夜研討已經(jīng)成為一種常態(tài)，所有人都為了攻克卡脖子技術(shù)難題鉚足了勁兒，不達(dá)目標(biāo)、誓不罷休。

不忘初心，方得始終。團(tuán)隊在“創(chuàng)新、進(jìn)取、協(xié)作、堅持”的NECP文化精神下，第二個“十年計劃”期間，自主研發(fā)了30余套適用于各類堆型的核反應(yīng)堆物理分析軟件，其中代表性軟件產(chǎn)品有：多功能核數(shù)據(jù)處理程序NECP-Atlas、商用壓水堆堆芯物理分析及工業(yè)應(yīng)用軟件Bamboo-C、壓水堆Pin-by-pin分析軟件NECP-Bamboo2.0、高保真數(shù)值反應(yīng)堆軟件NECP-X、先進(jìn)反應(yīng)堆堆芯技術(shù)分析軟件NECP-SARAX、蒙特卡羅輻射場計算軟件NECP-MCX、離散縱標(biāo)輻射場計算軟件NECP-Hydra等。這一系列具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的核工業(yè)軟件已成功應(yīng)用于“華龍一號”等我國多個重大項目和重點型號的攻關(guān)及研發(fā)中，為實現(xiàn)三代核電的完全自主化和四代核電的中國引領(lǐng)發(fā)揮了關(guān)鍵支撐作用。

深化科技成果轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)書架轉(zhuǎn)向貨架

NECP實驗室的前兩個“十年計劃”在理論創(chuàng)新和軟件自主化方面取得了令人矚目的成就。2024年，在NECP實驗室的第三個“十年計劃”即將開啟之際，趕上了新的歷史機(jī)遇，也承擔(dān)著新的歷史責(zé)任。

習(xí)近平總書記指出：“必須破除體制機(jī)制障礙，面向經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展主戰(zhàn)場，圍繞產(chǎn)業(yè)鏈部署創(chuàng)新鏈，消除科技創(chuàng)新中的‘孤島現(xiàn)象’，使創(chuàng)新成果更快轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實生產(chǎn)力。 ”西安交通大學(xué)原校長王樹國表示：“大學(xué)需要轉(zhuǎn)變觀念，打開圍墻，主動融入社會。只有深度融入社會與科技發(fā)展前沿，大學(xué)才能始終成為社會發(fā)展的引領(lǐng)者?！?/span>

NECP實驗室始終相信“企業(yè)是創(chuàng)新主體”，只有企業(yè)在真正的工程實踐中，才能發(fā)現(xiàn)“真問題”，基于此，高校才能做“真科研”。只有發(fā)現(xiàn)行業(yè)突出痛點，不斷深化科技成果轉(zhuǎn)化，優(yōu)勢互補(bǔ)，協(xié)同創(chuàng)新，才能加快創(chuàng)新成果從“理論書架”到“實用貨架”的華麗轉(zhuǎn)身。

為響應(yīng)國家關(guān)于加強(qiáng)校企合作的號召，充分發(fā)揮企業(yè)和高校各自優(yōu)勢，讓高等教育更好地為企業(yè)和社會服務(wù)，更好地為社會、為企業(yè)培養(yǎng)高素質(zhì)的應(yīng)用型人才；讓企業(yè)更好地用實際需求牽引高校學(xué)科方向，拉動創(chuàng)新技術(shù)發(fā)展。NECP實驗室在已有友好合作的基礎(chǔ)上，積極推動成立校企聯(lián)合中心。目前，已分別與江蘇核電成立了“江蘇核電—西安交大產(chǎn)教融合聯(lián)合中心”，與福建福清核電有限公司成立了“福清核電—西安交大華龍一號運行優(yōu)化工作站”，與華能核能技術(shù)研究院成立了“華能核能院—西安交大先進(jìn)核能技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)合研發(fā)中心”。NECP實驗室相信，在校企聯(lián)合中心的框架下，必然能產(chǎn)生新的技術(shù)突破，實現(xiàn)共贏，同時構(gòu)建先進(jìn)核能領(lǐng)域完整的創(chuàng)新鏈、產(chǎn)業(yè)鏈、教育鏈、人才鏈，促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研協(xié)同攻關(guān)，在核能領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新突破，形成我國獨特的優(yōu)勢。唯有如此，才能在目前激烈的國際競爭中立于不敗之地。

時光荏苒，初心不忘，NECP實驗室在似水流年間，始終書寫著我國核能強(qiáng)國建設(shè)的“奮進(jìn)之筆”。繼往開來，踔厲奮發(fā)，NECP實驗室將在下一個十年為我國核能發(fā)展譜寫新時代的華章。