服务国家科技重大专项 聚焦核燃料颗粒学交叉创新记清华大学核能与新能源技术研究院副教授刘马林

◎ 文/王 艳 杨 通

近日，2020 年“中国颗粒学会青年颗粒学奖”评选结束，清华大学核能与新能源技术研究院副教授刘马林凭借在核燃料颗粒学方面做出的突出成绩，荣膺2020 年度“中国颗粒学会青年颗粒学奖”。

“评选青年颗粒学奖已经有二十多年历史，荣获该奖是对我之前工作的肯定，为以后工作提供了动力。特别感谢核研院和高温气冷堆国家科技重大专项提供的广阔研究舞台，我深知自己工作水平离前辈们还差的较远，以后要更加努力地学习。”谈及获奖，刘马林说道。

刘马林，2000 年进入清华大学化工系就读，2004 年免试直接攻读博士学位，2008 年7 月至2009 年2月在美国俄亥俄州立大学交流访学，2009 年博士毕业后入选清华大学核研院“235”人才计划，留校工作，现任清华大学核研院副教授、博士生导师、新材料研究室副主任。

核燃料颗粒学属于颗粒学和先进核燃料交叉领域，刘马林从事该领域的学习与研究，至今已有10 多年，近年来主持了包括国家自然科学基金、国家重点研发计划、国家科技重大专项子课题等多个重要项目，获中国核能行业协会科技进步一等奖、清华大学“学术新人奖”，入选北京市优秀人才、北京市高等学校青年英才、江苏省“双创人才”等人才项目。

“顶天立地”是清华大学坚持的科研工作理念，也是核研院60 年传承下来的“精神指引”。刘马林说：“顶天是指基础研究要做到学科的国际前沿上，争取进入国际研究领域的尖端。立地是研究要面向国家及产业需求，立足中国国情促进科技成果的转化。国家科技重大专项正好提供了‘顶天立地’的研究平台，既直接面对重大科技工程任务攻关，踏踏实实的做出产品，其中又有很多极具挑战性的科学问题值得我们用心去探索。”

高温气冷堆以其固有安全性和高温热能在能源开发和利用方面的多用途性，被国际上作为第四代核能系统的优先研究开发对象。刘马林作为核研院燃料元件研究团队的一员，参与了高温气冷堆核电站示范工程国家科技重大专项核心子课题，和团队成员一起进行复杂过程解耦和分解优化设计，建立完整工艺包，实现工艺标准化、自动化和四层气相沉积的连续进行，大幅提高效率和质量稳定性。在研究过程中，刘马林在一线参与生产线建设全过程，亲历了实验室研发的流化床-化学气相沉积颗粒包覆技术到工业生产力的转化，为我国第四代核电技术未来商业化提供重要技术支撑。

流化床-化学气相沉积技术是化工流态化学科和材料制备化学气相沉积技术的交叉应用，是包覆燃料颗粒制备的技术基础。“我的学术研究从不单纯追踪热点，而是与专项科技攻关紧密结合”，刘马林谈到。以“动量/质量/热量传递－化学反应耦合”为科学核心，刘马林建立了流化床-化学气相沉积颗粒包覆CFD-DEM-CVD 模型，基于模拟结果提出“有效包覆区-过渡包覆区”概念和放大准则。另外，他在颗粒流化包覆过程监控、复杂结构ECT 测量技术、高密度颗粒流化-混合特征分析、FCM 基体低温烧结等方面也取得了很多创新成果。这些研究为核燃料制备生产线的优化和放大提供了重要的技术基础。

谈及未来，刘马林表示将不忘初心，继续坚持顶天立地的科研理念，服务国家科技重大专项，聚焦核燃料颗粒学交叉创新，为国家和社会作出更大的贡献。