日前,北京市人民政府公布了关于2022年度北京市科学技术奖励的决定。根据《北京市科学技术奖励办法》,经市科学技术奖励评审委员会评审、市科学技术奖励委员会审定,市政府批准,学校计算机与通信工程学院胡长军教授团队的关键成果“材料辐照损伤高性能多尺度计算关键技术及应用”获2022年度北京市科学技术奖技术发明二等奖。
核反应堆安全是核能发展的基础,核材料作为保障核反应堆安全的关键环节,其辐照性能一直是国内外研究热点。由于辐照实验难度大、周期长、成本昂贵,多尺度模拟结合少量实验成为研究核材料辐照损伤的主要手段。过去受计算能力和内存资源的制约,材料计算模拟的时空尺度、精度、确定性、可信性等与工程应用的需求还有很大的距离。
胡长军教授团队面向现役反应堆材料辐照性能预测及先进反应堆用材料研发的战略需求,聚焦材料辐照损伤这一关键问题,经过10多年的“产-学-研-用”紧密结合和多学科联合攻关,构建了核材料辐照损伤高性能多尺度计算体系,突破了“平均场限制”“多元体系协同演化”等技术难题,建立了一套以百/千万核级深度并行优化、多尺度软件耦合模拟为核心的E级超算材料辐照损伤多尺度模拟关键核心技术,大幅提高了微、介观模拟规模与计算精度,发挥了我国超算资源优势并两次打破世界纪录。在此基础上,研制了6款自主可控的高性能多尺度计算软件,并集成国内多尺度计算框架MISA,在国家重大战略工程中应用。成果已申请发明专利27项(授权16项)、发表论文58篇、出版专著1本、登记软件著作权8项。
团队经过10多年的“产、学、研、用”紧密结合和多学科联合攻关,在理论方法、关键技术和软件实现方面取得了系列创新成果。目前研究成果在服务国家重大工程、核材料辐照损伤机理认知和科学发现等方面获得重要应用,实现了VVER型和国产A508-III型RPV钢的辐照脆化机理认知和预测,应用于秦山、田湾等核电站的RPV钢预测评估,在核电站安全运行和延寿方面发挥了重要作用,弥补了工业软件短板。并且系列软件已全球开源并在中核、中广核、苏黎世联邦理工学院等50多家国内外机构和企业获得推广应用,取得了良好的国内外影响和可观的经济效益。该成果获得2022年度北京市科学技术奖——技术发明二等奖,并亮相国家“十三五”科技创新成就展。